基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设与仿真(谷风软件)
基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计PPT(精选)23页PPT
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计毕业设计
毕业设计基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计摘要模糊控制洗衣机不仅实现了洗衣机的全面自动化，也提高了洗衣的质量，具有很强的实用性和较好的发展前景。
本设计的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，这种采用模糊控制的洗衣机能够通过洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质（油污或者泥污）来自动预选水位和洗涤时间，以达到最佳的洗涤效果。
本文主要研究了基于MATLAB的洗衣机模糊控制。
首先介绍了模糊控制的基本原理，明确本设计中所要控制的变量，即水位和洗涤时间。
其次，定义了输入、输出模糊集，结合实际情况定义了隶属函数，然后建立模糊控制规则，给出模糊控制表，进行了模糊推理。
最后采用Simulink对该系统进行仿真，通过仿真曲线可以看出，文中采用的模糊控制方法是正确而有效的。
关键词：模糊控制；模糊集；隶属函数；控制规则；模糊推理AbstractFuzzy control of washing machine does not only achieve a fully automated washing machine, but also improve the quality of laundry; it has a strong practicality and a good development prospect.The main purpose of this design is to design a more reasonable washing machine fuzzy controller, fuzzy control of washing machine can automatically detect the dirty level of laundry bucket and the nature of stain (oil or sediment); it also can automatically pre-selected water level and washing time to achieve the best water quality.This paper mainly studies what based on the MATLAB fuzzy control of washing machines. First, it introduces the basic principles of fuzzy control, clearly the variables of this design to control, those are water level and washing time; Second, define the input and output fuzzy sets, and define the membership function combined the actual conditions, and then create the fuzzy control rules, give the fuzzy control table, then use these to the fuzzy reasoning. Finally, Simulink simulates the system; the simulation curves show that the text used in fuzzy control method is correct and effective.Key words:fuzzy control; fuzzy sets; the membership function; control rules; the fuzzy reasoning目录第1章前言 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 国内外发展情况 (1)1.3 MATLAB简介 (2)1.4 模糊控制简介 (4)1.5 论文的主要内容 (4)第2章模糊控制器原理及设计 (6)2.1 模糊控制原理 (6)2.2 模糊控制系统的分类 (17)2.3 模糊控制器的设计 (18)第3章洗衣机的模糊控制 (21)3.1 洗衣机的时间控制 (21)3.2 洗衣机的水位控制 (28)3.3 本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录1 (35)附录2 (36)附录3 (37)附录4 (38)附录5 (40)第1章前言1.1 选题的目的及意义随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高，人们对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大，为了提高人们的生活效率，全自动洗衣机应运而生。
智能控制实验-模糊控制
实验一 洗衣机的模糊控制仿真一、实验目的本实验要求在学生掌握模糊控制器基本工作原理和设计方法基础上，熟悉MALAB 中的模糊控制工具箱，能针对实际问题设计模糊控制器，建立模糊控制系统，训练学生综合运用计算机来解决一些实际问题的能力。
二、实验设备计算机一台、MATLAB 软件三、实验要求设计一个模糊控制器，根据衣物的泥污和油污程度，输出衣物的洗涤时间，通过改变控制参数的大小，观察模糊控制的性能。
四、实验步骤1．确定模糊控制器的结构选用两输入单输出模糊控制器，控制器的输入为衣物的泥污和油污，输出为洗涤时间。
