模糊控制的洁具电子排水系统试验研究

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卫生洁具是文明社会的标志性用品,排水系统是卫生洁具配件中举足轻重的一类功能部件,随着技术进步,用户对其使用特性提出了更高的要求。针对市场上传统的机械式排水系统,本文提出了洁具电子排水系统的全新概念,研制了洁具电子排水系统的软件系统和硬件装置,并且将模糊控制引入到控制系统中,对带恒温进水功能的电子排水系统的控制方案进行了研究,实现了洁具排水的智能化控制。研究的电子排水系统以典型的浴缸用排水系统为例。本课题按照功能将电子排水系统分为两代,Ⅰ代的主要功能是实现浴缸的蓄排水、水位的可调节、溢水保护和水温显示;Ⅱ代在Ⅰ代产品的功能基础上增加了恒温进水和对浴缸内的水温水位智能控制功能。研究课题背景基于科勒(中国)公司的电子排水系统科研项目与笔者实际工作,针对Ⅰ、Ⅱ代产品的开发背景,采用样机试验与理论分析相结合的方法,完成了样机软硬件设计,确定了产品的性能指标。对于浴缸内水温控制这一具有大惯性、大滞后的非线性复杂系统的温度调节问题,采用模糊控制理论研究了Ⅱ代系统的水温智能控制器,并采用MATLAB/SIMULINK工具仿真试验,证明所设计控制器具有结构简单、待整定参数少、控制规则简便、易实现、调试方便和适应性强等特点。高精度电子排水系统温度控制装置的原理和方法同样适用于其它带蓄水功能有水温控制需求的洁具。研究主要完成了以下工作:1.探讨了Ⅰ代电子排水系统的发展过程,分析和评估了不同设计方案,定义了Ⅰ代系统的功能以及相关重要零件的具体性能指标。2.运用模糊控制理论,研究了Ⅱ代电子排水系统水温控制的方法。建立了恒温进水和浴缸水温水位控制的数学模型。3.研究和制定了恒温进水和浴缸水温水位的模糊控制规则。4.通过MATLAB中的SIMULINK工具构建控制系统仿真程序,对控制过程进行仿真试验,并对仿真的控制效果进行分析比较。提出了Ⅱ代电子排水系统技术方案。已实现的Ⅰ代和Ⅱ代电子排水系统的控制方法,经试验结果表明,具有实用可靠、易于实现、操作便捷和智能化的特点。
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