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1、模糊逻辑控制及其应用（选 修）上海交通大学 谢康林2005-2006学年 第1学期11/12/20221第六章数数字字单单片片机机模模糊糊逻逻辑辑控控制制技技术术应应用用第六章第六章数字单片机数字单片机模糊逻辑控制技术应用模糊逻辑控制技术应用2第六章数数字字单单片片机机模模糊糊逻逻辑辑控控制制技技术术应应用用第六章第六章数字单片机模糊逻辑控制技术应用数字单片机模糊逻辑控制技术应用6-1数字单片机与模糊逻辑控制技术数字单片机与模糊逻辑控制技术6-2数字单片机模糊逻辑控制技术的数字单片机模糊逻辑控制技术的应用应用3数数字字单单片片机机模模糊糊逻逻辑辑控控制制技技术术6-1数字单片机与模糊逻辑控制技
2、术数字单片机与模糊逻辑控制技术数字单片微机：数字单片微机：体积小体积小片内含有多种存储和外围接口部件片内含有多种存储和外围接口部件计算机基本功能俱全计算机基本功能俱全适合于家电、智能仪器仪表、移动性适合于家电、智能仪器仪表、移动性自动化设备和通讯设备，以及许多专用自动化设备和通讯设备，以及许多专用的控制系统。的控制系统。4数字单片机与模糊逻辑控制相结合目前，在多种智能控制领域中，目前，在多种智能控制领域中，最具有实际（现实）价值的是最具有实际（现实）价值的是:模糊逻辑控制模糊逻辑控制数字单片微机与模糊逻辑控制数字单片微机与模糊逻辑控制相结合，使模糊逻辑控制的实际应相结合，使模糊逻辑控制的实际应
3、用已形成用已形成产业化的趋势产业化的趋势。5数数字字单单片片机机的的选选择择选择数字单片机应注意：选择数字单片机应注意：1.对应用系统的适应性对应用系统的适应性2.可购买性可购买性3.可开发性可开发性4.制造商情况制造商情况等等6数数字字单单片片机机模模糊糊逻逻辑辑控控制制技技术术应应用用6-2数字单片机模糊逻辑控制技术的数字单片机模糊逻辑控制技术的应用应用一模糊逻辑控制微波炉一模糊逻辑控制微波炉二模糊逻辑控制电冰箱二模糊逻辑控制电冰箱7模模糊糊逻逻辑辑控控制制微波炉一一模糊逻辑控制微波炉模糊逻辑控制微波炉一般微波炉的工作过程：一般微波炉的工作过程：由用户确定利用微波炉进行由用户确定利用微波炉
4、进行烹调的食品的类型和数量；烹调的食品的类型和数量；由用户确定微波炉所需工作由用户确定微波炉所需工作时间时间t以后，加以予置；以后，加以予置；启动微波炉工作。启动微波炉工作。8模模糊糊逻逻辑辑控控制制微波炉存在问题存在问题：根据食品的类型、数量、加热温升，根据食品的类型、数量、加热温升，以及微波炉性能等因素来设定以及微波炉性能等因素来设定微波炉微波炉食品加工的时间食品加工的时间，往往需要有一定的，往往需要有一定的经验。经验。如果：如果：微波炉工作时间过短：微波炉工作时间过短：烹调效果不好烹调效果不好；微波炉工作时间过长：微波炉工作时间过长：对水份少的食品可能会产生对水份少的食品可能会产生过热碳
5、化的现象。过热碳化的现象。9模模糊糊逻逻辑辑控控制制微波炉微波炉采用模糊逻辑控制：微波炉采用模糊逻辑控制：可以根据食品的类型、数量、可以根据食品的类型、数量、加热温升，以及微波炉性能等诸加热温升，以及微波炉性能等诸多因素，多因素，确定合理的工作时间确定合理的工作时间，以保证烹调的效果符合要求。以保证烹调的效果符合要求。10微微波波炉炉控控制制电电路路和和结结构构框框图图单片微机红外检测温度检测湿度检测炉门检测按键输入按键输入磁控管控制加热丝控制炉腔照明显示电路报警电路11检检 测测 电电 路路1控制电路和结构框图控制电路和结构框图检测电路检测电路共有红外检测；共有红外检测；温度检测；温度检测；
