【正文】 功能，故上述可省略。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。上電自檢子程序。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。接下來程序分析當前正在執(zhí)行何種功能程序并執(zhí)行之。模糊電飯煲控制系統(tǒng)的軟件框圖如圖36所示。顯示電路分為兩部分，一個是發(fā)光二極管顯示，共有6個單色發(fā)光二極管和1個雙色發(fā)光二極管，另一部分是LCD顯示，共有14X4個定制的顯示標志，它們在一起用來記錄和顯示電飯煲運行的各種狀態(tài)。 (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。過零檢測電路輸出的方波輸入到MCU的外部中斷1輸入引腳INT1，這樣每當正弦波過零點的時候，都會在INT1引腳產(chǎn)生上升沿或下降沿，從而觸發(fā)中斷，進而觸發(fā)可控硅。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。其中底部加熱器為主加熱器，由一個繼電器控制。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?？梢酝ㄟ^調節(jié)計數(shù)初值而得到不同頻率的聲音，系統(tǒng)中分為音樂聲音和報警聲音兩類。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。當鍋底溫度過高時，熱保險絲會自動熔斷，起保護作用。當電源掉電，電池供電時，Q1和Q2都截止，D6導通，此時V1懸空。而VDD通過負載作用于Q2的發(fā)射極，通過估算知，Q2處于放大狀態(tài)，VDD比Q2發(fā)射極電壓高出約5V, Q2的發(fā)射極構成了數(shù)字地。帶中心抽頭的變壓器和整流二極管D4, D5構成了全波整流電路，C3和C4為濾波電容。不使用看門狗定時器時，3V下靜態(tài)(standby)電流小于l uA (5)周期時間: (6)溫度范圍:工作溫度40℃到85℃ (工業(yè)級規(guī)格)。 HT46R65引腳配置圖它的主要技術特性如下:(1)高性能RISC結構(2)低功率完全靜態(tài)CMOS設計(3)工作電壓:在4MHz下。各種功能結束時，會發(fā)出相應的報警提示。由于電飯煲屬于一種家電產(chǎn)品，所以，在硬件實現(xiàn)時要充分考慮到成本、易用性等因素。模式五表示什錦米模式。模式三表示非香米的少量米模式。表中，模式一表示非什錦米的標準、精煮、稍硬、稍軟、煲仔模式。定義為單點。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。這里取32s為一個周期(在小段時間內(nèi)可以取16s為一個周期)，通過調節(jié)這32s中主輔加熱器的通斷來控制電飯煲加熱的功率Pw。在實際應用中，利用加熱時間占空比參數(shù)Tp來替代Pw。R是控制規(guī)則的總和，由基于模糊關系R的MAMDANI推理法，對任意一組精確輸入量Tbot100和t100，由模糊集合的合成運算，即可得到輸出的基于隸屬度的米量的模糊向量，通過適當?shù)慕饽：幚?，即可得到精確的米量的值。等30條規(guī)則，總結成表格的形式，可得語言變量的判斷規(guī)則表，如表23所示。 如果頂溫很低，且加熱時間較長，則米量很大。如果頂溫很低，且加熱時間較短，則米量很大。 如果頂溫較高，且加熱時間中等，則米量中等 如果頂溫較低，且加熱時間很長，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，且加熱時間較長，則米量很小。 如果頂溫很高，且加熱時間較短，則米量很小。同樣量化為七個等級，則有R={3,2,1,0,1,2,3 }采用和t100相同的隸屬度曲線，故米量R的賦值表同上表22。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。 由圖可得如表21所示的模糊變量的賦值表。 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。輸入量和輸出量的模糊語言描述頂部溫度值Tbot100的大小分為六檔，語言描述為很高、較高、偏高、偏低、較低、很低，其對應的模糊子集為 {PB，PS, PO, NO, NS, NB}量化為七個等級，則有Tbot100= {3，2，1, 0, 1, 2, 3}其對應的隸屬度曲線選用三角形和Z形函數(shù)，主要是為了計算簡單。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計的。如前所述，在米量的推理過程中使用了二維模糊推理機，模糊推理機的結構示意圖如圖25所示。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。當米量少時，底部加熱產(chǎn)生的熱量很容易從底部滲透到液面的頂部，米量為2杯米時，底部溫度到達95℃時的頂部溫度可高達80℃。