【正文】 .............. 16 模糊控制輸入量 .................................................................................. 17 模糊控制的輸出量 ............................................................................... 19 模糊 控制規(guī)則 ..................................................................................... 20 軟件設(shè)計(jì)思路 .......................................................................................... 21 輸入端口設(shè)置 ..................................................................................... 21 輸出端口設(shè) 置 ..................................................................................... 22 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 目錄 IV 軟件設(shè)計(jì)主流程圖 ............................................................................... 22 5 結(jié)論 ........................................................................................................ 24 致謝 ........................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 26 論文原創(chuàng)性聲明 附 錄 ............................................................................................................... I 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 1 緒論 1 1 緒 論 隨著 自動化技術(shù)的深入發(fā)展 ,單元技術(shù) 和 自動化技術(shù)的不斷綜合應(yīng)用 ， 使 人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率。 高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 本 科 院 （系）： 機(jī)械與動力 工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 職 稱 ： 講 師 重慶科技學(xué)院 二 O 一 O 年十二月二十日 高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 本 科 指導(dǎo)教師： 院 （系）： 機(jī)械與動力工程學(xué)院 重慶科技學(xué)院 二 O 一 O 年十二月二十日 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文摘要 I 摘 要 基于模糊控制的全自動洗衣機(jī)控制器自動控制系統(tǒng) , 所有的電路都是在單片機(jī)的控制下工作的，是 以 新一代凌陽 16位單片機(jī) SPCE061A為核心 ， 可以實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能控制 ,提高洗衣質(zhì)量 ,節(jié)約能源。 最后是我們的聯(lián)機(jī)調(diào)試，有軟硬件配合完成整個(gè)系統(tǒng)的基本功能。全自動洗衣機(jī)是一種全新的家用電器，能夠自動檢 測到衣物的重量和臟污程度，自動決定進(jìn)水量，從而能自動完成洗衣過程。 通過 幾個(gè)傳感器收集到的信息， 包括衣物重量，水位，衣物的臟污程度的信息， 經(jīng)過 處理器 綜合判定后，便自動選擇出最適當(dāng)?shù)乃?位 、洗滌時(shí)間和洗衣動作等工作參數(shù)，并按照衣物的大小及 臟污程度 等信息，執(zhí)行最佳洗滌程序。原理 :利用二極管的光透過洗滌液射到光敏三極管 ,洗滌液的污濁程度影響光透度 ,洗滌液越污濁 ,光透度越小 ,而光透的大小影響光敏三極管輸出電壓 V,一般光透度越大 ,V的值越大。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 5 圖 水位檢測電路 直流電機(jī) 我們采用 5v 的直流電機(jī)，它有兩根引出來的線，只要將一端接正另一端接負(fù)，就可以使電機(jī)轉(zhuǎn)起來，將兩根線反接，直流電機(jī)就可以反 過來轉(zhuǎn)動。 PROBE 工作于 凌陽 IDE 集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其芯片的仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上 SPCE061A 相應(yīng)管腳，直接在目標(biāo)電路板上的 CPUSPCE061A調(diào)試、運(yùn)行用戶編制的程序。 u’ nSP?內(nèi)有重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 并行和串行兩種方式的 I/O 口。與其它的單片機(jī)相比， SPCE061A 除了每個(gè) I/O 口可以單獨(dú)定義其狀態(tài)外，每個(gè)對應(yīng)狀態(tài)下的 I/O 口是 端口性質(zhì)電路都是內(nèi)置的，在實(shí)際的電路中不需要再外接。 圖 系統(tǒng)時(shí)鐘 電路 語音輸出電路 設(shè)計(jì) 凌陽單片機(jī)的語音數(shù)據(jù)經(jīng)過解碼后直接送到 DAC 口輸出。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓．但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動 (一般有士 10％左右的波動 )、負(fù)載和溫度的變化而變化．因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路 。