6、湿度检测湿度检测三个检测电路。三个检测电路。12红红外外检检测测电电路路红外检测电路红外检测电路A作用：作用：用于检测被烹调食物的内部温度。用于检测被烹调食物的内部温度。B组成：组成：由红外敏感器件和放大电路组成。由红外敏感器件和放大电路组成。由红外检测电路所测出的食物的由红外检测电路所测出的食物的放射能量放射能量单片微机。通过处理、计单片微机。通过处理、计算算得到食物的内部温度得到食物的内部温度T。13温温度度检检测测电电路路温度检测电路温度检测电路A作用：作用：用于检测炉腔内部的温度，而用于检测炉腔内部的温度，而不是食物的内部温度。不是食物的内部温度。B组成：组成：温度传感器。安装在炉腔内
7、。温度传感器。安装在炉腔内。C电路工作时间：电路工作时间：在加热丝进行食物保温或特殊加在加热丝进行食物保温或特殊加热时，使用温度检测器，以使炉腔热时，使用温度检测器，以使炉腔内的温度能保持在一定的水平。内的温度能保持在一定的水平。与红外检测电路在不同工况时工与红外检测电路在不同工况时工作，起互补作用。作，起互补作用。14湿湿度度检检测测电电路路湿度检测电路湿度检测电路A作用：作用：用与测定食物的含水量的多少。用与测定食物的含水量的多少。B组成：组成：采用湿敏电容作为传感器，安装在采用湿敏电容作为传感器，安装在微波炉的排气孔附近。微波炉的排气孔附近。在微波加热过程中，含水量不同的在微波加热过程中
8、，含水量不同的食物的损耗系数不同。一般情况下，含食物的损耗系数不同。一般情况下，含水量越多的食物的损耗系数越大，所需水量越多的食物的损耗系数越大，所需微波加热的时间越短，效率越高。微波加热的时间越短，效率越高。15按按键键和和炉炉门门开开关关按键和炉门开关按键和炉门开关按键按键用于输入有关食物特征信号用于输入有关食物特征信号和控制信号。和控制信号。炉门开关炉门开关用于检测炉门的开启或关闭用于检测炉门的开启或关闭状态。状态。16按按键键1-5按键：按键：设有九个按键：设有九个按键：1-5，A，B，C，启启/仃。仃。A按键按键1-5：用于输入食品的类型（按介电性质用于输入食品的类型（按介电性质即损
9、耗系数和比热排列）。即损耗系数和比热排列）。按键编号按键编号12345食品类型食品类型水水蔬菜蔬菜牛肉牛肉肥肉肥肉油类油类汤类汤类精肉精肉面面油浸品油浸品鱼鱼蛋蛋17按键ABC和启/仃B按键按键A、B、C用于指示烹调方式：用于指示烹调方式：A输入快煮方式。输入快煮方式。B输入普通煮方式。输入普通煮方式。C输入慢煮方式。输入慢煮方式。C按键按键启启/仃仃启动微波炉。启动微波炉。18炉炉门门开开关关炉门开关：炉门开关：用于检测炉门的开启或关闭状态。用于检测炉门的开启或关闭状态。A炉门开启时：炉门开启时：停止磁控管工作。停止磁控管工作。B炉门关闭时：炉门关闭时：在磁控管工作时接通炉腔内的在磁控管工作