2. 定义输入、输出模糊集 将泥污分为三个模糊集：泥污少SD 、泥污中MD 、泥污大LD ；油污分为三个模糊集：油污少SG 、油污中MG 、油污大LG ；将洗涤时间分为五个模糊集：很短VS 、短S 、中等M 、长L 、很长VL 。
3. 定义隶属度函数选用三角形隶属度函数实现泥污、油污和洗涤时间的模糊化：(50)/50050/50050(100)/505010050100(50)/50x x x x x x x x μμμμ=-⎧≤≤⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪<≤=-⎩SD MD 泥污LD (50)/50050/50050(100)/505010050100(50)/50x x x x x x x x μμμμ=-⎧≤≤⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪<≤=-⎩SG MG 油污LG(50)/50010/50010(100)/501025/501025(100)/5025402540/504060(100)/504060(50)/50x z x z x z x z x z z x z x z x μμμμμμ=-⎧≤≤⎪⎧≤≤⎪=⎨⎪-<≤⎩⎪≤≤⎧⎪==⎨⎨-<≤⎩⎪⎪≤≤⎧⎪=⎨<≤-⎪⎩⎪≤≤=-⎩SG MG MG 洗涤时间MG LG实验结果：实验分析：6.模糊推理因模糊控制规则表对称，所以上图为input1 和input2分别为50时input2和input1与洗涤时间的关系。
基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计
基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计MATLAB是一种功能强大的数学软件，可以用于模糊控制设计。
在本文中，我们将介绍如何使用MATLAB来设计一个基于模糊控制的洗衣机控制系统。
首先，我们需要定义洗衣机模糊控制系统的输入和输出变量。
在一个简单的洗衣机系统中，输入变量可以是衣物的脏度和水位，而输出变量可以是洗衣机的清洗时间和水温。
接下来，我们需要建立一个模糊控制器模型。
模糊控制器是一个基于模糊逻辑的控制器，能够处理模糊输入和输出变量。
在MATLAB中，我们可以使用Fuzzy Logic Toolbox来建立一个模糊控制器模型。
我们首先需要定义模糊输入变量的隶属函数。
在这个例子中，我们可以定义脏度变量的隶属函数为"低"，"中"和"高"，水位变量的隶属函数为"低"，"中"和"高"。
然后，我们需要定义模糊输出变量的隶属函数。
在这个例子中，我们可以定义清洗时间变量的隶属函数为"短"，"适中"和"长"，水温变量的隶属函数为"低"，"中"和"高"。
接下来，我们需要定义输入和输出变量之间的模糊规则。
在这个例子中，我们可以定义以下规则：规则1：如果脏度是低和水位是低，那么清洗时间是短和水温是低。
规则2：如果脏度是低和水位是中，那么清洗时间是适中和水温是中。
规则3：如果脏度是低和水位是高，那么清洗时间是长和水温是中。
规则4：如果脏度是中和水位是低，那么清洗时间是适中和水温是中。
规则5：如果脏度是中和水位是中，那么清洗时间是适中和水温是中。
规则6：如果脏度是中和水位是高，那么清洗时间是长和水温是高。
规则7：如果脏度是高和水位是低，那么清洗时间是长和水温是中。
规则8：如果脏度是高和水位是中，那么清洗时间是长和水温是高。
基于MATLAB的模糊PID控制器设计与仿真研究
３５
万方数据
机 车 电 传 动 ２００２年
２００２ 年第 ５期 ２００２ 年９ 月１０ 日
机车电传动 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ＦＯＲ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＳ
基于Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 的模糊Ｐ Ｉ Ｄ 控制器
研 究
设计与仿真研究
开
发
常满波 胡鹏飞
西南交通大学 电气工程学院 四川 成都 ６１００３１
摘 要 针对在复杂系统中实现自组织参数的 Ｐ Ｉ Ｄ 控制问题 介绍了一种基于模糊控制原 理的 Ｐ Ｉ Ｄ 参数自组织控制器的设计方案 同时利用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 中的 Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ 和 Ｆ Ｕ Ｚ Ｚ Ｙ 工具箱 进行了仿真研究 仿真结果表明 参数自组织模糊控制系统比参数固定的系统的控制效果好
关键词 Ｐ Ｉ Ｄ 控制器 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 模糊控制 仿真 中图分类号 ＴＰ３９１．９ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－１２８Ｘ（２００２）０５－００３４－０３
５ ，２００２ Ｓｅｐ． １０，２００２
作者简介 常满波 １９７６－ 男 西南交通大学电气工 程学院硕士研究生 主要 从事计算机应用技术的研 究
图８ Ｇ１（ｓ）仿真结果
图９ Ｇ２（ｓ）仿真结果
过程 Ｇ１（ｓ）
Ｇ２（ｓ）
表２ 仿真结果分析
常规ＰＩＤ控制
Ｋｐ＝２．８１ Ｋｉ＝１．６４ Ｋｄ＝０．４１
ＹＯＳ＝１８．７％ ＴＳ＝４．３８ ｓ
Ｋｐ＝０．９５ Ｋｉ＝１．０３ Ｋｄ＝０．２６
ＹＯＳ＝３３．２％ ＴＳ＝７．３３ ｓ
设被控对象的数学模型为
图 ４ Ｋｐ Ｋ ｉ Ｄ ｄ 的隶属函数
根据以上分析和语言变量的设定 可以总结出 Ｋｐ Ｋ ｉ 和 Ｋ ｄ 的自调整控制规则 见表 １
MATLAB设计模糊控制器并用simulink仿真
MATLAB设计模糊控制器并用simulink仿真
环境：MATLAB R2012a
目录
一、设计模糊控制器
1.1 创建项目文件夹
1.2 打开MATLAB
1.3 设计模糊控制器
二、设置控制系统
三、simulink仿真
一、设计模糊控制器
1.1 创建项目文件夹
在此路径如图
1.2 打开MATLAB
打开MATLAB R2012a切换当前目录为上一步路径，如图
1.3 设计模糊控制器
打开模糊控制器设计对话框
