毛 敏

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安,710300）

传感器在模糊控制洗衣机中的应用

毛 敏

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安,710300）

本文论述了判断布量和布质、水位、脏污程度、水温等输入量的传感器在模糊控制洗衣机中的应用，从而实现了洗衣机的智能化。

传感器；模糊控制；全自动洗衣机

0 引言

模糊控制系统是模拟人智能的一种控制系统，它将人的经验、知识和判断力作为控制规则，根据复杂的因素和条件作出逻辑推理去影响控制对像。

模糊洗衣机能自动判断衣物的重量、布料质地、水温、肮脏程度来决定水位的高低、洗涤时间、搅拌与水流方式、脱水时间等，将洗涤控制在最佳状态。不但使洗衣机省电、省水、省洗涤剂，又能减少衣物磨损。

1 检测传感器

要对洗衣机进行控制，必须应用各种传感器不断地检测相关的状态，作为控制的依据。

1.1 布量和布质

1.1.1 布量检测

一般用动态的间接测量方法，通过检测电动机的负载来实现的，电动机的负载用电动机断电后的反电动势的大小以及波形来计量。

在桶内加衣服的同时，放少量的水至负载量检测水位，脉动器驱动电动机以0.3s开，0.7s关，总共32s重复进行工作。由于惯性的作用，当电源切断时，电动机还会继续旋转一段时间，此时，在电动机两端就产生感应电动势（反电动势）。当洗衣机内布量少时，搅拌轮停止得慢，而当布量多时，电动机较快就停止了。

根据电动机两端产生的感应电动势持续时间，就可测量布量的多少。将电动机两端产生的反向电压，经过波形整理，作为低压脉冲，输入微机，微机根据脉冲个数就可判定布量。洗涤物的量多时，脉冲数小；洗涤物的量少时，脉冲数变大。

1.1.2 布质检测

布质有棉制品与化纤织品及柔软布料与粗厚布料之分。在检测布量的基础上，把水放掉一点，同样用0.3s开、0.7s关的秒冲电压驱动电动机32s，记下脉冲数为N，若检测布量的脉冲数是M，那么根据N、M的值就可以判断布质料，棉制品越多，N、M的值越大，反之越小。

1.2 水位检测

不同的布量需要不同的水位，一般采用差动变压器式压力传感器来测量水位，如图1所示：

图1 压力传感器结构图

膜片两侧面存在压差时，膜片将弯向压力低的一侧，将压力转换为位移。当有水注入时，水压从输入口导入膜盒，膜盒在水压作用下，其自由端产生正比于被测压力的位移，继而推动衔铁移动，引起线圈电感量的变化而有电压输出，根据输出电压可判断水位的高度。

1.3 水温检测

洗衣时，提高水温可以提高洗涤效果，减少洗涤时间。水温可由半导体集成温度传感器来测量，集成式温度传感器在一块极小的半导体芯片上集成了敏感器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等单元。

1.4 水浑浊度检测

水浑浊度的检测可由红外光电对管来完成，把红外光电对管安装在排水阀的上方，红外LED发出的红外光经聚焦后，透过排水管的水柱被光敏管接收，接收的强度就反映了水的浑浊程度。

洗涤剂加入后，洗涤开始，污物溶解于水中，透明度下降，当透明度恒定时，认为衣物的污物已基本溶入水，洗涤程序可以结束，打开排水阀，脱水刚高速旋转，排水口在脱水时混杂着大量的紊流气泡，使光线散射。当光的透过率为恒值时，认为脱水过程完毕，然后再加清水漂洗，直到水质变清、无泡沫，透明度达到设定值，认为衣物已漂洗干净，经脱水后整个洗涤过程结束。

2 模糊控制

2.1 控制结构

利用检测布量、布质、水位、水温和水浑浊度等所得到的信息，进行分段评估计算，使其模糊化，再根据模糊规则进行推理，最后根据规则进行解模糊判决，以决定最适当的明确的水流、水位、洗涤时间、清洗时间以及脱水时间，模糊洗衣机的模糊推理框图如图2所示：

图2 模糊洗衣机的模糊推理框图

2.2 模糊规则

1.输入变量（分三级）

布量（负载）：多、中、少。

布质：棉制品多、棉和化纤制品各半、化纤制品多。

水温：偏高、中等、偏低。

2.输出变量（分四级）

水流强度：特强、强、中、弱。

洗涤时间：特长、长、中、短。

3.模糊规则

根据输入变量和输出变量，水流强度和洗涤时间的模糊控制规则如下表1所示：

表1 模糊控制规则

这种用传感器检测输入量的模糊控制全自动洗衣机在5℃时，比一般洗衣机可提高洗净度20%，避免了因衣物过度洗涤而受到损伤，或未能充分洗涤而不能去污，既节约时间又节约能源。

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Discussing of non - contact measuring motor speed sensors

Mao Min
(Shaanxi Institute of Technology,Xi’an 710300,china)

This paper discusses the judgment of the amount of cloth and cloth,water level,water temperature,dirty degree of input sensor in the application of fuzzy control in a washing machine,so as to realize the intelligent of the washing machine.

The sensor;Fuzzy control;Fully automatic washing machine

毛敏（1976—），女，陕西省西安市，陕西国防工业职业技术学院，硕士研究生。研究方向：电子信息