【正文】 二極管 LED 由恒流源供電 , 由單片機(jī)脈寬調(diào)制 PWM 信號控制 LED 發(fā)出調(diào)制紅外光 , 穿過動態(tài)的洗滌液 , 到 達(dá)光電三極管 VT , 使 VT 的射級輸出電壓隨洗滌液的渾濁程度而線性變化。 渾濁度綜合反映了衣物的臟污程度、臟污性質(zhì)和洗凈程度。洗衣機(jī)水溫一般為 4～ 40℃ , 在該溫度范圍內(nèi) MTS 102 線性好 , 溫度敏感 , 水溫檢測常選用它。它把洗衣機(jī)啟動時的溫度作為當(dāng)時室溫，然后再檢測工水的溫度，以作為洗衣條件之一，根據(jù)需要可以對水加熱且控制水溫。水位測量電路如圖 1所 示 , 為便于與單片機(jī)接口 , 水位傳感器采用數(shù)字振蕩電路 , 電感與電容組成的三點式振蕩電路經(jīng) C2 耦合接入數(shù)字式諧振放大器 A 1, 隨著水位變化 , 諧振頻率作相應(yīng)變化 , 放大器在 a點輸出 , 經(jīng) A 2 整形 , 由 c 點輸出 , 此時即可將數(shù)字量接到單片機(jī)。其工作原理是 : 將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力 , 驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動 , 帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動 , 從而線圈電感發(fā)生變化。對于模糊控制的洗衣機(jī) , 要求水位的檢測必須是連續(xù)的 , 故常采用諧振式水位傳感器。圖 34所示為在這兩種情況下水位的變化曲線。若變化量較小，說明布料容易吸水，傾向于毛巾類布料；反之，可能是牛仔類厚布料。 同樣都是面制品，但對于像毛巾這樣的柔軟布料和 牛 仔布料這樣的厚布料，其洗滌方法也是不同的，可用水位傳感器來配合測量。面制品越多， M— N的值越大，反之則小。檢測的具體方法如下。 如圖 32所示 ， 衣量傳感器能區(qū)分四檔衣量 (多量、中多量、中少量、少量 )。脈沖個數(shù)反映布阻抗的大小 , 脈沖個數(shù)多 , 布阻抗小 , 反之亦然。主電機(jī)發(fā)電時間愈長 , 布阻抗就愈小 ； 反之布阻抗就愈高。顯然 , 隨著布阻抗大小的不同 , 主電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)的時間長短也不同。具體檢測 衣 質(zhì)和 衣 量時 , 首先 ，衣服投入缸體中并 注入一定的水位 , 然后起動主電機(jī)旋轉(zhuǎn) 若干圈 , 接著斷電讓主電機(jī)以慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直到停止。 在水位一定時 , 不同的 衣 質(zhì)和 衣 量的產(chǎn)生的布阻抗不同。電動機(jī)的負(fù)載可以用正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的驅(qū)動電流來計算，也可以用電動機(jī)斷電后的反電動勢的大小以及波形來計量。最容易想到的方法是用靜態(tài)的壓力傳感器直接測量，但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜一些。 衣 質(zhì)和 衣 量的檢測是在洗滌之前進(jìn)行的 ，以決定水位 。在洗衣過程中起決定作用的物理量有布量、布質(zhì)、水溫和渾濁度等四種 , 這些物理量都需要有適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽慝@取信息 , 并轉(zhuǎn)換成單片機(jī) 能接收的電信號。一般情況下，脫水時間愈長，衣物甩干程度愈強(qiáng)，但織物中與纖維相吸附而殘留的水分無法通過脫水方式去掉，這種類型的殘留水分的多少與衣物質(zhì)地有關(guān)，同樣質(zhì)地下又與重量有關(guān)，因此也應(yīng)對脫水時間分檔。 