電冰箱模糊測控開發(fā)平臺的實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹不用于電冰箱模糊控制技術(shù)研究的測控開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺的系統(tǒng)組成和軟件設(shè)計(jì)思想。該平臺對被研究對象進(jìn)行實(shí)時(shí)多路測度采集、顯示、存儲和實(shí)時(shí)模糊控制,并且能在線修改控制規(guī)則,以獲取電冰箱的最佳控制模型和參數(shù)。
關(guān)鍵詞：開發(fā)平臺 測控系統(tǒng) 模糊控制 單片機(jī)
當(dāng)工程師利用單片機(jī)開發(fā)家電的嵌入式微電腦模糊控制器時(shí),控制規(guī)則庫的設(shè)計(jì)一開始主要依靠專家的現(xiàn)有知識和經(jīng)驗(yàn)以及被控制對象已有的測試數(shù)據(jù)。由此設(shè)計(jì)的控制品質(zhì)難以即時(shí)得到驗(yàn)證,只有將單片機(jī)控制器通過裝機(jī)運(yùn)行測試,才能驗(yàn)證控制模型的有效性,有時(shí)甚至要改動單片機(jī)軟件結(jié)構(gòu)。而國外半導(dǎo)體公司推出的模糊控制開發(fā)工具（系統(tǒng)）雖然在語言變量和規(guī)則的圖形編輯、離線模擬調(diào)試及目標(biāo)單片機(jī)的匯編代碼生成方面做得較好,但在實(shí)際使用時(shí)有許多不足之處、這樣,用戶在單片機(jī)選型時(shí)會受到很大局限,對后續(xù)產(chǎn)品的系列開發(fā)不利。為此,作者等人研制不適用于電冰箱的模糊控制技術(shù)應(yīng)用 開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺及相應(yīng)軟件包。
1 測控開發(fā)平臺的系統(tǒng)組成及基本功能
1.1 測控開發(fā)平臺的系統(tǒng)組成
開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺采用主-從機(jī)分布式結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用組成如圖1所示。
主機(jī)是奔騰586微機(jī),應(yīng)用軟件包由面向?qū)ο蟮?b>VB5程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn),運(yùn)行于Windows環(huán)境下。主要完成控制模型的語言方式輸入、對實(shí)際測量值的模糊化、模糊邏輯推理及反模糊化,再將求得的精確輸出量通過RS232標(biāo)準(zhǔn)總線與從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
從機(jī)是以意-法半導(dǎo)體公司的高性能單片機(jī)ST62E32為核心的模擬輸入測量/輸出控制單元,包括多路8bit溫度采集、4路模擬開關(guān)量輸入、6路功率控制輸出、4路低壓控制輸出及與主機(jī)的RS232通信接口,并有掉電狀態(tài)記憶功能。從機(jī)的電路原理框圖如圖2所示。
溫度感知模塊主要對冷藏室、冰溫室、菜室、冷凍室以及蒸發(fā)器、環(huán)境等位置進(jìn)行多傳感器分布,以對被測冰箱系統(tǒng)的運(yùn)行和溫度變化及分布情況做深入了解,提取能反映冰箱溫度變化的特征。傳感器采用性能穩(wěn)定可靠的高精度熱敏電阻。
開關(guān)信號檢測：檢測冷藏室、冷凍室門的開關(guān)次數(shù)/頻度;利用HT7044進(jìn)行欠壓檢測、過零檢測以及通訊狀態(tài)的檢測。
輸出控制模塊：通過UL2003驅(qū)動器及繼電器控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、電磁閥、風(fēng)門等控制對象。
通訊接口模塊：由MAXIM公司的RS232接口ICMAX202E及簡單的外圍阻容器件實(shí)現(xiàn)主、從機(jī)數(shù)據(jù)通訊。由于ST62E32單片機(jī)的UART的TX端口是反極性的（相對于標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊協(xié)議）,因此,從機(jī)的發(fā)射信號應(yīng)該進(jìn)行一次反相。
1.2 開發(fā)平臺的主要功能
①用戶通過靈活的菜單界面,定義編輯模糊控制器的前件、后件及其論域和基本的模糊控制規(guī)則集。
