【正文】 程師往往在進行微調(diào)時花費了大量的寶貴時間。部分完成了上位機軟件的編寫及調(diào)試。 (2)研究了模糊電飯煲控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及其工作原理，在保證系統(tǒng)正常運作的基礎(chǔ)上，重點研究了硬件的低成本化設(shè)計方法。由于在此模糊控制系統(tǒng)中，其控制指標同樣是模糊的，而實際控制系統(tǒng)效果的好壞，直接取決于在煮飯過程中對其米量判斷是否正確。這樣將大大提高電飯煲設(shè)計開發(fā)的效率。目前，僅上位機的尋優(yōu)算法尚未編寫完成，因此整個系統(tǒng)還沒能運轉(zhuǎn)起來，尚不能進行有效的測試，還有大量后續(xù)工作要做。（2）獲得有效的參數(shù)調(diào)整規(guī)則。PC對參數(shù)修改完畢后，將其傳送給MCU. MCU接收到數(shù)據(jù)并將其寫入EEPROM。測試信息反饋的輸入界面是帶有嚴重度因子的單選框。系統(tǒng)中通用的電飯煲開發(fā)板的結(jié)構(gòu)同前述的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖。電飯煲在新參數(shù)表的基礎(chǔ)上重新工作。人機界面參數(shù)調(diào)整規(guī)則庫溫度傳感器測試信息反饋信息處理數(shù)據(jù)庫電飯煲尋優(yōu)算法EEPROM圖41基于模糊電飯煲開發(fā)的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖其中，人機界面包含兩部分內(nèi)容，分別是開發(fā)工程師使用的規(guī)則調(diào)整界面和測試工程師使用的測試信息反饋界面。知識獲取部分用以對知識庫中的知識進行修改或添加，以便使系統(tǒng)能夠做更多、更復雜的事情。知識庫是決定專家系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。因此，作者認為，可以利用一個體現(xiàn)專家經(jīng)驗的程序代替專家進行參數(shù)調(diào)整，從而將開發(fā)工程師從復雜的“試錯”工作中解放出來，工程師只需給出一個正確的程序框架和一組近似正確的待調(diào)整數(shù)據(jù)即可。另外，在模糊推理過程中需要確定邊界分檔值，即對應于輸入變量Tbot100及t100的七個分檔值(3，2，1,0,1,2,3)，而這些分檔值只能由測試得到。電飯煲在其開發(fā)的最終階段必然要經(jīng)過一個“測試一調(diào)整一測試”的參數(shù)整定過程。完成前述三章所述的設(shè)計工作并不意味著開發(fā)設(shè)計工作已經(jīng)完成，可以一勞永逸，在軟件方面，米量確定后的溫度點確定是一個復雜的過程，實驗表明，有些階段的溫度點和加熱功率要求非常嚴格，單純由推理得到的數(shù)值在系統(tǒng)實際工作中很難取得良好的效果。第4章 基于模糊專家系統(tǒng)電飯煲控制的設(shè)計前述三章論述了模糊電飯煲控制系統(tǒng)中模糊推理機的設(shè)計，以及如何在一個具體的電飯煲控制系統(tǒng)中實現(xiàn)模糊推理算法，包括硬件保障及軟件流程。 如果 Tl且t1，則R =2，否則R=3。實際上，如表24所述的判斷規(guī)則可由如下五條規(guī)則描述: 如果T1且t0，則R=3，否則R=2。當然，在煮飯的過程中，還要進行空鍋檢測，如此時為空鍋，則系統(tǒng)報警后轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)。同時，在帶有LCD或八段數(shù)碼管顯示的電飯煲程序中，有時要求在工作狀態(tài)下按下某一按鍵時，LCD或八段數(shù)碼管能夠顯示此時鍋底的溫度。開始系統(tǒng)初始化及AD采樣按鍵掃描功能一功能N輸出控制及顯示返回功能N子程序功能一子程序……YESYES 圖212 系統(tǒng)工作流程圖 當然，實際的控制程序要遠遠復雜于圖36所示的流程圖。