根据模糊控制器的输入输出设计模糊控制器，在此以二输入一输出为例。
完成后如图（左）所示，然后对每个输入输出变量设置隶属函数，如图（右）。
添加论域数量
设置隶属函数
完成后如图所示
设计模糊规则
保存刚刚设计的模糊控制器，如下图所示
加载模糊控制器到MATLAB中
二、设置控制系统
打开simulink仿真器
设计控制系统
设计完成如图所示
添加第一节中设计的模糊控制器，如下图
自此控制系统设计结束
三、simulink仿真
在仿真之前需要进行如下设置
开始仿真。
基于Matlab的洗衣机模糊控制 - 副本
基于MATLAB的洗衣机模型模糊设计控制一、问题描述随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高，人们对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大，为了提高人们的生活效率，全自动洗衣机应运而生。
洗衣机的技术发展日新月异，产品类型众多，但是从总体来看，人们对洗衣机的基本要求应该是：省时、省电、省水、磨损率小、操作方便、功能完善等。
模糊控制洗衣机不仅实现了洗衣机的全面自动化，也提高了洗衣的质量，具有很强的实用性和较好的发展前景。
本设计就是围绕着智能洗衣机进行研究。
本课题的主要目的就是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，这种采用模糊控制的洗衣机能够自动检测洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质（油污或者泥污）；能自动预选洗涤时间，并适时调整这些运行参数，以达到最佳的洗涤效果。
二、解决方案本课题的主要是通过模糊控制来对洗衣机进行控制，通过MATLAB对其仿真。
课题的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，这种采用模糊控制的洗衣机能够自动检测洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质（油污或者泥污）；能自动预选水位和洗涤时间，并能够进行整个洗涤过程中实施监控，并适时调整这些运行参数，以达到最佳的洗涤效果。
模糊控制器的组成框图如图1所示图1三、实现步骤本设计选用两输入单输出模糊控制器。
控制器的输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。
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）；将输出的洗涤时间分为5个模糊集：VS （很短），S （短），M （中等），L （长），VL （很长）。
1、定义隶属函数污泥含量选用如下隶属函数：()()()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⎩⎨⎧-=-==50/5050/10050/50/50x x x x x x x μLDMD SD μμμ污泥1005010050500500≤<≤<≤≤≤≤x x x x采用三角隶属函数可实现污泥的模糊化采用Matlab 仿真，如图2所示。
洗衣机的神经网络模糊控制器的设计研究实验使用说明
mbhsyc.m 目标样本和样本的差值比较仿真
实验使用说明
实验——洗衣机的神经网络模糊控制器的设计研究，具体实验环境描技术Ghost XP
版本 SP3简体中文版
软件环境
实验所应用的软件是MATLAB R2007a。MATLAB是美国Mathworks公司1982年推出的数学软件，它具有强大的数值计算能力和优秀的数据可视化能力。MATLAB软件针对各种学科相继推出了功能各异的工具箱，本实验主要应用它开发的神经网络工具箱。MATLAB中的神经网络工具箱编写完备、简单易用，因此是神经网络领域内人员的重要工具。实验中的软件版本号为MATLAB R2007a。
程序编写及运行
编写：
实验中的程序都在M文件中编写。单击MATLAB R2007a 中的File―New―M-File 即可进入文本编辑窗口，输入实验中的程序。输完程序后，单击保存按钮，在对话框中输入文件名，文件名开头必须是字母。把编写好的M文件放入到MATLAB安装文件夹下的work文档中。
运行：
打开MATLAB软件，单击File—Open—文件名。打开该文件编辑窗口，再单击Debug—Run即可运行该文件。即可清晰地看到对应网络训练的过程以及函数逼近曲线和误差曲线图。
文件功能说明：
syyb.m 实验样本的仿真
mbyb.m 目标样本的仿真
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基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设计与
仿真
卫瑶瑶,王胜红
（南京农业大学工学院，210031）
摘要：根据模糊控制的原理对传统洗衣机进行改造，设计了模糊控制系统。
通过MA TLAB仿真，采用取最大隶属度法得到清晰化结果，所得结果与理论计算结果一致。
关键词：模糊控制；洗衣机；MA TLAB
Design and Simulation of Fuzzy Control
System of Washing Machine Based on
MATLAB
Wei yaoyao, Wang Shenghong
(College of Engineering，Nanjing Agricultural University，210031) Abstract: This paper designed a fuzzy control system for washing machine based on the theory of fuzzy control. This paper conducted the simulation of MATLAB, and took maximum membership degree method to get the results of clarity. Finally, it’s proved that the simulation results is the same with theory calculation.
