基于模糊控制的电子水煲的研究与实现

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随着人们节能意识和生活水平的提高,电子水煲使用者要求该产品具有升温快、温度控制准确及稳定,静态功耗低于1W以下的功能,而且还必须具备价格合理。升温快、温度控制准确、静态功耗低及价格合理的电子水煲是未来水煲发展的趋势。 电子水煲的升温是依靠电源转化为热能,给控制对象水进行热交换加热,降温则是依靠环境自然冷却。因而温度控制具有升温单向性,大惯性,大滞后,时变性等特点,当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温,因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数,应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。 本文以1500W~3000W电子水煲为研究对象。针对电子水煲的特点,设计了双输入单输出结构的模糊控制器。将其应用于电子水煲的温度控制系统,实现了温度误差范围在+3℃之内,煮1.8L室温水至100℃耗时在300秒之内的行业要求,并且用嵌入式微处理器实现了模糊控制算法,控制器成本低,已成功应用到某工厂实际项目中,取得了较好的效果,市场反馈良好。 本控制器采用数字单片机及外围电子元器件设计了系统的硬件电路,系统待机功耗小于1W,对交流信号进行过零检测来控制继电器导通和切断状态,使系统工作更可靠、更安全。 本系统从控制系统、接口到模糊控制算法,都采用了模块化结构,使优化算法及扩展人机界面都不依赖于某一特定的组态环境,具备可移植性,使系统具有更强的通用性。 该项目的成功实施,将会促进电子水煲行业智能控制的深入研究,使温度控制更快速、精确和稳定,产品更节能,质量更可靠。将带来明显的社会效益和经济效益,有着巨大的现实意义。
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