10、时接通炉腔内的照明灯，便于观察炉腔内的情况。照明灯，便于观察炉腔内的情况。19磁磁控控管管控控制制电电路路输出控制电路输出控制电路磁控管控制电路磁控管控制电路磁控管在固定的磁感应强度和磁控管在固定的磁感应强度和稳定的阳极电压下工作，保持稳定的阳极电压下工作，保持输出输出功率功率恒定恒定，保持效率基本不变保持效率基本不变。磁控管控制电路：磁控管控制电路：采用占空比调节磁控管输出采用占空比调节磁控管输出功率平均值的方法。功率平均值的方法。20加加热热丝丝和和炉炉腔腔照照明明控控制制电电路路加热丝控制电路加热丝控制电路对加热丝的控制，可以采用对加热丝的控制，可以采用移相调压电路，也可以采用占空移相调
11、压电路，也可以采用占空比调节的方法。比调节的方法。炉腔照明控制电路炉腔照明控制电路是一个十分简单的开关电路。是一个十分简单的开关电路。21显显示示和和报报警警电电路显示和报警电路显示和报警电路时间显示电路时间显示电路A.四个发光二极管（七段显示）。四个发光二极管（七段显示）。两位显示两位显示“分分”，两位显示两位显示“秒秒”。B.指示灯一个：指示灯一个：指示微波炉处于工作或停止状态。指示微波炉处于工作或停止状态。报警电路报警电路由陶瓷喇叭组成。可用于在微波由陶瓷喇叭组成。可用于在微波炉工作倒计时为零时，或在微波炉空炉工作倒计时为零时，或在微波炉空载时报警。载时报警。22单片微机单片微机单片微机
12、它是一个控制器。它是一个控制器。根据输入的检测结果（温度、湿度、根据输入的检测结果（温度、湿度、红外检测的结果）红外检测的结果）经过模糊逻辑推理经过模糊逻辑推理分别控制磁控管、加热器、报警分别控制磁控管、加热器、报警电路等。电路等。单片微机应具有能满足性能要求单片微机应具有能满足性能要求的的CPU，足够的足够的A/D转换器，相应的转换器，相应的I/O口，一定的内存容量等。口，一定的内存容量等。23模模糊糊量量与与推推理理规规则则2模糊量与推理规则模糊量与推理规则在模糊控制微波炉中，与工作时在模糊控制微波炉中，与工作时间有关的主要因数有五个：间有关的主要因数有五个：食物类型食物类型C，食物重量食
13、物重量m，食物温食物温升升T1T1，工作功率工作功率P和工作效率和工作效率。t m C Tt m C T1 1/P/P模糊控制微波炉要求能自动推断：模糊控制微波炉要求能自动推断：（A）被烹调食物重量被烹调食物重量；（B）烹调工作时间烹调工作时间。24模模糊糊量量（1）模糊量模糊量在模糊控制微波炉中，应考虑在模糊控制微波炉中，应考虑六个物理量：六个物理量：工作时间工作时间t、食物重量食物重量m、食物比热食物比热C、输出功率输出功率P、加热效率加热效率和食物温昇和食物温昇T1。t m C T t m C T1 1/P/P25食食物物比比热热和和重重量量模模糊糊化化*加热效率加热效率：本对固定的微波
14、炉可近似为常数；本对固定的微波炉可近似为常数；*食物（烹调）温昇食物（烹调）温昇T1：一般为一般为100左右。左右。*其余的物理量模糊化其余的物理量模糊化：食物比热食物比热C C（J/kg*J/kg*）：）：小（小（S）、）、中小（中小（MS）、）、中中（M）、）、中大（中大（MB）、）、大（大（B）。）。食物重量食物重量m m（kgkg）：）：很轻（很轻（VL）、）、轻（轻（L）、）、中中（M）、）、重（重（H）、）、很重（很重（VH）。）。26输输出出功功率率和和工工作作时时间间模模 糊糊 化化输出功率输出功率P P（KwKw）：）：小（小（S）、）、中小（中小（MS）、）、中中（M）、）