Keywords: fuzzy control; washing machine; MATLAB
自动控制从最早的开环控制起步，然后是反馈控制、最优控制、随机控制，再到自适应控制、自学习控制、自组织控制，一直发展到自动控制的最新阶段——智能控制。
智能控制的几个重要分支有：专家系统、模糊控制、神经网络控制等。
作为人类思维外壳的自然语言，本身就带有模糊性，这是计算机所不能理解的。
模糊控制是以模糊集合理论和模糊逻辑推理为基础，把专家用自然语言表述的知识和控制经验，通过模糊理论转换成数学函数，再用计算机进行处理。
传统控制方法对一个系统进行控制时，首先要建立控制系统的数学模型，即描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式，必须得知道系统模型的结构、阶次、参数等。
然而在工程实践中人们发现，有些复杂的控制系统，虽然不能建立起数学模型，无法用传统控制方法进行控制，但是凭借丰富的实际操作经验，技术工人却能够通过相应操作得到满意的控制效果【1】。
模糊控制之所以被人们广泛接受，是因为其有以下优点：（1）模糊控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型；（2）模糊控制易于被操作人员接受；（3）便于用计算机软件实现；（4）鲁棒性和适应性好。
1 洗衣机模糊控制系统的原理
传统洗衣机从控制角度看，实际上是一台按事先设定好的参数进行顺序控制的机器，它不能根据情况和条件的变化来改变参数。
而模糊逻辑控制的智能洗衣机，它能够完成除开启电源、放取衣物之外的全部功能，智能洗衣机的核心是单片机控制板，它具有检测和控制
功能。
检测功能是指通过一系列传感器来检测衣量、衣质、脏污程度、脏污性质等指标; 控制功能是指根据所检测到的信息模糊控制系统自动来决定水流方式、洗涤剂投放量和洗涤时间等，并可动态地改变参数，以达到在洗干净衣服的情况下还要尽量不伤衣服、省水和省时。
模糊控制系统的组成核心是具有智能性的模糊控制器，在控制原理上它应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂过程进行控制。
洗衣机模糊控制系统基本结构如图1 所示，模糊控制系统的主要部件是模糊化、模糊推理和决策(含知识库和规则库的形成)和清晰化【2】。
模糊化
模糊推理和
决策
清
晰
化
被控
对象
A/D转换器传感器
被控
参数图1模糊控制系统
图 1 中虚线部分为系统的模糊控制器，它是控制系统的核心。
模糊控制器的确定量输入必须经过模糊化后，转换成一个模糊矢量才能用于模糊控制，具体可按模糊化等级进行模糊化；推理就是根据输入模糊量和知识库( 数据库、规则库) 完成模糊推理，并求解模糊关系方程，从而获得模糊控制量的功能部分，模糊控制规则也就是模糊决策，它是人们在控制生产过程中的经验总结; 通过模糊决策所得到的输出是模糊量，要进行控制必须经过清晰化将其转化成精确量。
1.1确定输入量
考虑智能型模糊洗衣机应能自动判断洗涤衣物，选择最佳洗涤程序完成洗衣过程，在设计模糊控制器时，主要考虑衣质( 指含棉量)、衣量、脏污程度( 指污泥含量) 及脏污性质( 指油脂含量) 这4个输入量。
这4个输入量的模糊子集隶属函数可定义为：:衣质，论域的语言值定义为棉、棉纤、纤3种；衣量，论语的语言值定义为多、中多、中少、少4种；污泥含量，论语的语言值定义为很脏、一般脏、不太脏3种；油脂含量，论语的语言值定义为油性、中性和泥性3种【3】。
1.2模糊控制的输出量
