【正文】 系和模糊矩陣還有模糊規(guī)則和控制算法。 本文 這里的量化方式是采用線性量化，即如：表 2－ 1 表 21 模糊集的隸屬度函數(shù) 布 布 質(zhì) 量 氣 溫 棉布偏多 棉花與化纖各半 化纖偏多 低 中 高 低 中 高 低 中 高 多 水流 特強 強 強 強 強 中 中 中 中 時間 特長 長 中 長 長 中 長 中 中 中 水流 強 中 中 中 中 中 中 弱 弱 第二章 洗衣機控制板的模糊控制理論 時間 長 中 短 長 中 中 中 中 短 少 水流 弱 弱 弱 弱 弱 弱 弱 弱 特弱 時間 中 中 短 中 短 短 中 短 特短 低 中 高 1 氣 溫 少 中 多 1 布量 棉布偏多 棉花與化纖各半 化纖偏多 1 布質(zhì) 圖 氣溫、布量、布質(zhì) 的隸屬度函數(shù)圖 特短 短 特長 中 長 洗滌時間 1 特 弱 弱 特 強 中 強 洗滌 水流 1 圖 洗滌時間和水流強度 的隸屬度函數(shù) 在這里考慮到 所選擇的輸入模糊量氣溫、布量、布質(zhì)和輸出模糊量 洗滌時間和洗滌強度的關(guān)系 。 本論文 在這里取 5 個模糊子集，即 PB、PS、 ZE、 NS、 NB。 2．在各輸入和輸出語言的量化域內(nèi)定義模糊子集。 針對以上三個語言變量，三個 輸入 語言變量的量化等 級都為 3級，即 M＝ {“多”、“中”、“少” }， K＝ {“高”、“中”、“低” }， C＝ {“棉布偏多”、“棉布化纖各半”、“化纖偏多” }。輸出變量為水流的模糊量 S， 洗滌 時間模糊量 T。模糊控制算法包括多種形式，主要有關(guān) 系矩陣法，查表法，解析式法和計算法。 數(shù)字計算機要實現(xiàn)模糊控制必須執(zhí)行一定的算法。 在模糊控制器中所需考慮的所有數(shù)據(jù) (包括輸入 t 和輸出 t 的論域，論域中模糊變量值的范圍，論域的歸一化或整數(shù)化，模糊變 t 的隸屬度等 )的總體稱為模糊控制的數(shù)據(jù)基。這些方法并不互相排斥，它們的有效綜合可以生成規(guī)則基 (所有控制規(guī)則的全體稱為模糊控制器的規(guī)則基。 模糊控制是對系統(tǒng)控制經(jīng)驗的總結(jié)，它們用模糊條件語句來表述。 . “ if A and B then C” 語句 設(shè)有論域 X， Y， Z， XA? ， YB? ， ZC? 則有三元模糊關(guān)系 CBAR ??? )( 的隸屬函數(shù)為 ： )()()()()]()([),( yyxzyxzyxCBACBAR ??????? ?????? 用模糊矩陣表示為 CBAR ??? 。 用模糊矩陣可表示為 BAAR C ?? ? 。在模糊條件語句中其前提部分稱為前件，結(jié)論部分則為后件。詞義規(guī)則 M 規(guī)定了 U 中元素 y對 )(xM 的隸屬度 。 (3)U 是 N 的論域。 (2)T(N)是 N 的語言變量真值的集合，每個語言真值都是 U 上的模糊集合。狹義的模糊語言是指數(shù)學(xué)上的模糊語言，由于它可用于研究語言的模糊性和推理，因此在模糊控制中具有極為重要的地位 。用 ),(jiji aaRr ?表示模糊矩陣中的元素，則模糊矩陣表示為：nmijrR ?? )( 。 模糊矩陣用于表示模糊關(guān)系 R ，本質(zhì)上二者是一致的，因此，也用 R 來表示模糊矩陣 。 6 模糊 關(guān)系和 模糊矩陣 首先給出模糊關(guān)系的定義 : 以集合 A 和 B 的直積 A B，即 },|),{( BbAabaBA ???? 作為論域的一個模糊子集 R ，稱為集合 A 到 B 的模糊關(guān)系，可記為 BAR ?? 。 隸屬函數(shù)的確定并沒有統(tǒng)一的方法，用不同的方法所確定的隸屬函數(shù)并不同，一個隸屬函數(shù)的準(zhǔn)確與否主要是看它與實際是否相一致。隸屬函數(shù)用 A? 表示，其中 A 表示模糊集合 A，而 x 是 A 的元素。 [3] 在模糊理論中，對模糊性的描述是通過隸屬函數(shù)實現(xiàn)的 .隸屬函數(shù)是模糊數(shù)學(xué)中最荃本和最重要的概念 .在定義隸屬函數(shù)之前，先給出特征函數(shù)的概念 : 對于給定論域 U 的子集 A，映射 ? ?1,0: ?UA? 