15、、中大（中大（ML）、）、大（大（L）。）。微波炉微波炉工作时间工作时间t t（minmin）：）：极短（极短（VS）、）、短（短（S）、）、中短（中短（MS）、）、中（中（M）、）、中长（中长（ML）、）、长（长（L）、）、极长（极长（VL）。）。27食食物物重重量量的的推推理理1（2）食物重量食物重量m的模糊逻辑推理的模糊逻辑推理模糊逻辑推理的输入量：模糊逻辑推理的输入量：食物比热食物比热C食物被短时间加热后的温昇食物被短时间加热后的温昇T模糊逻辑推理的输出量：模糊逻辑推理的输出量：食物重量食物重量m28食食物物重重量量的的推推理理2模模糊糊逻逻辑辑推推理理食物比热食物比热C食物被（食物被
16、（短时短时）加热后的温昇加热后的温昇T食物重量食物重量m29食食物物重重量量的的推推理理3输出功率输出功率P和加热效率和加热效率可认为可认为是一个不变量。是一个不变量。取微波炉短时加热时间取微波炉短时加热时间t#=20秒。秒。食物加热食物加热t#（=20秒）后的秒）后的温昇温昇TT ，其模糊量为：其模糊量为：很小很小（VS）、）、小小（S）、）、中小中小（MS）、）、中中（M）、）、中大中大（ML）、）、大大（L）、）、很大很大（VL）共七个。共七个。30食食物物重重量量的的推推理理4模糊逻辑模糊逻辑推理条件语句推理条件语句：ifCandTthenm 最多可有最多可有3535条规则条规则。模糊
17、逻辑模糊逻辑推理结果推理结果：得到食物重量的模糊量得到食物重量的模糊量m*；再再经过解模糊判决，得到食物重量的经过解模糊判决，得到食物重量的精确量精确量m。31烹烹调调工工作作时时间间的的推推理理1（3）烹调工作时间烹调工作时间t的推理的推理烹调工作时间是微波炉工作烹调工作时间是微波炉工作的关键参数，其正确与否将直接的关键参数，其正确与否将直接影响食物烹调的效果。影响食物烹调的效果。应防止食应防止食物因烹调不足而不熟，或因过度物因烹调不足而不熟，或因过度而焦化。而焦化。烹调工作时间烹调工作时间t：t m C Tt m C T1 1/P/P32烹烹调调工工作作时时间间的的推推理理2模糊逻辑推理的
18、输入量：模糊逻辑推理的输入量：食物比热食物比热C食物重量食物重量m加热输出功率加热输出功率P模糊逻辑推理的输出量：模糊逻辑推理的输出量：烹调工作时间烹调工作时间t可认为：可认为：加热效率加热效率是一个不变量；是一个不变量；一般烹调时一般烹调时T1=100，解冻时解冻时T1=25。33烹烹调调工工作作时时间间的的推推理理3输出功率输出功率P烹调工作烹调工作时间时间t食物比热食物比热C食物重量食物重量m模模糊糊逻逻辑辑推推理理34模模糊糊逻逻辑辑推推理理条条件件语语句句模糊逻辑推理条件语句模糊逻辑推理条件语句：ifCandmandPthent为减少规则数目，简化设计，可为减少规则数目，简化设计，可
19、在烹调过程中可在烹调过程中可将：将：输出功率输出功率P P固定为固定为某个数值某个数值。仅考虑食物比热仅考虑食物比热C和食物和食物重量重量m两个输入变量，进行模糊逻辑两个输入变量，进行模糊逻辑推理。则：推理。则：ifCandmthent（P=Constant）例如：例如：P=1000WP=600WP=200W等。等。35模模糊糊逻逻辑辑推推理理结结果果模糊逻辑推理的结果模糊逻辑推理的结果：得到烹调时间得到烹调时间t*；再经过解模糊判决，得到烹调时间再经过解模糊判决，得到烹调时间的精确量的精确量t。烹调时间的精确量烹调时间的精确量t减去食物重量减去食物重量m推理时的工作时间推理时的工作时间t#（