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器 C，或與負(fù) 載串聯(lián)電感器上，以及由電容、電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。圖中的 VDDH 為 SPCE061A 的 I/O 電平參考，接 SPCE061A 的 51 腳，這種接法使得 I/O 輸入輸出高電平為 。我們是水位傳感器相當(dāng)于液位開關(guān)，是膜片 觸頭開關(guān)式。通過控制 IOB8 口和 IOB9口電平的高低和高電平導(dǎo)通的時(shí)間，就可以控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速。這種微機(jī)輸出口的最大驅(qū)動能力不會超過 14mA，所以本系統(tǒng)直接將 LED 接在了凌陽單片機(jī)的輸出口。然而，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，于是工程師便利用各種方法來簡化系統(tǒng)動態(tài)，以達(dá)成控制的目的，但卻不盡理想。 (4)邏輯判斷：模仿人類下判斷時(shí)的模糊概念 ，運(yùn)用模糊邏輯和模糊推論法進(jìn)行推 論，而得到模糊控制訊號。 (4)傳感器 :傳感器將被控對象或?qū)⒏鞣N被控量轉(zhuǎn) 換為電信號，它在模糊控制系統(tǒng)中占有非常重要的位置，因此它的精度影響著整個(gè)控制系統(tǒng)的精度。 (4)由上述得到的控制量 (模糊量 )計(jì)算精確的輸出控制量，并作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此它實(shí)質(zhì)上是模糊控制器的輸入接口，其作用是將輸入的精確量轉(zhuǎn)換成模糊化量。在規(guī)則推理的模糊關(guān)系方程求解過程中，向模糊推理提供數(shù)據(jù)。該推理過程是基于模糊邏輯中的蘊(yùn)含關(guān)系及推理規(guī)則來進(jìn)行的。如果洗衣機(jī)操作人員的經(jīng)驗(yàn)不足不能 掌握其正確的操作方法，就可能對洗衣機(jī)造成功能上的浪費(fèi)。 從現(xiàn)在市場上能見到的全自動洗衣機(jī)的運(yùn)行過程可以看出，洗滌時(shí)間、洗滌劑投放量、水流強(qiáng)度和水流方式（電機(jī)轉(zhuǎn)速）是被控對象的主要參量，衣量、衣質(zhì)以及衣物的臟污程度和臟污性質(zhì)是被控對象的主要輸入變量。這四個(gè)輸入量的模糊子集隸屬函數(shù)設(shè)計(jì)如下： 重量：論域的語言值定義為多、較多、較少、少四種，其模糊子集隸屬度函數(shù)見重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 4 軟件設(shè) 計(jì) 18 圖 ； 衣質(zhì) ： 論域的語言值定義為化纖、混紡、棉布三種，其模糊子集隸屬度函數(shù)見圖 ； 臟污程度：論域的語言值定義為很臟、一般臟、不太臟三種模糊子集隸 屬度函數(shù)見圖 ； 臟污性質(zhì)：論域的語言值定義為油性、中性和泥性三種，模糊子集隸屬度函數(shù)見圖 。 重量：論域的語言值定義為輕、重； 臟污程度：論域的語言值定義為凈、臟； 水位：論域的語言值定義為高、低； 水流強(qiáng)度：論域的語言值定義為慢、快； 對洗衣機(jī)工作情況設(shè)計(jì)模糊規(guī)則表如表 所示： (分別用 0 表示是、否狀態(tài) )： 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 4 軟件設(shè) 計(jì) 21 表 全自動洗衣機(jī)模糊控制規(guī)則表 衣物 很臟 一般臟 不太臟 衣質(zhì) 衣量 泥性 油性 泥性 油性 泥性 油性 化 纖 多 4355 4355 4234 4244 4223 4233 較多 3244 3255 3233 3243 3222 3223 較少 2233 2244 2222 2233 2111 2121 少 1123 1133 1122 1122 1111 1111 混 紡 多 4355 4355 4334 4345 4224 4234 較多 3345 3355 3234 3244 3223 3223 較少 2234 2244 2223 2233 2111 2122 少 1223 1233 1122 1122 1111 1111 棉 紡 多 4355 4355 4335 4345 4324 4334 較多 3345 3355 3234 3344 3223 3233 較少 2334 2345 2234 2234 2212 2223 少 1223 1234 1222 1223 1111 1111 表 設(shè)計(jì)中的模糊規(guī)則表 軟件 設(shè)計(jì)思路 全自動洗衣機(jī)模糊控制系統(tǒng)軟件由主程序、多個(gè)功能子程序兩個(gè)層次組成。實(shí)際中采用可稱重的壓力傳感器來進(jìn)行衣物質(zhì)量的檢測。 （ 2） 在洗滌過程中采取實(shí)時(shí)模糊控制，洗滌時(shí)間和漂洗時(shí)間由實(shí)時(shí)模糊控制器決定。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 致 謝 25 致 謝 經(jīng)過 兩個(gè)多月 的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在此謹(jǐn)向 邱 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 意義： 目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。從半自動、全自動到現(xiàn)在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕一切搞定！同時(shí)，用戶可以按照自己的洗衣習(xí)慣，自主選擇時(shí)間和方式，自編和記憶程序讓用 戶真正做到隨心所欲。而模糊控制方法卻能很好地解決這個(gè)問題，因?yàn)檫@種方法具有不必建立精確模型、易于實(shí)現(xiàn)、與人的思維方式相一致的特點(diǎn)，它為洗衣機(jī)全自動功能的實(shí)現(xiàn)提供了一條有效的途徑。其中模糊控制器的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用傳感器檢測洗衣過程必需的物理量，進(jìn)入模糊控制器，通過模糊推理，實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)自動識別衣量，自動識別骯臟程度，自動決定水量功能的控制。 主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師指定）： [1] 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