定義為 : ??? ??? AAA ???? 01)( 則稱 A? 為集合 A 的特征函數(shù)，它說明論域 U 中的每個二值函數(shù) A? 對應(yīng)于一個集合 A。 模糊集合和隸屬度 函數(shù) 模糊集合 為了描述具有模糊性的事物，人們引入了模糊集合的概念。模糊邏輯通過隸屬函數(shù)恰當(dāng)?shù)孛枋鍪挛锏哪：?，并把具有模糊現(xiàn)象和模糊概念的事物處理成精確的東西。 第二章 洗衣機控制板的模糊控制理論 第二章 洗衣機控制板的模糊控制 理論 概論 模糊邏輯 是 FuzzyL ogic 的中文譯意，它有別于傳統(tǒng)邏輯和數(shù)理邏輯。一般情況下，脫水時間愈長，衣物甩干程度愈強，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。 漂洗的作用在于去污和去掉殘存的洗滌劑，漂洗方式的選擇同樣與衣物 t 和衣物質(zhì)地有關(guān)。洗衣機對衣物輸出的能 t大，去污效果明顯，但在某種程度上會造成衣物的損傷，因此應(yīng)對不同質(zhì)地，不同重 A的衣物采用不同的能 f輸出 方式，從控制的角度就表現(xiàn)為水流方式的4 不同。同年， Leondes 和 Mendel 首次使用了“智能控制 (Intelligent control)”一詞 1971 年 Fu 發(fā)表了重要論文，提出了智能控制就是人工智能與自動控制的交叉的“二元論”思想 第一章 緒論 1974 年 1974 年英國的 Mamdani 教授首次成功地將模糊邏輯用于蒸汽機控制，開創(chuàng)了模糊控制的新方向 1977 年 Saridis 的專著出版，并于 1979 年發(fā)表了綜述文章，全面地論述了從反饋控制到最優(yōu)控制、隨機控制及自適應(yīng)控制、自組織控 制、學(xué)習(xí)控制，最終向智能控制發(fā)展的過程，提出了智能控制是人工智能、運籌學(xué)、自動控制相交叉的“三元論”思想及分級遞階的智能控制系統(tǒng)框架 1984 年 Astrom 發(fā)表了論文，這是第一篇直接將人工智能的專家系統(tǒng)技術(shù)引入到控制系統(tǒng)的代表，明確地提出了建立專家控制的新概念 1984 年 Hopfield 提出的 Hopfield 網(wǎng)絡(luò)及 Rumelhart 提出的 BP 算法 1985 年 IEEE 在美國紐約召開了第一界智能控制學(xué)術(shù)討論會 1987 年 在美國費城由 IEEE 控制系統(tǒng)學(xué)會與計算機學(xué)會聯(lián)合召開了第一界智能控制國際會議 1992 年 美國國家自然科學(xué)基金委員會和美國電力研究院聯(lián)合發(fā)出《智能控制》研究項目倡議書 1993 年 美國 IEEE 控制系統(tǒng)學(xué)會智能控制專業(yè)委員會成立專家小組，專門探討智能控制領(lǐng)域“智能控制”的含義 1994 年 召開了 94IEEE 全球計算智能大會，將模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算三方面的內(nèi)容綜合在一起召開，這三個新學(xué)科己經(jīng)成為研究智能控制的重要基礎(chǔ) 洗衣機的主要參數(shù) 洗衣機做為一種家電產(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)，洗衣機的主要控制參數(shù)有 : 水本身是一種洗滌劑，具有除污功能，但并非水越多去污能力就越強約用水，不同的洗衣量所用的水量也不同，但目前還不能完全做到這一點， 只能根據(jù) 衣物 量 對水位大致分級。目前，利用單片機進行模糊控制 只要 是用數(shù)字單片機組成硬件結(jié)構(gòu)，而以軟件執(zhí)行模糊化，模糊推理及反模糊化工作，這種方式價格低，靈活性高，通用性強，特別適于家用消費類產(chǎn)品的應(yīng)用 。 模糊控制技術(shù)在洗衣機中的應(yīng)用 洗衣機整個工作過程的控制是由程控器實現(xiàn)的，它一般分機械式和電子式 (又稱微電腦式 )兩種。