20、=20秒），才秒），才是尚需的烹调时间是尚需的烹调时间t。t=t-t#=t-20 (秒秒)(在显示器上显示在显示器上显示)36控控制制软软件件及及其其框框图图3控制电路结构原理（略）控制电路结构原理（略）4.控制软件及其框图控制软件及其框图控制软件：控制软件：由主控程序和过零中断程序组成由主控程序和过零中断程序组成。主控程序主控程序：进行模糊推理，微波加热，进行模糊推理，微波加热，加热丝保温的过程控制；加热丝保温的过程控制；过零中断程序过零中断程序：周波记数；周波记数；磁控管占空比控制；磁控管占空比控制；加热丝占空比控制。加热丝占空比控制。37主主控控程程序序（1）主控程序主控程序由五大部分组
21、成：由五大部分组成：初始化初始化不定类型食物推理不定类型食物推理特定类型食物推理特定类型食物推理磁控管工作控制磁控管工作控制加热丝工作控制加热丝工作控制38初初始始化化初始化初始化设置堆栈、设置堆栈、置置I/O初态、初态、无数字显示的代码等。无数字显示的代码等。39不不定定类类型型食食物物推推理理不定类型食物推理不定类型食物推理（以中等比热、中等功率情况进行推理）（以中等比热、中等功率情况进行推理）用户将食品放入炉腔用户将食品放入炉腔关上炉门关上炉门按启动按键按启动按键不定类型食物推理程序段不定类型食物推理程序段40特特定定类类型型食食物物推推理理特定类型食物推理特定类型食物推理在用户键入在用
22、户键入“食物类型（即食物类型（即食物比热）食物比热）”和和“烹煮方法烹煮方法（烹调功率）（烹调功率）”后，启动微波后，启动微波炉炉。进行特定类型食物推理。进行特定类型食物推理。41磁磁控控管管工工作作控控制制磁控管工作控制磁控管工作控制磁控管工作参数有：磁控管工作参数有：输出功率输出功率P和工作时间和工作时间t。输出功率输出功率P是由用户以键盘入，是由用户以键盘入，工作时间工作时间t则由推理结果给出。则由推理结果给出。对磁控管控制采用占空比控制方式。对磁控管控制采用占空比控制方式。42加加热热丝丝工工作作控控制制加热丝工作控制加热丝工作控制加热丝工作用于保温控制。加热丝工作用于保温控制。根据温
23、度检测器测出的炉腔根据温度检测器测出的炉腔实际温度与保温温度的偏差，实际温度与保温温度的偏差，对对加热丝进行占空比控制。加热丝进行占空比控制。43过过零零中中断断程程序序（2）过零中断程序过零中断程序将交流电源变压器次级的交流低将交流电源变压器次级的交流低压信号整流，通过反向放大，得到过压信号整流，通过反向放大，得到过零正脉冲信号。经再次反向，得到过零正脉冲信号。经再次反向，得到过零中断请求信号。零中断请求信号。过零中断一经响应，进入过零中过零中断一经响应，进入过零中断程序。断程序。用于时间显示、周波计数、磁控用于时间显示、周波计数、磁控管占空比控制，和加热丝占空比控制管占空比控制，和加热丝占
24、空比控制。44模模糊糊逻逻辑辑控控制制电电冰冰箱箱二二模糊逻辑控制电冰箱模糊逻辑控制电冰箱家用电冰箱一般是双门冰箱，分家用电冰箱一般是双门冰箱，分为为冷冻室冷冻室和和冷藏室冷藏室两个部分。两个部分。冷冻室冷冻室用于冷冻食品和制冰。长用于冷冻食品和制冰。长时间存放，食品中的水份也会凝结成时间存放，食品中的水份也会凝结成冰。冷冻室的温度为冰。冷冻室的温度为-6-18。冷藏室冷藏室用于在较低的温度中存放用于在较低的温度中存放食品。要求有一定的保鲜而不冻伤食食品。要求有一定的保鲜而不冻伤食物的功能。冷藏室的温度一般为物的功能。冷藏室的温度一般为010。对家用电冰箱的要求是：较高的对家用电冰箱的要求是：
