基于单片机的电饭煲模糊自适应控制器设计开题报告
2020-06-09 22:38:14
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
#160;#160;#160; 近年来, 对模糊控制的研究日益增多, 呈现多元化, 细致化。 主流的国
内究将研究的重心都放置在大工业生产和生活场景上面, 而忽略了广大的家电
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
#160;#160;#160; 首先我们要电饭煲中米量进行模糊推理,在模糊控制的电饭煲中, 控制过程的各阶段加热控制及加热时间是和米饭量有关的。因此, 米饭量的测定是第一个关键步骤, 其后的过程则依据米饭量进行相应的控制。在电饭煲工作的吸水阶段,由于初始条件的不确定, 用户可能使用热水热锅, 也可能使用冷水冷锅进行煮饭, 使得在吸水阶段难以对米量进行测定, 因此米饭量的测定只能是在加热阶段进行的。如果用户是按照指定的刻度加水的, 在加热阶段, 如果锅内升温很快, 则可以判定米量较少, 如果锅内升温较慢, 则可以判定米量较多。有两个热敏线可以进行锅内温度的读取, 分别读取锅底和锅顶的温度, 由于锅底温度相当于测定的是米的温度, 米和水在加热时难以形成对流, 温度交换较差, 所以锅底的升温很快, 比较难以反映整个锅体内的升温情况, 而锅盖的温度则能直接反映锅内温度变化情况。 因此,可以使用锅顶温度 - 时间曲线的斜率反映米量的多少, 斜率较大的米量少, 反之则米量多。
锅顶温度变化率 |
快 |
中 |
慢 |
米饭量 |
少 |
中 |
多 |
#160;#160;#160;#160;#160; 在煮饭过程中。底温度随着煮饭过程阶段的变化, 呈现出不用的段,#160;智能煮饭过程中, 几乎所有需要底加热盘加热的过程都需要使用间歇加热的方式进行加热, 这是因为:
(1) 底加热盘的加热功率较大, 220V 供电的情况下, 一般达 850W 以上, 连续加热极易使得锅底温度迅速升高。
(2) 煮饭时, 是生米与水的混合物, 其中生米接近锅底,水在米之上, 加热时, 靠 近锅底的米升温较快, 而与水不能形成对流, 无法很好地交换温度, 若底加热盘持续加热会导致米的温度升高很快,水的温度升高较慢,影响米的吸水,也不能使得整个锅体均匀加热。
(3) 根据不同烹饪功能的需要, 所需要的加热火力有区别, 通过控制加热占空比,可以控制加热盘的火力。
#160;#160;#160; 因此, 在进行智能煮饭时, 需要对底加热盘的进行间歇式控制, 采用一
定的占空比控制加热的过程。相同时间长的一个加热周期中, 底加热盘开的时
间越长, 加加热的火力就越大大,底加热盘开的时间越短, 加热的火力越小。
20~30 秒的加热周期, 如果加热周开开合合, 缩短继电器的使用寿命。
#160;#160;#160; 最后电饭煲软硬件设计:
(1)芯片初始化: 对寄存器、 输入输出端口、 变量进行初始化;
(2)读键及键处理: 程序设定 2ms 读一次键;
(3 )蜂鸣器控制: 使用无源蜂鸣器;
(4)读 AD: 程序 250ms 读一次 AD, 并将其转换为锅盖、 锅底温度;
(5)烹饪控制程序: 按照上图内容, 对应表示各个不同各阶段控制要求, 完成模糊煮饭功能, 根据不同的执行阶段, 确定底加热盘占空比以及确定侧加热盘、肩加热志, 不直接处理输入输出端口;
(6) 显示数据控制: 完成液晶显示内容的设置; (7) 外时钟控制: 提供秒平台、 分钟平台, 供阶段计时及占空比计时使用;
(8) 驱动控制: 为下层控制程序根据占空比确定是否应当开底加热盘,设置底加热盘的标志位,也不直接处理端口, 然后则根据上层烹饪控制程序得到的标志, 进行端口的处理, 控制加热盘工作与否;
(9) 定时器溢出中断程序: 虽然在流程图中没有绘制,但实际作为单独的函数需要编程处理,完成蜂鸣器响声控制、 2ms、 250ms、 1s 计时, 并处理相应标志位。