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。 圖24相同電壓不同米量下頂、底溫度圖圖24中縱坐標為溫度(單位為℃)，橫坐標為時間(單位為分鐘)。在實際測試過程中發(fā)現(xiàn)Tbot100的變化相對更為顯著。本文采用的同樣為二維的模糊控制器，輸入量是底部溫度達到100℃時的頂部溫度的值Tbot100和底部從50℃上升到100℃，是因為米量的差異對這兩個量的影響最大。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。下面將對本文使用的，以試錯法設計的米量模糊推理機的具體設計過程進行詳細介紹。(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)。(2)推演連接狀態(tài)變量與控制變量的模糊規(guī)則。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。其設計方法可以概括為以下三步:(1)分析實際系統(tǒng)并選擇狀態(tài)變量和控制變量。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)則進行細微調整或通過反復用試錯法進行再設計，直至效果達到指標要求為止。在試錯法中，首要任務是建立一個模糊IFTHEN規(guī)則集合，規(guī)則可以通過總結經(jīng)驗知識而得到，也可以通過精心組織的問卷向領域內(nèi)專家請教而得到。、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?！嫦?，采用DUT4000溫度采集模塊測量的電飯煲樣品用標準煮飯模式炊煮3杯和10杯大米的溫度曲線圖，其中3杯、10杯表示米量的大小( )，a是3杯米底部溫度曲線，b是10杯米底部溫度曲線，c是3杯米頂部溫度曲線，d是10杯米頂部溫度曲線。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。 因為影響炊飯量檢測的因素眾多，所以不能采用稱重傳感器或其它直接測量的方法，而只能用溫度傳感器測出飯溫信號，利用模糊推理，組成測定飯量的軟傳感器，最后通過模糊決策來判斷米量的值。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)。 目前，實用模糊邏輯控制常用的方法有查表法和軟件模糊推理等。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。模糊推理就是以已知的規(guī)則庫和輸入變量為依據(jù)，基于模糊變換推出新的模糊命題作為結論的過程。大前提是多個模糊條件語句，構成規(guī)則庫。在模糊化的過程中，一般利用最大隸屬度原則，即在語言集中選擇該元素對應的隸屬度最大的語言變量，作為該項確切值的模糊子集。 (1)模糊化 模糊化是將模糊控制器輸入量的確切值轉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。模糊控制器的控制規(guī)律由程序實現(xiàn)，在實現(xiàn)的過程中要經(jīng)過以下三個步驟:輸入量的模糊化、模糊推理和輸出量的解模糊。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。(6)保溫階段 保溫階段的目的是在人們尚未準備食用的情況下，將電飯鍋中的米飯保持在72℃的水平。這樣就使得整粒米飯內(nèi)外一樣。也就是使米芯的淀粉a化。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，這時沸騰過程結束。(4)沸騰階段 沸騰階段使電飯鍋內(nèi)的溫度保持在100℃的水平。(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。(2)吸水階段 大米在正常狀態(tài)的含水量較低，吸水階段的工作目的就是使大米的含水量升高，以便在加熱階段能夠使大米的加熱趨于均勻，熱量透到大米的芯部，提高米飯的質量。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。(1)穩(wěn)定階段 這一階段的目的是對開始煮飯時電飯鍋的初始狀態(tài)進行判定。 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。所以，在其它因素(如結構、材料、發(fā)熱盤的形狀、頂蓋出氣孔的大小等)一定的情況下，首先必須了解模糊電飯鍋的煮飯工藝曲線.從煮飯專家的角度來看，米飯的成熟需要經(jīng)過如下八個階段:穩(wěn)定、吸水、集中加熱、落水、沸騰、間歇加熱、炯飯和保溫。米量的大小甚至影響到烹調的工藝過程。第2章 電飯煲的模糊控制的設計電飯鍋作為一個模糊控制對象，其特性的影響因素是多方面的，如結構、材料、發(fā)熱盤的形狀、甚至是頂蓋出氣孔的