洗衣時間和脫水時間 洗衣時間： 衣物在洗衣機(jī)中洗滌時間過長會使衣物受到較大磨損，因此，應(yīng)針對不同質(zhì)地和不同衣物 量 來確定洗衣時間 。 洗滌劑要具備良好的潤濕性、滲透性、乳化性、分散性、增溶性及發(fā)泡與消泡等性能這些性能的綜合就是洗滌劑的洗滌性能。 水的溫度對洗滌劑的影響也非常大。 實踐證明，在織物的水洗中只有陰離子表面活性劑和非離子型表面活性劑，對 織物去污能夠起到正面有效的作用。 靜止的洗滌劑不能產(chǎn)生良好的洗滌效果，要把污潰從衣物表面洗除掉，并對衣物施加清洗動力，就需要洗衣機(jī)能夠執(zhí)行攪拌，搓，揉，摩擦，卷攪，翻滾等動作。離子型表面活性劑和兩性離子表面活性劑三種。 洗滌劑的主要成分是表面活性劑，表面活性劑是分子結(jié)構(gòu)中含有親水基和親油基兩部分的有機(jī)化合物。如果衣物很少，且吸水性不太強(qiáng)，此時放水太多，不但浪費(fèi)洗滌劑，浪費(fèi)水，還會使洗滌時間加長，衣物的磨損加重，并且不易洗干凈。然而水溫也不宜太高，否則，高溫會把附著在衣服上的蛋白質(zhì)凝固，反而影響洗滌效果。 水可以帶走一般的灰塵和水溶性污垢，所以，不用洗滌劑也可以洗去部分污垢。棉制品的污垢不僅在表面，而且還滲透纖維內(nèi)，所以，棉制品要比化學(xué)纖維難洗。 2 洗衣條件 洗衣機(jī)做為一種家電產(chǎn)品，需要達(dá)到的性能指標(biāo)包括洗凈性能、漂洗性能、脫水、性能、排水性能和磨損性能等，其各主要性能指標(biāo)的實現(xiàn)最終要依賴于洗衣過程中的各控制參數(shù)，洗衣機(jī)的主要控制參數(shù)有 : 衣服的質(zhì)料 要把衣服洗干凈，去除污垢，與如下一些 因素有關(guān)：衣服的質(zhì)料、水的硬度、水的多少和水的溫度、洗滌劑的性能和多少、機(jī)械力的大小和作用時間。另外，人們對洗衣機(jī)使用方便的要求使得洗衣機(jī)的全自動化成為另一個發(fā)展方向 .因此，從世界范圍內(nèi)來說，洗衣機(jī)總的發(fā)展趨勢是向微電腦，傳感系統(tǒng)，智能化、全自動化的方向發(fā)展。對洗衣機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得人們期望在采用一種較好洗滌方式的同時，希望洗衣機(jī)的控制部分能在洗 滌過程中對衣物重量、臟度，洗滌劑的濃度，水的硬度、溫度等影響洗滌效果的諸多因素進(jìn)行檢測，并能對這些檢測結(jié)果做出合理反應(yīng)，從而得到比較理想的洗滌效果。以上特點從技術(shù)的角度可由洗衣機(jī)的洗滌方式和控制方式這兩個基本特性決定。隨著人民生活水平 (特別是鄉(xiāng)村生活模糊化 模糊控制器 解模糊 被控對象 檢測設(shè)備 模糊規(guī)則庫 X Y U（ x） U（ y） 水平 )的不斷提高，社會上對洗衣機(jī)的需求量越來越大，而且隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對洗衣機(jī)的功能要求越來越高，使得洗衣機(jī)的更新較快，因此，洗衣機(jī)做為人 們追求現(xiàn)代生活的一個基本要求在我國有著極大的市場。根據(jù)上述分析和模糊控制技術(shù)的基本原理 ,可可以確定洗衣機(jī)的模糊控制框圖如圖 11 圖 11 X為輸入精確量； y為輸出精確量； U (x) 為輸入模糊量 ； U (y) 為輸出模糊量。在洗滌衣物的過程中 ,衣物的多少、 面料的軟硬、衣物的臟污程度等都是模糊量 ,所以必須經(jīng)過大量的實驗 ,總結(jié)出人為的洗滌方式 ,從而形成模糊控制規(guī)則。而采用模糊控制技術(shù)就能很容易解決問題。從洗衣機(jī)的運(yùn)行過 程可以看出 ,洗滌劑量、水位、水流、脫水時間都可以通過輸入量推理求得 ,而洗滌時間與漂洗方式為實時控制量 ,影響其主要因素是被洗物品的臟污程度 ,這兩個量可以用水的渾濁度和渾濁度變化率來表示 ,油性臟污的渾濁度變化率小 ,泥性臟污的渾濁度變化率大。 洗衣機(jī)的自動控制系統(tǒng)為一多輸入多輸出系統(tǒng) ,輸入量為衣質(zhì)、衣量、臟污程度(即水的渾濁度 ) 、臟污性質(zhì) (渾濁度變化率 ) 。 