人工智能-模糊控制全自动洗衣机 -

洗衣机模糊控制仿真实验报告一、实验目的本实验旨在通过对洗衣机运行过程的模糊控制仿真实验，帮助学生更好地了解模糊控制的基本原理和实现方法。

二、实验原理洗衣机模糊控制系统主要包括模糊控制器、模糊推理机和输出规则等三个部分。

模糊控制器是模糊系统的核心部分，其主要作用是将输入信号转化为模糊集，并将控制输出信号转化为真实输出信号。

模糊控制器的输入为洗衣机工作状态的一些参数，例如水位、温度等，输出为洗衣机运行状态的一些控制命令，例如加热、搅拌等。

模糊推理机是由一系列规则组成的系统，它负责根据输入的模糊集和一组先验规则，进行模糊推理，得到控制输出信号的模糊集，即模糊控制器的中间变量。

输出规则主要为控制输出信号的模糊集赋值，即将模糊集中各个元素映射到真实输出信号的取值范围内。

三、实验步骤1、建立洗衣机的模糊控制系统模型，包括模糊控制器、模糊推理机和输出规则等。

2、设置洗衣机的运行参数，例如水位、温度等，作为模糊控制器的输入。

3、根据洗衣机的运行状态，制定一组先验规则，作为模糊推理机的输入，并进行模糊推理。

4、根据模糊推理得到的控制输出信号的模糊集，进行输出规则的映射，得到洗衣机的真实控制命令。

5、根据洗衣机的控制命令，模拟洗衣机的工作流程。

6、对洗衣机的工作流程进行仿真实验，并记录实验结果。

四、实验结果分析经过多次实验，得到了洗衣机的模糊控制系统的优化参数，能够实现洗衣机的良好控制。

通过对实验结果的分析，可以发现，模糊控制系统可以有效地调节洗衣机的运行状态，使其在不同的工作状态下保持稳定且高效的运行。

同时，模糊控制系统也具有很强的适应性和鲁棒性，可以自适应地调节参数，应对各种不同的运行环境。

五、实验总结本实验通过模拟洗衣机的工作流程，对模糊控制系统的基本原理和实现方法进行了深入探究，能够有效地帮助学生掌握模糊控制系统的设计和应用方法。

同时，在实验过程中，也需要注意对实验数据和结论的分析和总结，以便更好地优化模糊控制系统的参数和性能，实现最佳控制效果。

基于模糊控制的全自动洗衣机的设计作者：沈华刚吕刚磊张军来源：《无线互联科技》2017年第05期摘要：文章设计了一种全自动洗衣机，该洗衣机利用MC6805R3单片机模糊控制，能够实现自动对衣服的数量、质地和污染程度进行识别，通过模糊控制原理决定清洗衣服的过程，合理投入适量的洗衣剂，从而大大提高洗衣质量，也大大提高洗衣机的全自动化程度。

关键词：MC6805R3单片机；自动识别；模糊推理；洗涤程序目前市场上有两种全自动化洗衣机，其一是利用机械结构传递动力进行控制，另一种是利用单片机电路控制电机进行控制。

这两种方式的缺点是都需要进行人为选择清洗衣服的程序，然后洗衣机才能投入洗衣工作，所以，这两种洗衣机还称不上严格意义的全自动洗衣机，只能被称作半自动洗衣机。

本文研究的洗衣机是一种模糊控制的全自动洗衣机，是一种全新的家用洗衣机。

传统的洗衣机与利用MC6805R3单片机控制的全新智能模糊控制洗衣机区别很大，智能洗衣机能够实现自动对衣服的数量、质地和污染程度进行识别，通过模糊控制原理决定清洗衣服的过程，合理投入适量的洗衣剂，整个洗衣过程实现了自动化。