雖然，從不同的認(rèn)識論和方法論出發(fā)的各類控制理論，諸如分層遞階自組織 控制、模糊控制、專家控制、腦模型控制和手動控制等竟相發(fā)展，但它們都處于探索、開拓和發(fā)展的時期，系統(tǒng)的理論體系還沒有形成。在這樣復(fù)雜對象的控制問題面前，人們將人工智能的方法和反饋控制相結(jié)合，解決復(fù)雜系統(tǒng)面臨的復(fù)雜控制系統(tǒng)的難題。除了上述復(fù)雜性以外，往往還存在著某些不確定性，不確定性也難以用精確數(shù)學(xué)方法加以描述。由于被控對象越來越復(fù)雜。 70 年代末，控制理論向著“大系統(tǒng)理論”和“智能控制”方向發(fā)展，前者是控制理論在廣度上的開拓，后者是控制理論在深度上的挖掘。控制理論的發(fā)展過程一般可以分為三個階段 [1]?？刂评碚撟鳛橐婚T科學(xué)，它的產(chǎn)生可追溯到 18 世紀(jì)中葉英國的第一次技術(shù)革命?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使微電腦的功能日益強大，微電腦與傳感器系統(tǒng)的結(jié)合，足 以實現(xiàn)上述功能 ； 另外，人們對洗衣機使用方便的要求使得洗衣機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。目前存在的洗滌方式有波輪式 (又稱渦卷式 )、攪拌式、滾筒式、噴流式、噴射式和超聲波式等多種，在我國比較普及的洗滌方式是波輪式，超聲波式洗滌方式則代表著國際上的發(fā)展方向。 洗衣機技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品類型眾多，但從總體來看，人們對洗衣機的基本要求應(yīng)是 :省時、省水、省電，磨損率小，操作方便，功能完普等。 在工業(yè)發(fā)達(dá)國 家，洗衣機的普及率已達(dá)到相當(dāng)高的程度，但由于現(xiàn)階段國情，洗衣機在我國的普及程度較低，農(nóng)村更甚。 washing machine。 關(guān)鍵詞 ： 模糊控制、洗衣機、單片機 Ⅱ ABSTRACT Fuzzy technology is an integral part of intelligent technology. Diferent from traditional logic and symbolic logic, the fuzzy logic describes the fuzzy quality by membership function, and processed the fuzzy conception and phenomena into precise data. It is an important direction of the intelligent control technology to bine the fuzzy logic with the MCU control technology. Applying the bined technology of fuzzy logic and microputer to the development of the washing machine39。文中 主要描述 模糊型全自動智能洗衣機 控制 板的開發(fā)過程， 根據(jù) 實際 需求來設(shè)計 洗衣機 的功能，整個過程 包括 硬件 電路布局和設(shè)計、軟件設(shè)計 和整體調(diào)試三個方面 。將模糊邏輯與單片機控制技術(shù)結(jié)合起來是智能控制技術(shù)的一個重要發(fā)展方向 。 教研室負(fù)責(zé)人 指導(dǎo)教師 康 玨 接受設(shè)計論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 20xx 年 3 月 17 日 學(xué)生簽名 Ⅰ 摘 要 模糊技術(shù)是智能化技術(shù)的一個重要組成部分 。 論文說明 書中要附上 硬件電路原理圖、 PCB 板設(shè)計圖、軟件設(shè)計流程、程序和 系統(tǒng)調(diào)試照片、完成作品照片 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名：