25、较高的温度控制精度和最优的节能效果。温度控制精度和最优的节能效果。45系系统统结结构构框框图图1家用电冰箱家用电冰箱系统结构系统结构单单单单片片片片微微微微机机机机冷藏室温度检测冷藏室温度检测霜厚度检测霜厚度检测冷冻室温度检测冷冻室温度检测温温度度给给定定电电源源检检测测压缩机控制压缩机控制电热丝控制电热丝控制风风门门控控制制温温度度显显示示46输输入入部部件件（1）输入部件、输出部件和单片微机）输入部件、输出部件和单片微机输入部件输入部件输入电冰箱内部状态、电源状态和用户输入电冰箱内部状态、电源状态和用户设定的温度值等。设定的温度值等。输入部件包括输入部件包括:冷冻室温度检测电路冷冻室温度检
26、测电路;冷藏室温度检测电路冷藏室温度检测电路;霜厚度检测电路霜厚度检测电路;电源检测电路电源检测电路;温度给定电路等。温度给定电路等。47输输出出部部件件输出部件输出部件用于对压缩机、电热丝和风门用于对压缩机、电热丝和风门的控制，以及温度显示。的控制，以及温度显示。包括包括:压缩机通断控制电路压缩机通断控制电路;电热丝控制电路电热丝控制电路;风门控制电路风门控制电路;以及温度显示电路。以及温度显示电路。48单单片片微微机机单片微机单片微机应能满足控制功能的要求。应能满足控制功能的要求。（运算速度、存储容量、接口（运算速度、存储容量、接口电路的种类及数量等）。电路的种类及数量等）。49除除霜霜控
27、控制制（2）除霜及温度控制）除霜及温度控制除霜控制除霜控制包括霜厚度检测和对电热丝的控制，包括霜厚度检测和对电热丝的控制，用于冷冻室除霜。用于冷冻室除霜。除霜控制过程除霜控制过程：当冷冻室的霜的厚度凝结到一定程度当冷冻室的霜的厚度凝结到一定程度时，开始进行加热除霜时，开始进行加热除霜加热丝通电，进行全电压加热除霜加热丝通电，进行全电压加热除霜霜的厚度下降霜的厚度下降降低加热丝的控制电压降低加热丝的控制电压霜的厚度继续下降霜的厚度继续下降直到除霜结束直到除霜结束断开加热丝电源。断开加热丝电源。50除除霜霜控控制制框框图图模糊模糊控制器控制器加热丝加热丝霜厚度霜厚度偏差偏差e0 0 e0 0霜厚度
28、霜厚度偏差变化率偏差变化率ch 给定给定霜厚度霜厚度51温度控制温度控制温度控制该系统是一个二输入二输出模糊该系统是一个二输入二输出模糊控制系统：控制系统：两个输入量：两个输入量：冷冻室温度；冷冻室温度；冷藏室温度。冷藏室温度。两个输出量：两个输出量：对压缩机的控制量对压缩机的控制量对风门的控制量。对风门的控制量。52温温度度控控制制框框图图模糊模糊控制器控制器压缩机压缩机风门风门冷冻室冷冻室温度温度设定设定冷冷藏室室 温度温度 设定设定e1 1e1 1e2 2e2 2cp pcf f+53冷冷冻冻室室温温度度控控制制冷冻室温度控制冷冻室温度控制：通过对压缩机的控制来实现。通过对压缩机的控制来
