基于微分反馈的吸尘器模糊控制器设计.pdf

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1、机电工程技术!""#年第$$卷第$期研究与开发基于微分反馈的吸尘器模糊控制器设计杨志高%广东工业大学自动化学院，广东广州&’""("）摘要：本文介绍了一种带灰尘微分和干湿度反馈的吸尘器模糊控制器的设计方法。该模糊控制器通过灰尘传感器的红外线微分的变化检测出地面的材质，通过脉冲数检测出灰尘量，通过干湿传感器脉冲输出检测出灰尘的干湿度，由设计的模糊控制算法来决定吸尘器的吸力大小，从而实现良好的吸尘和节能效果。关键词：模糊控制；微分反馈；干湿度；节能吸尘器中图分类号：)*!+$,-#文献标识码：.文章编号：’""(/(#(!%!""#0"$/""1$/"!’引言一些公共场合，如宾馆、写字楼、酒楼、

2、商场的不同楼层、不同房间、不同位置的地面材质、脏污情况复杂多样，来往人数变化不定，存在不同程度的时变性，且常含有非线性环节，难以对灰尘状态建立精确的数学模型，很难用传统的控制理论进行系统分析和设计。在日本，模糊逻辑已深深地渗透到日常生活中，达到了家喻户晓的程度。由于其学术界、产业界和政府部门之间的通力合作，其大量的模糊电器涌入欧美市场，受到了消费者的普遍欢迎2!3。近年来，我国电器企业也紧跟国际先进潮流，加强了模糊控制电器产品的开发研究工作，并取得了可喜的成果。模糊控制吸尘器大大提高了传统吸尘（!）=>4?5@AB8?6@AB9?5CDEA:?;5器的性能，使操作更加简便，并具有明显的节能效

3、益。（$）=>4?5@AB8?7@AB9?5CDEA:?5!模糊控制器输入输出参量（#）=>4?6@AB8?5@AB9?6CDEA:?;5由于公共场所的地板面材质不同以及脏污程度不同，（&）=>4?6@AB8?6@AB9?6CDEA:?;5所以模糊控制吸尘器的输入参数主要有三个：灰尘量；干（1）=>4?6@AB8?7@AB9?6CDEA:?5湿度；地面材质。输出参数主要是吸尘器的吸力大小。因（+）=>4?7@AB8?5@AB9?7CDEA:?5此简单的模糊控制是三输入单输出结构。但其三个输入参（F）=>4?7@AB8?6@AB9?7CDEA:?5数分别又有几种状态：如灰尘度有湿润、中性、干燥

4、三（(）=>4?7@AB8?7@AB9?7CDEA:?6种，灰尘量有较少、一般、较多三种，地面材料有地瓷（’"）=>4?5@AB8?5@AB9?5CDEA:?;5板、地木板、地毯等。（’’）=>4?5@AB8?6@AB9?5CDEA:?5根据实验结果和经验数据确定合适的论域后定义各变（’!）=>4?5@AB8?7@AB9?5CDEA:?6量的模糊集合为：（’$）=>4?6@AB8?5@AB9?6CDEA:?5（’）干湿度（4）：湿润（5）、中性（6）、干燥（7）；（’#）=>4?6@AB8?6@AB9?6CDEA:?6（!）灰尘量（8）：较多（5）、一般（6）、较少（7）；（’&）=>4?6

5、@AB8?7@AB9?6CDEA:?6（$）地面材质（9）：地毯（5）、木地板（6）、地瓷板（’1）=>4?7@AB8?5@AB9?7CDEA:?6（7）；（’+）=>4?7@AB8?6@AB9?7CDEA:?6（#）吸力（:）：大（;5）、较大（5）、适中（6）、较（’F）=>4?7@AB8?7@AB9?7CDEA:?7小（7）、小（;7）。（’(）=>4?5@AB8?5@AB9?5CDEA:?6相应地建立其对应的模糊子集隶属函数如图’<图#。（!"）=>4?5@AB8?6@AB9?5CDEA:?6$模糊规则库的建立（!’）=>4?5@AB8?7@AB9?5CDEA:?7（!!）=>4?6

6、@AB8?5@AB9?6CDEA:?7这个控制规则可用下述!+条模糊条件语句2#3来描述：（!$）=>4?6@AB8?6@AB9?6CDEA:?;7（’）=>4?5@AB8?5@AB9?5CDEA:?;5收稿日期：!""$—’"—’&1$研究与开发机电工程技术!""#年第$$卷第$期表(模糊控制表4.534.54.54.54646446464444..644.4....55..556565656565器放大后，再经过整流变为脉冲信号+0,。通过测量脉冲信号的数目可以判断灰尘量的多少。如果灰尘传感器被污注：表中第一行“4、.、5”属于7；表中第二行属于8染，则其红外线的透过率变小，于是可通过检

7、测红外线微（!#）9:7;.<=>8;5<=>3;.?@A=B;65分的变化来克服影响，当透过率低于设定值时可产生报（!%）9:7;5<=>8;4<=>3;5?@A=B;65警，提醒工作人员清洗传感器表面，确保正常工作。通过（!)）9:7;5<=>8;.<=>3;5?@A=B;65检测灰尘量变化快慢可以检测出地面材质，见图%所示。（!2）9:7;5<=>8;5<=>3;5?@A=B;65)模糊控制的设计上述描