專利名稱：模糊控制工業(yè)洗衣機布質(zhì)布量的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到采用模糊控制技術(shù)進行洗滌控制的工業(yè)洗衣機，尤其涉及到該種洗衣機中的布質(zhì)與布量這兩個參數(shù)的檢測方法。
為了能檢測到被洗衣物的布質(zhì)、布量、臟污程度等信息，模糊控制洗衣機一般都將洗滌程序中的洗衣過程分為二個階段，即初洗階段和主洗階段，通常在初洗階段檢測并推理出被洗衣物的有關(guān)信息，中央處理器根據(jù)檢測到的信息和貯存在模糊規(guī)則庫中的有關(guān)數(shù)據(jù)函數(shù)關(guān)系，推理出主洗階段的洗滌時間、所需的水量、滾筒的轉(zhuǎn)速、洗滌劑的用量等參數(shù)，并進入主洗階段，對被洗衣物進行洗滌工作。也就是說，設(shè)置初洗階段的目的主要就是為了能檢測到被洗衣物的布質(zhì)、布量、臟污程度等信息，為中央處理器進行正確的模糊推理和計算、使洗衣機選擇較佳的程序進行洗滌工作而服務(wù)。
模糊控制技術(shù)雖然已在家用洗衣機行業(yè)得到成功應(yīng)用，但是，在廣泛應(yīng)用于賓館、酒店、療養(yǎng)院、醫(yī)院、學(xué)校等場所的工業(yè)洗衣機行業(yè)，還未見使用模糊控制技術(shù)。
由上所述可知，布質(zhì)與布量是采用模糊控制技術(shù)所必須獲取的、兩個十分重要的參數(shù)，能否準(zhǔn)確地檢測到這兩個參數(shù)，直接關(guān)系到洗滌時間的長短、水位的高低、洗衣粉的投放量等洗滌參數(shù)的合理性、準(zhǔn)確性。需要說明的是，在模糊控制理論中所謂的布質(zhì)，通常是指布料中含棉量的多少，如含棉量較多的就稱為棉布，含棉量一般的就稱為混紡，含棉量很少的就稱為化纖等；在模糊控制理論中所謂的布量，通常也是一種模糊的數(shù)量概念，如一般將布量分為多、中、少三個數(shù)量級別。
采用模糊控制技術(shù)的家用洗衣機，其布質(zhì)與布量的檢測是分別進行的。布量的檢測采用“反電動勢法”，其依據(jù)是不同的布量會產(chǎn)生不同的布阻抗，電動機斷電后洗衣滾筒停轉(zhuǎn)的時間不同，即電動機斷電后產(chǎn)生的反向電動勢的脈沖數(shù)量——脈沖數(shù)不同，也就是說，布量與電動機斷電后反向電動勢的脈沖數(shù)之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系可以通過大量的洗滌實驗來得到，并可以將這種函數(shù)關(guān)系作為模糊推理的依據(jù)貯存在模糊規(guī)則庫中，供中央處理器在進行模糊推理和計算時使用。因此，在傳統(tǒng)的模糊控制家用洗衣機中，中央處理器通常首先檢測到電動機斷電后反向電動勢的脈沖數(shù)，然后再根據(jù)有關(guān)的函數(shù)關(guān)系，進一步推理出布量的范圍值。但由于工業(yè)洗衣機的傳動機構(gòu)比較復(fù)雜，而且采用變頻器技術(shù)控制電動機，得出的數(shù)據(jù)無規(guī)律可循，因此，不能采用上述的“反電動勢法”來檢測布量。
家用模糊控制洗衣機中，布質(zhì)的檢測依據(jù)是不同的布質(zhì)其吸水性不同，如棉布的吸水性最大，混紡次之，化纖最小；吸水性又可通過洗衣滾筒轉(zhuǎn)動前后的水位值之差來表述，即一般來說，洗衣滾筒進水后、轉(zhuǎn)動前，滾筒內(nèi)的衣物還沒有被水充分浸透，這時的水位值設(shè)為H2，當(dāng)洗衣滾筒正常轉(zhuǎn)動一定時間后，滾筒內(nèi)的衣物已被水充分浸透，這時的水位值設(shè)為H3，這兩個水位值H2與H3之間的差值S就與不同布質(zhì)的吸水性有關(guān)；也就是說，不同的布質(zhì)與其吸水性——即洗衣滾筒轉(zhuǎn)動前后的水位值之差S之間存在有一定的函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系也可以通過大量的洗滌實驗來得到，并且也可以將這種函數(shù)關(guān)系作為模糊推理的依據(jù)預(yù)先貯存在模糊規(guī)則庫中，供中央處理器在進行模糊推理和計算中使用。因此，在傳統(tǒng)的模糊控制家用洗衣機中，其布質(zhì)的檢測方法是中央處理器首先通過水位傳感器分別檢測到洗衣滾筒轉(zhuǎn)動前后的水位值H2和H3，然后計算出它們之間的水位差值S＝H2-H3，再根據(jù)模糊規(guī)則庫中的有關(guān)函數(shù)關(guān)系，推理出布質(zhì)這一參數(shù)。