清洗衣物的控制程序是通过模糊理论来编写的，洗涤功效比较高，因此对于提高该种洗衣机的自动化程度和清洗衣物的质量，帮助很大。

1.控制电路设计基于MC6805R3单片机的智能洗衣机的控制电路有检测洗衣机目前所处状态的检验电路、为洗衣机提供电源的电源电路、显示洗衣机各种参数的电路。

该智能洗衣机的电源电路由稳压电源、变压器、电容型整流器、滤波电路构成。

电路中的二极管，用于隔离桥式整流电路与滤波电容，对信号进行过零检测。

该智能洗衣机检测状态的电路有7个。

分别是：检测智能洗衣机的内桶是否平衡的电路，被清洗衣物的质地、数量检测电路，电路是否过零的检测电路，智能洗衣的电源电压检验电路，智能洗衣机清洗衣物时水温检测电路，水位高低是否合理的检测电路和清洗过程中水浑浊度检验电路。

智能洗衣机的内桶是否平衡的电路由开关s和电阻R35接至单片机PA3口实现。

全自动波轮洗衣机基本使用方法全自动波轮洗衣机基本使用方法：1、模糊控制功能：打开水龙头-放入衣服和洗衣粉-盖好上盖-按电源键开机-按启动键，机器就进入模糊控制程序，自动根据衣服的多少设定水位和洗涤时间，自动执行一洗二漂三甩干，最后自动断电停机。

2、在上面按启动键之前，可以按程序、功能键等手动设定需要的单独程序和功能，然后按启动键执行。

3、甩干时需要将盖子关好，否则机器保护不动作。

4、底脚调整机器平衡后要锁紧，否则工作时桶晃动过大会触动防撞桶保护开关而停机。

5、整个洗衣过程中进水龙头要一直开启。

洁桶程序外观参数外形设计白色外型尺寸(高)915×(宽)526×(深)536mm 产品重量32Kg品牌荣事达Royalstar系列三动力系列型号XQBS50-882G颜色白色类别波轮式自动化程度全自动显示方式LED数码屏显示控制方式电脑控制开门方式顶开式排水方式下排水电机类型普通电机特色功能防缠绕支持儿童安全锁不支持预约功能支持干衣功能不支持夜间洗不支持电辅加热烘干不支持电辅加热洗涤不支持自动断电支持智能断电记忆不支持排水阀漏水保护不支持进水阀漏水保护不支持规格节能等级2级洗净比0.82水位选择（段）8洗衣程序喷瀑水流/自洁/洗涤/漂洗/脱水/浸泡洗涤容量（kg） 5洗涤功率（W）400脱水容量（kg） 5脱水功率（W）400水温调节范围常温箱体材质渗锌钢板内筒材质不锈钢电源规格220V/50HZ产品尺寸（深×宽×526×536×915高）mm产品重量（kg）33三动力核心技术之离合器通过新型离合器，由传统单轴驱动升级为三轴驱动，形成万向矢量水流，方向多变，动力澎湃，立体式的对衣物进行冲刷。

横向水流形成多维手搓洗涤方式，提高洗衣洁净度；纵向水流平衡上下水流速度和力度，让衣物自由舒展不缠绕。

清除污渍不缠绕，从里到外，洁净衣物每一面.兼顾波轮、搅拌式洗衣机优势，领先行业技术3-5年.三动力核心技术之双波轮三动力洗衣机采用创新双波轮设计，集合魔力S 波轮与搅拌波轮的优点，带来双重的洁净效果。

1.绪论1.1洗衣机的介绍洗衣机目前作为一种在家庭中必不可少的家用用电器，发展的十分迅猛，备受使用者青睐的莫过于智能型模糊洗衣机，它能自动判断洗涤物的质地和重量，自动选择最佳洗涤程序，自动完成进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列的过程。

1.11洗衣机的发展背景不管是在以前还是现在，衣服的洗涤都是不可避免的，洗衣机问世以前，它还是一项体力活，需要反复的手搓、敲打、清洗，冬天的时候洗衣服就更受罪了，有条件的可以加点热水，但是马上就冷了，还是只得在冰冷的水中搓洗衣服，总之给人的感觉就是一点都不轻松。