模糊電飯煲控制系統(tǒng)的軟件框圖如圖36所示。 (6)顯示/按鍵電路 顯示/按鍵電路用來完成電飯煲和用戶之間的交互。為了滿足額定功率的需要，在主加熱器繼電器吸合時，輔加熱器將短路。電飯煲中有頂部和底部兩路溫度檢測，可以隨時監(jiān)測頂部和底部的溫度。復位電路采用專用復位芯片BD4723G，該芯片能確保MCU在各種環(huán)境下可靠復位。當電源掉電，電池供電時，Q1和Q2都截止，D6導通，此時V1懸空。帶中心抽頭的變壓器和整流二極管D4, D5構(gòu)成了全波整流電路，C3和C4為濾波電容。 HT46R65引腳配置圖它的主要技術(shù)特性如下:(1)高性能RISC結(jié)構(gòu)(2)低功率完全靜態(tài)CMOS設(shè)計(3)工作電壓:在4MHz下。模式五表示什錦米模式。表中，模式一表示非什錦米的標準、精煮、稍硬、稍軟、煲仔模式。在保證可以實現(xiàn)最佳加熱曲線的前提下，以簡化算法，易于實現(xiàn)為原則，可以設(shè)計一個一維的模糊控制器，其輸入是米水總量Q，輸出為底部加熱器的Tp。在實際應用中，利用加熱時間占空比參數(shù)Tp來替代Pw。等30條規(guī)則，總結(jié)成表格的形式，可得語言變量的判斷規(guī)則表，如表23所示。如果頂溫很低，且加熱時間較短，則米量很大。 如果頂溫較高，且加熱時間很短，則米量很小。 如果頂溫很高，且加熱時間較短，則米量很小。圖26 t100隸屬度函數(shù) The membership function of t100對應的模糊變量賦值表見表22。 圖26 Tbot100隸屬度函數(shù)選用這種形狀的隸屬度函數(shù)還是為了同MATLAH中的隸屬度函數(shù)配合，后面將會提到，鑒于具體計算過程的復雜性，本文所述的模糊推理過程實際上是在MATLAB的FUZZY LOGIC工具箱下完成的。本文所述的米量推理機是嚴格按照模糊控制器的試錯法來設(shè)計的。也可以單純地選取Tbot100作為判斷量，選擇頂部溫度作為判斷量有其明顯的優(yōu)點，那就是分檔值拉得很開(即其隸屬度曲線可以相對很尖)，在正常情況下判斷準確，但頂蓋溫度容易受到初始水溫的影響，同樣導致判斷不準確。由圖可見，不同米量下的溫度從50℃上升到100℃的時間差別并不是很大。在實際測試過程中發(fā)現(xiàn)Tbot100的變化相對更為顯著。但是維數(shù)過高，模糊控制的規(guī)則將變得過于復雜，控制算法的實現(xiàn)相當困難。(3)將推演出的模糊IFTHEN規(guī)則組合成模糊系統(tǒng)，并檢驗此模糊系統(tǒng)作為控制器的閉環(huán)系統(tǒng)。狀態(tài)變量是模糊系統(tǒng)的輸入，控制變量是模糊系統(tǒng)的輸出。最后，在實際系統(tǒng)中檢驗模糊控制器，如果性能指標不滿意，則對上述規(guī)則進行細微調(diào)整或通過反復用試錯法進行再設(shè)計，直至效果達到指標要求為止。、10杯大米溫度曲線圖 但通過研究發(fā)現(xiàn)，最終發(fā)現(xiàn)利用試錯法對米量進行二維模糊控制來判斷更為準確。但是，若在預熱段對米量進行推理，會受到初始水溫和環(huán)境溫度的嚴重影響，而難以得到準確的判斷。軟件模糊推理的模糊化、模糊推理和模糊判決三個過程都用軟件來實現(xiàn)。它的目標是產(chǎn)生確切的控制動作，應該能夠最好的反映出推理出的模糊控制動作分配的可能性。大前提是多個模糊條件語句，構(gòu)成規(guī)則庫。 (1)模糊化 模糊化是將模糊控制器輸入量的確切值轉(zhuǎn)換為相應模糊語言變量值的過程，此相應語言變量值均由對應的隸屬度來定義。而這樣一條曲線是機械式電飯鍋不可能實現(xiàn)的，在電飯鍋煮飯過程中實現(xiàn)這樣一條曲線本身就是借鑒了煮飯專家的經(jīng)驗，模仿了人的行為，這本身就是智能化的，模糊化的。這樣就使得整粒米飯內(nèi)外一樣。大米充分吸水后，鍋內(nèi)的水進一步減少，鍋底漸漸趨于干燥，當鍋底的水分減少到一定程度，鍋底溫度就會迅速上升，這時沸騰過程結(jié)束。