最后 , 具有外形美觀、功能強(qiáng)、操作使用方便等優(yōu)點。 其次 , 應(yīng)用洗滌液渾濁度檢測結(jié)果 , 通過模糊推理法則 , 確定和修正洗滌時間與洗滌劑量 。這種洗衣機(jī)以人們洗衣操作的成熟經(jīng)驗作為模糊控制規(guī)則 , 采用先進(jìn)的檢測手段檢測諸如水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的贓污情況等洗衣狀態(tài)信息 , 應(yīng)用模糊控制技術(shù)分析檢測結(jié)果 , 以最佳的洗滌方案 , 最大限度地模擬人工操作 , 自動地完成洗衣的全過程 , 達(dá)到理想的洗滌效果?？紤]到性價比，一般的智能洗衣機(jī)的程控器都是采用數(shù)字單片機(jī)做主控芯片，由軟件來實 現(xiàn)模糊功能，以實現(xiàn)其智能化 。 模糊控制是首先對控制對象按照人們的經(jīng)驗總結(jié)模糊規(guī)則，采用的數(shù)量是模糊量，由單片機(jī)對這些信息按照模糊規(guī)則作出決 策來完成自動控制。近年來 ,模糊控制在家用電器控制中得到較廣泛的應(yīng)用 ,采用模糊控制的洗衣機(jī) ,可具有自動識別衣質(zhì)、衣量、臟污程度、臟污性質(zhì)、自動決定水量、自動投入恰當(dāng)?shù)南礈靹┑裙δ?,不僅實現(xiàn)了洗衣機(jī)的全面自動化 ,也大大提高了洗衣的質(zhì)量 ,具有很強(qiáng)的實用性和較好的發(fā)展前景。 模糊控制是一種非線性的控制方法 ,主要針對那些無法取得數(shù) 學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型相當(dāng)粗糙的系統(tǒng)。 模糊控制技術(shù)在洗衣機(jī)中的應(yīng)用 自從年英國的 的控制以來 , 模糊控制無論在理論上還是實踐上都有了較大的發(fā)展人們用能模仿人的模糊概念和控制策略的模糊控制器 , 對某些難以建立數(shù)學(xué)模型 , 從而難以靠經(jīng)典或現(xiàn)代控制理論來控制的工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制 , 取得了較好的效果 。當(dāng)然模糊控制無論在理論上和使用上都是一門“年輕”的科學(xué)，正處于不斷發(fā)展和完善的進(jìn)程之中，不像經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論 皆已形成了較完善的理論體系。但應(yīng)指出，目前模糊控制技術(shù)尚處于發(fā)展的初步階段，還存在大量有待解決 的問題。由于它的這些特點，模糊控制正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及各各方面，控制方法也有廣很大進(jìn)展，模糊控制器的性能不斷提高。 (9)簡單、實用且具有模糊推理功能的模糊集成芯片和模糊控制裝置、通用模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)和推廣應(yīng)用。這方面的嘗試有待深入。 (6)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制相結(jié)合，有望發(fā)展一套新的智能控制理論。 (4)模糊動態(tài)模型的辨識 方法。 (2)模糊控制規(guī)則設(shè)計方法的研究，包括模糊集合隸屬函數(shù)設(shè)定方法，量化水平，采樣周期的最優(yōu)選擇，規(guī)則的系數(shù)，最小實現(xiàn)以及規(guī)則和隸屬函數(shù)參數(shù)自動生成等問題；進(jìn)一步則要求我們給出模糊控制器的系統(tǒng)化設(shè)計方法。