1958年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。

1874年，同样也是一个美国人叫比尔·布莱克斯，发明了世界上第一台由人工搅拌的洗衣机，随后，“手洗时代”受到挑战。

1911年，还是聪明的美国人，又发现了世界上第一台电动洗衣机。

1920年，洗衣机的材质开始发现变化，美国的玛伊塔格公司将其木制桶改成铝制，第二年又改变了它的结构，有单层改为外层铝、内层铜的双层结构。

1936年，他们又将洗衣机的筒体改为搪瓷。

与此同时，洗衣机开始在世界各地相继问世。

这时出现喷流式和滚筒式两种洗衣机。

1932年后，一家美国公司成功研制了第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水全部在一个滚筒内自动完成，洗衣机的发展进入了一个崭新的时代。

这种滚筒洗衣机，很快在欧洲和美洲得到广泛应用。

第一台自动洗衣机于1937年问世。

这是一种“前置”式自动洗衣机。

靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。

衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。

到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。

随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。

首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。

1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。

毕业论文洗衣机模糊控制原理中文摘要洗衣机自问世以来，经过一个多世纪的发展，现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。

近年来，电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟，为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。

L·A·Zadeh教授最早提出了模糊集合理论，由此产生了模糊控制技术，其突出的优点是：不需要对被控对象建立精确的数学模型。

对于复杂的、非线性的、大滞后的、时变的系统来说，建立数学模型是非常困难的。

全自动滚筒洗衣干衣机的自动化、智能化控制正是一种难以建立精确数学模型的控制问题，采用模糊控制技术，可以很方便的控制洗衣干衣过程。

模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是通过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案，以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果，最终达到提高效率，简化操作，、节水节电省时的效果。

模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机属于创新项目，填补国内空白，达到国际先进水平。

它的研制成功，必将大大推动我国乃至世界洗衣机行业的发展。

模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的一种智能控制方法。

该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将来自传感器的实时信号模糊化，将模糊化后的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到执行器上。

关键词：洗衣干衣机、家用滚筒式、模糊控制技术、模糊控制器、模糊控制规则ABSTRACTIt has been developed for more than one century since the emergence of washing machine．Now the tendency to develop is fully- automatism，Multifunction，large capacity，high intelligence，time and energy saving．Recently，the tendency has been guaranteed substantially with the perfection and mature of electronic technology，control technology and information technology．Professor L·A·Zadeh first put forward the Theory of Fuzzy Set，from which the technology of Fuzzy Control arise．It is extraordinary virtue is：There is no definite need to establish the exact math model of the controlled object．It is very convenience to establish mathematical models to the systems with very complex，non．1inear，large—lag and timely change characteristic．And it is the very problem incontrol to establish the exact mathematical model in fully-automatic washing—drying machines automatism and optimize．It is very convenient to control the process of washing and drying to use the technology off contr01．The fuzzy control of the fully—automatism front loading washing· drying machine, is through the fuzzy inference to find the best plan of washing-drying，optimize the time of washing and drying，the degree of cleaning and the effect of drying SO to reach the intention of raising the efficiency，predigesting the operate and saving the water and electricity．Fuzzy control fully—- automatism front loading washing drying machine is an innovate project，which padded the blankness in the world and achieve international advanced level．The Success of the research will impel the development of the washing machine industry greatly．Key Words：washing—drying machine，household front loading，fuzzy control technology，fuzzy controller，fuzzy control rule .目录：第一章：简介1.绪言2.简单论述第二章：模糊控制理论和技术基础1. 模糊控制原理2. 模糊控制器的构成3. 模糊控制系统的工作原理4. 模糊控制系统分类5. 模糊控制器的设计6. 模糊控制器设计实例-洗衣机模糊控制第三章：程序实现1.模糊控制理论和技术基础总结2.程序设计及实现1 绪论第一章绪言国际相关产品的发展水平、现状及发展趋势：1965年，美国加里弗尼亚大学控制理论教授L·A·Zadeh(扎德)提出模糊集理论。

智能控制课程作业模糊控制理论实验报告题目洗衣机系统模糊控制建模与仿真班级姓名学号2014年3月13日一．实验目的通过设计洗衣机洗涤时间的模糊控制系统，理解模糊控制的基本原理。

