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1、第7章 模糊控制应用实例7.1 模糊控制全自动洗衣机7.1.1 洗衣条件（1）衣服的质料一般衣服质料纤维可分两大类：自然纤维的棉织品和人造化学纤维织品。（2）水水可带走一般的灰尘和水溶性污垢，所以，不用洗涤剂也可能洗去部分污垢。图7.1 水温与洗净力之间的关系曲线（3）洗涤剂洗涤剂的成分主要以烷基苯活性剂为主，不同的洗涤剂还会添加各种不同的辅助剂、酵素、荧光增白剂、香料等。7.1.2 模糊控制洗衣机结构（1）负载检测这主要用来检测所洗衣物的重量，以决定水位。这可用不同的方法实现。最容易想到的方法是用静态的压力传感器直接测量，但结构要稍复杂一些。图7.2 模糊控制洗衣机结构剖面图图7.3 计数脉
2、冲与衣物重量关系曲线(2)质料检测图7.4 棉制品与化纤制品辨别曲线图7.5 柔软布料和硬厚布料的水位变化曲线图7.6 不同软硬度布料情况下驱动电流波形（3）水位检测水位检测用一种专用水位传感器实现。（4）水温检测水温检测通过热电耦测量。（5）水的透光率检测水的透光率用光电传感器实现。图7.7 污垢程度透光率曲线图7.8 污垢性质透光率曲线污垢的性质污垢的性质图7.9 用不同洗涤剂时透光率曲线图7.10 模糊控制洗衣机电路框图7.1.3 控制电路设计图7.11 负载检测电路图图7.12 负载检测电路的波形图7.1.4 模糊控制实现方法（1）基本结构和控制过程图7.13 模糊控制洗衣机控制结构图
3、（2）模糊规则1）输入变量（分三级）负载：大、中等、小。质料：棉制品偏多、棉和化纤制品各半、化纤制品偏多。水温：偏高、中等、偏低。2)输出变量（分四级）水流强度：很强、强、中、弱。洗涤时间：很长、长、中、短。3）模糊规则（3）模糊控制的隶属函数1）输入变量图7.14 输入变量的隶属函数(a)负载量；(b)水；(c)质料2）输出变量图7.15 输出变量的隶属函数（4）解模糊判决结果据此又细分成如下的洗涤控制：水流9种；洗涤时间16种；清洗时间6种；脱水时间6种。7.2 智能手机充电器7.2.1 智能充电原理电池充电的关键在于实现有效充电的同时保证可以适时终止充电，防止过充电对电池造成损害；充电中
4、应显示电量，以便了解充电情况；要有查错功能，在发现错误时及时停止充电，以保护电池和充电器。7.2.2 手机充电器模糊控制的系统原理框图图7.16 智能手机充电器系统原理框图7.2.3 充电控制原理图7.17 手机模糊充电控制器系统原理框图图7.18 恒流充电模块原理图图7.19 LM317的基本工作电路输出恒压值的计算公式如式(7.1)所示:7.2.4 控制软件(7.1)(7.2)图7.20 主流程框图7.3 地铁机车模糊控制器7.3.1 对评价指标的定义用6个符号表示有关论域：A：（Accuracy of stop gap）停车准确度C：（Comfort of riding）乘坐舒适性E：（
5、Energy saving）节约能源R：（Running time ）行驶时间S：（Safety）安全性T：（Traceability of speed）速度跟踪性用5个符号表示模糊概念的等级：VG：（Very Good）非常好G：（Good）好M ：（Medium）中等B：（Bad）差VB：（Very Bad）非常差（1）停车准确度（2）乘坐舒适度（3）节约能源（4）行驶时间（5）安全性（6）速度跟踪性7.3.2 对机车的运动特性模拟实验7.3.3 模糊控制规则的制定在规则中：N：表示控制阀值；NC：表示相对于当前的控制阀值的变化量；Pn：表示行驶控制刻度盘上的刻度，P7表示最大控制值；Bn
6、：表示刹车刻度盘上的刻度；Bmax：表示紧急刹车；N（t）是当前控制值。1）站间定速行驶规则规律1：为了确保安全性和乘坐的舒适，当速度高于所限速度时，把控制值调到当前控制值与紧急刹车控制值之间的中间值，如果需要紧急刹车，冲击就会减小。规律2：为了节约能源，当可以确保行驶时间时，就利用惯性运行，这时既不加速也不刹车。规律 3：为了缩短行驶时间，当速度小于所限速度时，则可用最大加速。规律4：为了乘坐舒适，如果用当前控制值就可保持车速跟踪目标速度，就可保持当前控制值。规律5：为了保证速度跟踪性，如果在当前控制下不能达到目标值，就应该在n个控制值范围内选择适当的控制值来调节车速，以达到目标值。同时，还
7、要考虑到乘坐舒适，避免加速过大。根据这些控制规律，就可制定出如下满足模糊控制要求的控制规则：规则1：如果N =0时，S=G且C=G且E=G，那么N=0；规则2：如果N =P7时，S=G且C=G且T=B，那么N=P7；规则3：如果N=B7时，S=B，那么N=（N（t）+Bmax）/2；规则4：如果NC=4时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=4；规则5：如果NC=3时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=3；规则6：如果NC=2时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=2；规则7：如果NC=1时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=1；规则8：如果NC=0时，S=G且T=G，那么NC=0；规则9
8、： 如果NC=-1时，S=G且C=G 且T=VG，那么NC=-1；规则10：如果NC=-2时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=-2；规则11：如果NC=-3时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=-3；规则12：如果NC=-4时，S=G且C=G且T=VG，那么NC=-4。2)车站停车控制规则操作经验的语言描述为：当列车通过车站前放置的停车标志后，指示可以开始控制停车定位，但同时要考虑乘坐舒适。具体 根据以下要求来选择控制值。规律 1：为了乘坐舒适性，在通过标志时，应该保持当前的控制值，以避免惯性冲击。规律2：为了缩短行驶时间，同时考虑乘坐舒适性，在标志前不要刹车，过了标志开始缓慢刹车。规律
9、3：为了精确定位，在过了标志后，就应该在n个控制值范围内选择适当的控制值来调节车速，以便准确地停车，同时要避免发生惯性冲击。根据这些控制规律，就可制定出如下满足模糊控制要求的控制规则：规 则 1： 如 果 NC=+3时 R=VG且 C=G且A=VG，那么NC=3；规 则 2： 如 果 NC=+2时 R=VG且 C=G且A=VG，那么NC=2；规 则 3： 如 果 NC=+1时 R=VG且 C=G且A=VG，那么NC=1；规则4：如果NC=0时 R=VG且A=G，那么NC=0；规则5：如果NC=-1时R=VG且C=G且A=VG，那么NC=-1；规则6：如果NC=-2时R=VG且C=G且A=VG，那么NC=-2；规则7：如果NC=-3时R=VG且C=G且 A=VG，那么NC=-3；规则8：如果N=P7时 R=VB且C=G且S=G，那么N=P7； 规则9：如果N=P4时R=B且A=B且S=G，那么N=P4；规则10：如果N=0时R=M且C=G且S=G，那么N=0；规则11：如果N=B1时R=G且C=G且S=G，那么N=B1；规则12：如果N=B7时且S=VB，那么N=0。7.3.4 模糊控制的实现图7.21 预见型模糊停车控制的推理过程