但實際上，布阻抗、水位差是相互影響的，與布質(zhì)、布量都有關(guān)系，因而布質(zhì)、布量的檢測也會產(chǎn)生相互影響，上述分別獨立地檢測布質(zhì)、布量這兩個參數(shù)就不很準(zhǔn)確，這就會直接影響到模糊控制洗衣機的工作精度和工作效率；并且由于工業(yè)洗衣機的結(jié)構(gòu)與家用洗衣機的結(jié)構(gòu)大不相同，其滾筒、電機、帶輪、配重等零部件的重量之和遠(yuǎn)大于負(fù)載——被洗衣物的重量，使得不同重量的干負(fù)載布所產(chǎn)生的布阻抗相對差別較小，因而上述在家用洗衣機中采用的檢測方法就不能直接應(yīng)用到工業(yè)洗衣機中。
由于工業(yè)洗衣機中的滾筒、電機、帶輪、配重等零部件的重量之和遠(yuǎn)大于負(fù)載——被洗衣物的重量，使得不同重量的干負(fù)載布所產(chǎn)生的布阻抗相對差別較小，電動機斷電后洗衣滾筒停轉(zhuǎn)的時間差別也不大；但當(dāng)加入一定量的水后，數(shù)據(jù)變化又較為明顯，電動機斷電后洗衣滾筒停轉(zhuǎn)的時間差別較大，即洗衣滾筒慣性旋轉(zhuǎn)的次數(shù)不同，因此，本發(fā)明是在洗衣滾筒內(nèi)的負(fù)載——被洗衣物浸水后的狀態(tài)下，再進行檢測與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)；又因為在實際的洗滌工作中，布質(zhì)與布量這兩個參數(shù)是互為影響的，因此，本發(fā)明所述的檢測方法不再獨立地檢測和推理這兩個參數(shù)，而是綜合地進行檢測和推理。
本發(fā)明所述的模糊控制工業(yè)洗衣機布質(zhì)布量的檢測方法，主要包括如下步驟a、中央處理器預(yù)先取得并貯存初始水位值H1；初始水位值H1是指當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G后所呈現(xiàn)的水位值；b、當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)放入被洗衣物后，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H2，并計算出水位差S1＝H2-H1c、然后使洗衣滾筒正反旋轉(zhuǎn)一定時間，使被洗衣物被水充分浸透；待洗衣滾筒運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機電源，同時通過脈沖檢測電路開始檢測與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒完全停止轉(zhuǎn)動，得到第一個脈沖數(shù)M1；等洗衣滾筒內(nèi)的水及衣物平靜后，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H3，并計算出水位差S2＝H3-H1；d、再將洗衣滾筒內(nèi)的水排掉，排完水后，再次啟動電機，使洗衣滾筒正常旋轉(zhuǎn)，待其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機的電源，同時通過脈沖檢測電路開始檢測與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒完全停止轉(zhuǎn)動，得到第二個脈沖數(shù)M2；e、中央處理器得到上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2后，再根據(jù)貯存在模糊規(guī)則庫中的、上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系，推理出布質(zhì)與布量的范圍值。
上述的初始水位值H1可以通過如下方法得到當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H1。
上述的與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，就是與帶動洗衣滾筒旋轉(zhuǎn)的皮帶輪的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)；并且，該脈沖數(shù)可通過如下的方法得到在皮帶輪上開設(shè)六個通孔，在正對通孔的位置安裝一個電磁感應(yīng)接近開關(guān)，通過電磁感應(yīng)接近開關(guān)的電磁感應(yīng)信號來檢測與皮帶輪的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)。
當(dāng)然，和模糊控制家用洗衣機中應(yīng)用的函數(shù)關(guān)系一樣，上述的四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系也是通過大量的洗滌實驗來得到的，并將這種函數(shù)關(guān)系作為模糊推理的依據(jù)預(yù)先貯存在模糊規(guī)則庫中，供中央處理器在進行模糊推理和計算中使用。