模糊控制的输出是模糊推理的后件，对于全自动洗衣机模糊控制器而言，主要包括水位、洗涤时间、洗涤剂投放量和水流强度4个量。
这4个输出量的模糊子集隶属函数可定义为：洗涤剂投放量。
论域的语言值定义为很少、少、中、多和很多5种;洗涤时间。
论域的语言值定义为很短、短、中、长、很长5种;水位高低。
论域的语言值定义为很低、低、高、很高4种；水流强度，论域的语言值定义为弱、中和强4种。
1.3模糊控制规则
模糊控制器的规则库是基于专家知识和手动操作人员长期积累的经验，是按人的直觉推理的一种语言表示形式。
通常有一系列的关系词连接而成，如IF-THEN,ELSE等。
为了简明表示模糊规则，将上述模糊控制输出量用数字表示。
例如：洗涤时间（很短、短、中、长、很长）=（1,2,3,4,5）。
其余3个输出量表示与此类似。
当输出量论域为3种时，则用3个数字表示。
根据专家的经验并结合衣物的实际洗涤情况，可得到如表1所示的模糊控制规则。
衣物很脏一般脏不太脏衣质衣量油污泥污油污泥污油污泥污多4553 4553 4353 4353 4343 4343 棉中多3553 3453 3342 3332 3232 3232 中少2453 2342 2342 2342 2232 2122
少1342 1232 1232 1222 1111 1111
多4553 4453 4353 4343 4342 4242
棉纤中多3553 3453 3442 3342 3232 3232 中少2442 2342 2332 2232 2221 2111
少1332 1232 1221 1221 1111 1111
多4553 4553 4442 4342 4332 4232 纤中多3552 3443 3432 3332 3232 3222 中少2442 2332 2332 2222 2211 2111
少1331 1231 1221 1221 1111 1111
表1 模糊控制规则
表1中每一项有4位数字，从左到右依次代表水位、洗涤剂投放量、冼涤时间、水流方式4 个输出变量，每位数的取值代表相应的输出所取的模糊子集。
2MATLAB仿真
本文中以输入量为泥污和油脂，输出量为洗涤时间(其他输入、输出量控制与此类似)为例说明模糊控制如何在洗衣机中应用。
2.1确定模糊控制器的模糊分布
洗衣机利用分光光度计传感器，通过检测洗涤液的透明程度等方法，测出洗涤液中的污泥含量x∈ [0,lOO]％和油脂含量y∈[0,100]％。
模糊控制器则根据z和Y的数据，选定洗涤时间t∈[0,60](分钟)。
因为只考虑洗涤时间，可以用双输入——单输出模糊控制器完成任务,如图2所示。
图2 双输入单输出FIS 表格
2.2 定义输入、输出量的模糊分布
为了简便，所有模糊子集都选取三角形隶属函数。
（1）选定三个模糊子集：污泥少(SD)、污泥中(MD)和污泥多(LD)，用于涵盖输入量z 的论域[0,100]，它们的隶属函数如下，其分布如图3所示。
()(50)/50SD x x =- 050x ≤≤ /50
()(100)/50
x MD x x ⎧=⎨
-⎩ 05050100x x ≤≤<≤
()(50)/50LD x x =- 50100x <≤
（2）选定三个模糊子集：油脂少（NG ）、油脂中（MG ）和油脂多（LG ），用于涵盖输
入量y 的论域[0,100]，它们的隶属函数如下，其分布如图4所示。
()(50)/50NG y y =- 050y ≤≤ /50
()(100)/50
y MG y y ⎧=⎨
-⎩ 05050100y y ≤≤<≤ ()(50)/50LG y y =- 50100y <≤。