(3)集中加熱階段和落水階段 集中加熱階段是對鍋進行全功率的加熱，使鍋底的溫度迅速上升，但在米量較大的情況下，使鍋內(nèi)上下溫度基本達到一致，所有的米都能均勻受熱。這一階段就是采用記時等待的辦法，等待大約3,4分鐘的時間，使鍋和水的狀態(tài)達到一致，以便對初始的煮飯狀態(tài)做出準確的判斷。 圖21電飯煲底部溫度曲線圖 temperature curve of cooker大量的實驗研究表明，電飯煲中的米水混合物在經(jīng)過下面的幾個階段后將能夠最終成為無論硬度和戮度都令人滿意的米飯。米量的大小甚至影響到烹調(diào)的工藝過程。(2)研究了電飯煲硬件控制系統(tǒng)，重點研究了低成本化設(shè)計方法。(3)模糊家電網(wǎng)絡(luò)化隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟的逐步發(fā)展，未來的家用電器必將改變目前這種單機運作的模式，而具有與Internet網(wǎng)通信的能力?，F(xiàn)在，在家電控制器中應用模糊控制在我國受到普遍重視。在智能家電的研究方面，日本走在世界的前面。這樣做的好處是把問題簡單化，便于初學者上手，快速進行問題的分析和解決。模糊邏輯同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法互相結(jié)合，取長補短，可以通過學習自動地進行模糊規(guī)則的產(chǎn)生和修改，從而在智能控制方面產(chǎn)生強大的威力。但是我們也應該看到，模糊控制的理論和應用雖然已經(jīng)取得了很大的進展，但是就目前的狀況來看，尚缺乏重大的突破，因此模糊控制無論在理論和應用上都有待于進一步的深入研究和探討。模糊控制作為智能領(lǐng)域中最具有實際意義的一種控制方法，已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域，家用電器自動化領(lǐng)域和其他很多行業(yè)中解決了傳統(tǒng)控制方法無法或者是難以解決的問題，取得了令人矚目的成效。微電腦控制的電飯煲還可以實現(xiàn)預約、記憶等功能，大大方便了人們的生活。 try and error。試錯法。 最后 ，本文針對模糊電飯煲設(shè)計和開發(fā)過程中參數(shù)調(diào)整的復雜性問題，提出了一種基于模糊電飯煲參數(shù)調(diào)整的專家系統(tǒng)。首先通過大量的前期實驗和測試，在具體了解米量的大小給系統(tǒng)的狀態(tài)帶來的影響的基礎(chǔ)上，選用合適的輸入變量用“試錯法”設(shè)計了一種二維的模糊推理機，并詳細討論了其推理過程。本課題從實際工程出發(fā)，對基于模糊技術(shù)的電飯煲控制系統(tǒng)設(shè)計和應用進行了深入的研究。論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文（設(shè)計）作者同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文（設(shè)計）的復印件和電子版，允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日指 導 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日摘要隨著人們生活水平的提高，用微電腦控制的模糊電飯煲已經(jīng)逐漸走入人們的日常生活。所以，本文著重討論了在電飯煲煮飯過程中，如何利用模糊推理法進行米量的判斷。在軟件方面，研究了模糊電飯煲控制系統(tǒng)的軟件控制流程并給出其流程圖，同時重點介紹了根據(jù)推理結(jié)果設(shè)計的米量判斷程序的流程。模糊推理。 fuzzy control?；谀：刂频碾婏堨夷軌蚺袛喑雒琢康拇笮?，并對不同的米量選擇不同的加熱方案，因此不但控制效果好，而且高效、節(jié)能。，將模糊集合理論運用于自動控制而形成的模糊控制理論，在近年來得到了迅速的發(fā)展。其實現(xiàn)方式也由最初在微型機(單片機)上用軟件方法實現(xiàn)發(fā)展到應用模糊控制開發(fā)出模糊計算機進行