29、实现。(模糊控制系统接收冷冻室的温度模糊控制系统接收冷冻室的温度偏差偏差e1和温度偏差变化率和温度偏差变化率e1后，进后，进行模糊逻辑推理。然后，根据模糊逻行模糊逻辑推理。然后，根据模糊逻辑推理的结果，对压缩机的工作进行辑推理的结果，对压缩机的工作进行控制控制Cp)。54冷冷藏藏室室温温度度控控制制冷藏室温度控制冷藏室温度控制：通过对风门的控制来实现。通过对风门的控制来实现。既与压缩机的工作状态有关，既与压缩机的工作状态有关，也和冷冻室的温度有关。也和冷冻室的温度有关。（模糊逻辑控制系统接收冷藏（模糊逻辑控制系统接收冷藏室的温度偏差室的温度偏差e2、温度偏差变化温度偏差变化率率e2，同时也要考
30、虑冷冻室的温同时也要考虑冷冻室的温度偏差度偏差e1，经过模糊逻辑推理，经过模糊逻辑推理，决定对风门的控制决定对风门的控制Cf）。）。55注注意意*注意注意：在对压缩机进行控制时，在对压缩机进行控制时，必须注意压缩机停机时间超过必须注意压缩机停机时间超过3分分钟后，才能允许压缩机重新启动！钟后，才能允许压缩机重新启动！56除除霜霜控控制制2模糊量和模糊控制规则模糊量和模糊控制规则（1）除霜控制除霜控制霜厚度检测器将检测得来的霜厚霜厚度检测器将检测得来的霜厚度与给定的霜厚度相比较：度与给定的霜厚度相比较：得到霜厚度偏差得到霜厚度偏差e0和霜厚度偏差和霜厚度偏差变化率变化率e0模糊控制器模糊控制器控
31、制信号控制信号Ch控制加热丝工作。控制加热丝工作。57霜厚度偏偏差差、偏偏差差变变化化率率霜厚度偏差霜厚度偏差e0的模糊量的模糊量取四个模糊量：取四个模糊量：零（零（Z）小（小（S）中（中（M）大（大（L）。）。全是正模糊量全是正模糊量。实际上一般霜厚度的给定值为零，采实际上一般霜厚度的给定值为零，采样检测出的厚度即为霜厚度偏差样检测出的厚度即为霜厚度偏差e0。霜厚度偏差变化率霜厚度偏差变化率e0的模糊量的模糊量三个模糊量：三个模糊量：小（小（S）中（中（M）大（大（L）。）。也是正模糊量也是正模糊量。58加加热热丝丝控控制制加热丝控制加热丝控制模糊量隶属函数采用单点形式：模糊量隶属函数采用单
32、点形式：零（零（Z）低（低（L）中（中（M）高（高（H）59除霜控制规则除霜控制规则除霜控制规则ife0ande0thenChe0ChZSMLSZMHHe0MZLMHLZZMH例：例：ife0=Mande0=LthenCh=M；60冷冷冻冻室室温温度度控控制制（2）冷冻室温度控制冷冻室温度控制冷冻室温度控制的模糊量和控制规则冷冻室温度控制的模糊量和控制规则模糊化划分模糊化划分：A.冷冻室的温度偏差冷冻室的温度偏差e1和温度偏差和温度偏差变化率变化率e1，都取五个模糊量：都取五个模糊量：负大（负大（NBNB），），负小（负小（NSNS），），零（零（Z Z），），正小（正小（PSPS），），正大
33、（正大（PBPB）。）。B.压缩机电机的控制信号压缩机电机的控制信号Cp：只需取只需取 “通通”（OnOn）和和“断断”（OffOff）两种状态。两种状态。61冷冷冻冻室室温温度度控控制制规规则则 冷冻室温度冷冻室温度控制规则控制规则：ife1ande1thenCp实际上，实际上，在压缩机停机三分钟以内不准重新启动在压缩机停机三分钟以内不准重新启动，以防止因压缩机的输入、输出两端压力不平衡，以防止因压缩机的输入、输出两端压力不平衡，从而导致压缩机动力矩过大而烧毁压缩机电动机。从而导致压缩机动力矩过大而烧毁压缩机电动机。为此，凡使压缩机电机接通电源的语句，均为此，凡使压缩机电机接通电源的语句，均