掌握模糊控制系统MATLAB建模与仿真的方法。

二．实验原理洗衣机洗涤时间的模糊控制是一个开环模糊决策过程，其基本原理框图如图1-1所示。

它的核心部分是模糊控制器，模糊控制器的控制律由计算机程序来实现。

图1-1 系统原理框图系统选用两输入单输出的模糊控制器。

控制器的输入为衣物的污泥量x和油脂量y，输出为洗涤时间z。

将污泥分为3个模糊集：SD（污泥少），MD（污泥中），LD（污泥多）；将油脂分为3个模糊集：NG（油脂少），MG（油脂中），LG（油脂多）；将洗涤时间分为5个模糊集：VS（很短），S（短），M（中等），L（长），VL很长。

首先，定义输入x，y变量，输出z变量的隶属函数。

根据“污泥越多，油脂越多，洗涤时间越长”；“污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”；“污泥越少，油脂越少，洗涤时间越短”的规律建立洗衣机模糊规则表。

然后，根据模糊规则进行模糊推理并得到洗涤时间的模糊集合。

最终，利用重心法对模糊系统反模糊化，将洗涤时间的推理结果转化成精确值z输出。

三．实验内容利用MATLAB软件实现上述洗衣机系统模糊控制的建模与仿真。

1.建立x,y,z的隶属函数洗衣机系统变量x,y,z的隶属函数分段表达式，如式1-1所示。

()()()()()()()()()()()()()()()()SD MD LD NG MG LGVS 50/50050/50050100/505010050/505010050/50050/5005011100/505010050/505010010/10010Sx x x x x x x x x x x y y y y y y y y y y y z z z z μμμμμμμμμμμ=-≤≤⎧⎪≤≤⎧⎪⎪==⎨⎨-<≤⎪⎩⎪⎪=-<≤⎩=-≤≤⎧⎪≤≤⎧⎪⎪==-⎨⎨-<≤⎪⎩⎪⎪=-<≤⎩=-≤≤=污泥油脂洗涤时间()()()()()()()()()VL /1001025/15102510/15102540/15254025/15254060/20406040/204060M L z z z z z z z z z z z z z z z z z μμμ⎧⎪≤≤⎪⎧⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩⎪⎪-≤≤⎧⎪⎪=⎨⎨-<≤⎪⎪⎩⎪-≤≤⎧⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩⎪⎪=-≤≤⎩在MATLAB 中，定义本系统为一个Mamdani （普通）型模糊控制系统，命名为a 。

以洗衣机模糊控制为例的教学案例设计方法教学目标：
1.了解模糊控制原理及算法，学会设计基于模糊控制的洗衣机控制系统；
3.培养学生模拟、计算和实验的能力，提高学生的实际动手能力。

教学方式：
课堂讲授、案例学习、实验演示、互动交流
教学内容：
一、模糊控制原理及算法
1.1 模糊控制的基本原理
1.2 模糊控制系统的建模方法
1.3 模糊推理规则的设计及模糊集合的划分
二、洗衣机控制系统设计
2.2 洗衣机传感器的选择
2.3 模糊控制器的设计及调试
2.4 洗衣机控制系统的实现
三、实验演示
教学流程：
第一节课：
2.讲解模糊控制的算法及其步骤。

1.讲解洗衣机控制系统的构成及传感器的选择。

2.设计一个洗衣机控制系统，包括传感器的选择、硬件的设计及软件的编写。

3.进行实验演示，测试系统的可行性。

2.进行模糊控制器的建模及仿真实验。

3.总结模糊控制的优缺点及其应用范围。

教学评估：
1.考试评估：期末考试
2.实验评估：对实验设计、实验操作及实验报告进行评估。

3.论文评估：对模糊控制算法及应用进行写作评估。

教学资料：
1.教材：《模糊控制原理与应用》
3.软件：MATLAB、Proteus、Keil等
教学反思：
洗衣机模糊控制教学案例设计，可以增强学生的动手实践能力，提高学生的理论知识水平和专业技能，有利于培养学生的探究能力和解决问题的能力。

同时，教学过程中也需要注意，让学生理解模糊控制的实际应用和必要性，引导学生关注实用性和工程应用，培养能解决实际问题的能力。