其中兩個重要的問題是：如何獲得模糊規(guī)則及隸屬函數(shù)，這在目前完全憑經(jīng)驗來進(jìn)行；以及如何保 證模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近 20 多年來，模糊控制不論從理論上還是技術(shù)上都有了長足的進(jìn)步，成為自動控制領(lǐng)域中一個非常活躍而又碩果累累的分支。 模糊控制具有良好控制效果的關(guān)鍵是要有一個完善的 隸屬函數(shù) 和 控制規(guī)則。模糊理論結(jié)合其它新技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳基因形成交叉學(xué)科神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊技術(shù) (Neuron Fuzzy Technique)和遺傳基因模糊技術(shù)(Geic Fuzzy Technique)，用于解決單一技術(shù)不能解決的問題。模糊控制技術(shù)除了在硬件、軟件上繼續(xù)發(fā)展外，將在自適應(yīng)模糊控制、混合模糊控制以及神經(jīng)模糊控制上取得較大發(fā)展。直接采用模糊芯片開發(fā)產(chǎn)品己成為趨勢。多年來一直未解決的穩(wěn)定性分析問題正在逐步解決。 模糊控制的發(fā)展 目前，模糊控制技術(shù)日趨成熟和完善。目前，模糊控制還是應(yīng)用 二值邏輯的計算機(jī)來實現(xiàn)，模糊規(guī) 律經(jīng)過運(yùn)算，最后還是進(jìn)行確定的控制。 (4)模糊控制與計算機(jī)密切相關(guān)。 (2)不需要根據(jù)機(jī)理與分析建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，對于某些系統(tǒng)，要建立數(shù)學(xué)模型是很困難的、甚至是不可能的。 模糊控制的基本思想是利用計算機(jī)來實現(xiàn)人的控制經(jīng)驗，而這些經(jīng)驗多是用語言表達(dá)的具有相當(dāng)模糊性的控制規(guī)則。它直接采用語言型控制規(guī)則，出發(fā)點是現(xiàn)場操作人員的控制經(jīng) 驗或相關(guān)專家的知識，在設(shè)計中不需要建立被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，因而使得控制機(jī)理和策略易于接受與理解，設(shè)計簡單，便于應(yīng)用。其典型應(yīng)用的例子涉及生產(chǎn)和生活的許多方面，例如在家用電器設(shè)備中有模糊洗衣機(jī)、空調(diào)、微波爐、吸塵器、照相機(jī)和攝錄機(jī)等；在工業(yè)控制領(lǐng)域中有水凈化處理、發(fā)酵過程、化學(xué)反應(yīng)釜、水泥窯爐等的模糊控制；在專用系統(tǒng)和其它方面有地鐵靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動扶梯、蒸汽引擎以及機(jī)器人的模糊控制等 。模糊控制的發(fā)展最初在西方遇到了較大的阻力；然而在東方尤其是在日本，卻 得到了迅速而廣泛的推廣應(yīng)用。 模糊控制實質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。模糊控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)沒有太大的差別。它能夠?qū)φ鎸嵉氖澜绲慕频末p不確切的特征進(jìn)行刻畫。模糊邏輯控制的基礎(chǔ)是模糊邏輯。它的核心是具有智能性的模糊控制器。 模 糊控制實質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。建立了模糊控制規(guī)則庫，給出了軟件設(shè)計思想及模糊推理程序流程。近年來，模糊控制在家用電器控制中得到較廣泛的應(yīng)用，采用模糊控制技術(shù)的洗衣機(jī)具有自動識別衣質(zhì)、衣量，自動識別骯臟程度， 自動決定水量，自動投入恰當(dāng)?shù)南礈靹┑裙δ?，不僅實現(xiàn)了洗衣機(jī)的