34、应有停压缩机时间的约束条件。应有停压缩机时间的约束条件。设压缩机停机时间约束条件为设压缩机停机时间约束条件为Toff3分钟，分钟，则：凡使压缩机电机接通电源的语句（则：凡使压缩机电机接通电源的语句（Cp=ON）的语句，其规则应为：的语句，其规则应为：ife1ande1andToffthenCp（Cp=On）62冷冷藏藏室室温温度度控控制制冷藏室温度控制的模糊量和控制规则冷藏室温度控制的模糊量和控制规则模糊量模糊量：A.冷藏室的温度偏差冷藏室的温度偏差e2和温度偏差和温度偏差变化率变化率e2，都取五个模糊量：都取五个模糊量：负大（负大（NBNB），），负小（负小（NSNS），），零（零（Z Z）
35、，），正小（正小（PSPS），），正大（正大（PBPB）。）。B.风门的控制量风门的控制量Cf取单点输出，取单点输出，也取五个模糊量：也取五个模糊量：零（零（Z Z），），小（小（S S），），中（中（M M），），大（大（B B），），极大（极大（VBVB）。）。它们分别是在风门控制范围中的它们分别是在风门控制范围中的平均值。平均值。63冷藏室控制规则控制规则控制规则：分别考虑分别考虑Cp=On和和Cp=Off的两种情况。的两种情况。在压缩机电机通电（在压缩机电机通电（Cp=On）时时：ife2ande2thenCf（Cp=On）此时风门打开此时风门打开,主要传递压缩机蒸发主要传递压缩机蒸发
36、器制冷所得的冷气。器制冷所得的冷气。在压缩机电机断电（在压缩机电机断电（Cp=Off）时时：ife2ande2thenCf（Cp=Off）此时风门打开此时风门打开,主要传递压缩机蒸发主要传递压缩机蒸发器制冷后的余冷及冷冻室的冷气。器制冷后的余冷及冷冻室的冷气。64控控制制系系统统的的电电路路结结构构3控制系统的电路结构控制系统的电路结构（1）电源部分电源部分5V稳压电源：稳压电源：对控制系统及单片微机供电。对控制系统及单片微机供电。电源过零检测电路：电源过零检测电路：在电源的交流电压信号过零时产在电源的交流电压信号过零时产生负脉冲。对晶闸管进行移相控制时，生负脉冲。对晶闸管进行移相控制时，作为
37、同步信号用。作为同步信号用。电路电压检测：电路电压检测：检测电源电压过低或过高，以便检测电源电压过低或过高，以便采取相应控制措施。采取相应控制措施。65状状态态检检测测电电路路（2）状态检测电路）状态检测电路冷冻室温度检测：冷冻室温度检测：通过温度传感器通过温度传感器（-4-20）冷藏室温度检测：冷藏室温度检测：通过温度传感器通过温度传感器（-4+14）霜厚度检测电路：霜厚度检测电路：由红外线发射管和光敏接收管组成。由红外线发射管和光敏接收管组成。66温温度度给给定定和和显显示示电电路路（3）温度给定和显示电路温度给定和显示电路温度给定电路温度给定电路温度显示电路温度显示电路67功功率率输输出出电电路路（4）功率输出电路）功率输出电路压缩机控制用功率输出电路：压缩机控制用功率输出电路：单片机输出信号单片机输出信号经反相、驱动经反相、驱动功放功放压缩机电机。压缩机电机。加热丝控制用功率输出电路：加热丝控制用功率输出电路：加热丝控制电压有三种：加热丝控制电压有三种：175V，200V和和220V。采用占空比控制方式。采用占空比控制方式。风门控制用功率输出电路：风门控制用功率输出电路：用一个小型步进马达。用一个小型步进马达。（例如：三相步进马达）（例如：三相步进马达）68控制规则的自调整4控制规则的自调整（略）。控制规则的自调整（略）。69