本發(fā)明的優(yōu)點是通過上述方法能更加準(zhǔn)確地得到布質(zhì)和布量這兩個參數(shù)，相應(yīng)地也提高了模糊控制的精確度，提高了洗衣機的工作效率，更好地達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。
如

圖1所示，是本發(fā)明所述的模糊控制工業(yè)洗衣機的一個實施例的原理框圖，圖中，1是洗衣機的機殼，2是洗衣滾筒，洗衣滾筒2通過傳動軸12與皮帶輪3相連接，電動機4的輸出力通過皮帶輪3、并由傳動軸12傳遞給洗衣滾筒2；水位傳感器5用來檢測洗衣滾筒2中的水位高低，水位檢測電路將水位傳感器5的信號傳送給中央處理器；渾濁度傳感器6安裝在檢測管道13上，在檢測管道13上還安裝有電磁閥7和排水泵8，渾濁度檢測電路將渾濁度傳感器6的信號傳送給中央處理器。流量傳感器9安裝在進水管上，用來檢測進水量的多少，流量檢測電路將流量傳感器9的信號傳送給中央處理器；電磁感應(yīng)接近開關(guān)10通過支架安裝在滾筒2的外殼上，當(dāng)然也可以安裝在機殼1上，如圖2所示，接近開關(guān)10正對著皮帶輪3上的六個工藝圓孔14，用來檢測與皮帶輪3的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)，其檢測的工作原理是當(dāng)皮帶輪3旋轉(zhuǎn)時，皮帶輪3上的六個工藝圓孔14就會間隔地經(jīng)過接近開關(guān)10的面前，由于皮帶輪3是用鐵等金屬材料制成的，因而工藝圓孔14每經(jīng)過一次接近開關(guān)10，接近開關(guān)10就會因電磁感應(yīng)信號的不同而發(fā)出一個脈沖數(shù)，從而可以測得與皮帶輪3的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)；脈沖檢測電路將接近開關(guān)10的信號傳送給中央處理器；溫度傳感器11用來檢測洗衣滾筒2內(nèi)的洗滌液的溫度，溫度檢測電路將溫度傳感器11的信號傳送給中央處理器。中央處理器得到各傳感器檢測到的信號后，再根據(jù)貯存在模糊規(guī)則庫中的有關(guān)數(shù)據(jù)函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過模糊推理和計算，最終去控制各路閥門的動作和電動機4的旋轉(zhuǎn)，以完成模糊洗滌工作。
本實施方式所述的模糊控制工業(yè)洗衣機布質(zhì)布量的檢測方法，主要包括如下步驟a、中央處理器預(yù)先取得并貯存初始水位值H1；初始水位值H1是指當(dāng)洗衣滾筒2內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒2內(nèi)加入設(shè)定的水量G后所呈現(xiàn)的水位值。在本實施方式中，上述的初始水位值H1可以通過如下方法得到當(dāng)洗衣滾筒2內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒2內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器5測得此時的水位值H1。另外，初始水位值也可以通過計算的方法得到如在本實施例中，已知洗衣滾筒2的直徑為813mm，深度為520mm，當(dāng)初洗階段設(shè)定的水量G確定后，水的體積也就確定了，就可以計算出初始水位值H1，并可將此初始水位值H1預(yù)先貯存在中央處理器中；本實施例中初始水位值H1＝200mm；水量G的大小可以通過流量傳感器9來進行檢測。
b、當(dāng)洗衣滾筒2內(nèi)放入被洗衣物后，往洗衣滾筒2內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器5測得此時的水位值H2，并計算出水位差S1＝H2-H1c、然后使洗衣滾筒2正常地正反旋轉(zhuǎn)一定時間，目的之一是讓被洗衣物充分吸水——即被水充分浸透；待洗衣滾筒2運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機4的電源，同時通過電磁感應(yīng)接近開關(guān)10開始檢測與洗衣滾筒2的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M——即與皮帶輪3的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒2完全停止轉(zhuǎn)動——也即皮帶輪3完全停止轉(zhuǎn)動，得到第一個脈沖數(shù)M1；等洗衣滾筒2內(nèi)的水及衣物平靜后，中央處理器通過水位傳感器5測得此時的水位值H3，并計算出水位差S2＝H3-H1；d、再將洗衣滾筒2內(nèi)的水排掉，排完水后，再次啟動電機4，使洗衣滾筒2正常旋轉(zhuǎn)，待其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機4的電源，同時通過電磁感應(yīng)接近開關(guān)10再次檢測脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒2完全停止轉(zhuǎn)動——也即皮帶輪3完全停止轉(zhuǎn)動，得到第二個脈沖數(shù)M2；e、中央處理器得到上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2后，再根據(jù)貯存在模糊規(guī)則庫中的、上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系，推理出布質(zhì)與布量的范圍值。
需要說明的是和傳統(tǒng)的模糊控制家用洗衣機一樣，上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系是通過實驗的方式得到的，即預(yù)先通過大量的洗滌實驗，找出模糊控制技術(shù)中所需的有關(guān)數(shù)據(jù)之間的函數(shù)關(guān)系，在本實施方式中，就是S1、S2、M1和M2這四個參數(shù)與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系，然后，將通過實驗得到的函數(shù)關(guān)系作為模糊推理的依據(jù)，貯存在模糊規(guī)則庫中，供中央處理器在模糊推理和計算時使用；
圖3是本實施例用來推理布質(zhì)和布量的一個邏輯函數(shù)表，該邏輯函數(shù)表通過大量的洗滌實驗而得到，并且可預(yù)貯在模糊規(guī)則庫中。根據(jù)該邏輯函數(shù)表，具體的推理步驟如下中央處理器取得S1、S2、M1和M2這四個參數(shù)后，首先判斷S1和S2的情況，分三步推理一、在S1大于152mm及S2大于112mm的情況下，再判斷M1和M2的情況；若M1大于24、M2大于31，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉多、布量多的結(jié)論；若M1小于24但大于22、M2小于31但大于27，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉多、布量中的結(jié)論；若M1小于22、M2小于27，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉多、布量少的結(jié)論。二、在S1小于152mm但大于140mm、S2小于112mm但大于70mm的情況下，再判斷M1和M2的情況；若M1大于20、M2大于25，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉中、布量多的結(jié)論；若M1小于20但大于14、M2小于25但大于17，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉中、布量中的結(jié)論；若M1小于14、M2小于17，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉中、布量少的結(jié)論。三、在S1小于140mm、S2小于70mm的情況下，再判斷M1和M2的情況；若M1大于14、M2大于20，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉少、布量多的結(jié)論；若M1小于14但大于12、M2小于20但大于14，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉少、布量中的結(jié)論；若M1小于12、M2小于14，則中央處理器就推理出被洗衣物含棉少、布量少的結(jié)論。
綜上所述，本發(fā)明經(jīng)過綜合檢測和推理，最終導(dǎo)出布質(zhì)和布量這兩個參數(shù)，該方法與傳統(tǒng)的布質(zhì)布量的檢測方法相比，能更加準(zhǔn)確地推理出布質(zhì)和布量這兩個參數(shù)，相應(yīng)地也進一步提高了模糊控制的精確度，提高了洗衣機的工作效率，更好地達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。
權(quán)利要求
1.模糊控制工業(yè)洗衣機布質(zhì)布量的檢測方法，其特征在于主要包括如下步驟a、中央處理器預(yù)先取得并貯存初始水位值H1；初始水位值H1是指當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G后所呈現(xiàn)的水位值；b、當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)放入被洗衣物后，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H2，并計算出水位差S1＝H2-H1；c、然后使洗衣滾筒正反旋轉(zhuǎn)一定時間，使被洗衣物被水充分浸透；待洗衣滾筒運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機電源，同時通過脈沖檢測電路開始檢測與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒完全停止轉(zhuǎn)動，得到第一個脈沖數(shù)M1；等洗衣滾筒內(nèi)的水及衣物平靜后，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H3，并計算出水位差S2＝H3-H1；d、再將洗衣滾筒內(nèi)的水排掉，排完水后，再次啟動電機，使洗衣滾筒正常旋轉(zhuǎn)，待其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后切斷電機的電源，同時通過脈沖檢測電路開始檢測與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，直到洗衣滾筒完全停止轉(zhuǎn)動，得到第二個脈沖數(shù)M2；e、中央處理器得到上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2后，再根據(jù)貯存在模糊規(guī)則庫中的、上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系，推理出布質(zhì)與布量的范圍值。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于；所述的初始水位值H1可以通過如下方法得到當(dāng)洗衣滾筒內(nèi)無任何被洗衣物時，往洗衣滾筒內(nèi)加入設(shè)定的水量G，中央處理器通過水位傳感器測得此時的水位值H1。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于所述的與洗衣滾筒的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M，就是與帶動洗衣滾筒旋轉(zhuǎn)的皮帶輪的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于所述的與皮帶輪的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)通過如下方法取得在皮帶輪上開設(shè)六個通孔，在正對通孔的位置安裝一個電磁感應(yīng)接近開關(guān)，通過電磁感應(yīng)接近開關(guān)的電磁感應(yīng)信號來檢測與皮帶輪的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用模糊控制技術(shù)進行洗滌控制的工業(yè)洗衣機中的布質(zhì)與布量的檢測方法;其主要原理是:中央處理器分別取得并貯存初始水位值H1、洗衣滾筒進水后轉(zhuǎn)動前的水位值H2、以及洗衣滾筒轉(zhuǎn)動后的水位值H3,并計算出水位差S1=H2－H1、S2=H3－H1;同時,中央處理器再分別取得與洗衣滾筒進水后的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M1、以及與洗衣滾筒排水后的慣性旋轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)M2,然后再根據(jù)上述四個參數(shù)S1、S2、M1和M2與布質(zhì)、布量之間的函數(shù)關(guān)系,推理出布質(zhì)與布量的范圍值;上述方法的優(yōu)點是:能更加準(zhǔn)確地推理出布質(zhì)和布量這兩個參數(shù),相應(yīng)地也提高了模糊控制的精確度,提高了洗衣機的工作效率。
文檔編號G05B13/02GK1378005SQ0211299
公開日2002年11月6日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者鄔士新, 周國柱, 陳宏 , 楊光友, 侍開軒, 張道德, 張悅椿, 張錚 申請人:江蘇海獅機械集團有限公司