摘要：介绍不用于电冰箱含糊操控技能研讨的测控开发试验渠道的体系组成和软件规划思维。该渠道对被研讨方针进行实时多路测度收集、显现、存储和实时含糊操控,并且能在线修正操控规矩,以获取电冰箱的最佳操控模型和参数。
关键词：开发渠道 测控体系 含糊操控 单片机
当工程师使用单片机开发家电的嵌入式微电脑含糊操控器时,操控规矩库的规划一开始首要依托专家的现有常识和经历以及被操控方针已有的测验数据。由此规划的操控质量难以即时得到验证,只要将单片机操控器通过装机运转测验,才干验证操控模型的有效性,有时甚至要改动单片机软件结构。而国外半导体公司推出的含糊操控开发工具(体系)虽然在言语变量和规矩的图形修正、离线模仿调试及方针单片机的汇编代码生成方面做得较好,但在实践使用时有许多不足之处、这样,用户在单片机选型时会遭到很大限制,对后续产品的系列开发晦气。为此,作者等人研发不适用于电冰箱的含糊操控技能使用 开发试验渠道及相应软件包。
1 测控开发渠道的体系组成及根本功用
1.1 测控开发渠道的体系组成
开发试验渠道选用主-从机散布式结构。整个体系的结构及使用组成如图1所示。
主机是飞跃586微机,使用软件包由面向方针的VB5程序规划言语完结,运转于Windows环境下。首要完结操控模型的言语办法输入、对实践丈量值的含糊化、含糊逻辑推理及反含糊化,再将求得的准确输出量通过RS232规范总线与从机进行数据通讯。
从机是以意-法半导体公司的高功能单片机ST62E32为中心的模仿输入丈量/输出操控单元,包含多路8bit温度收集、4路模仿开关量输入、6路功率操控输出、4路低压操控输出及与主机的RS232通讯接口,并有掉电状况回忆功用。从机的电路原理框图如图2所示。
温度感知模块首要对冷藏室、冰温室、菜室、冷冻室以及蒸发器、环境等方位进行多传感器散布,以对被测冰箱体系的运转和温度改变及散布状况做深化了解,提取能反映冰箱温度改变的特征。传感器选用功能安稳牢靠的高精度热敏电阻。
开关信号检测：检测冷藏室、冷冻室门的开关次数/频度;使用HT7044进行欠压检测、过零检测以及通讯状况的检测。
输出操控模块：通过UL2003驱动器及继电器操控压缩机、风机、电磁阀、风门等操控方针。
通讯接口模块：由MAXIM公司的RS232接口IC MAX202E及简略的外围阻容器材完结主、从机数据通讯。因为ST62E32单片机的UART的TX端口是反极性的(相关于规范的RS232通讯协议),因而,从机的发射信号应该进行一次反相。
1.2 开发渠道的首要功用
①用户通过灵敏的菜单界面,界说修正含糊操控器的前件、后件及其论域和根本的含糊操控规矩集。
②主机接纳从机发来的关于冰箱温度、开关等信息,通过剖析软件得到准确的操控量后再发回从机,对被测冰箱进行实时含糊操控,并对操控作用进行剖析点评,按必定的原则,自适应调整含糊变量的言语值,以期得到最佳参数。
③用户能够方便地用描绘言语在线修正含糊子集的数量和规矩库。
④实时显现温度丈量曲线、推理成果、点评成果以及有关的国标丈量参数(如冷冻才能、均匀贮藏温度等)并以文件格局存储。
⑤从机既可与主机联机通讯运转,又能够脱离主机独立运转操控冰箱。
2 软件规划
2.1 软件主控流程
主机的体系软件首要是从从机获取丈量信息并进行含糊逻辑推理、对从机操控以及对操控成果进行点评,见图3。
从机首要对冰箱的物理量进行丈量并传递给主机,一起取得主机的操控指令以对方针实时操控,流程图见图4。
2.2 含糊操控算法的规划
主机软件中的含糊操控模块针对需求开发的不同类型的冰箱选用不同的操控算法,由主菜单挑选。下面以风冷冰箱的冷藏室风门操控为例进行阐明。当一款新式风冷冰箱样机研发好后,通过渠道的主菜单挑选操控算法,以确认较佳的含糊算法,并将各种参数提供给单片机操控器。算法挑选如下：
前件选用当时食物温度与设定值的温差ΔT,其言语值取为大(H)、中(M)、低(L)(即三个含糊子集);温差ΔT的改变率为dΔT,其言语值为快(Fd)、中(Md)、慢(Sd);环境温度为TAM,其言语值取为太高(HT)、高(H)、低(L)、太低(TL);后件是风门开度巨细,以FMKB表明,其言语值取为大(FH)、较大(FMH)、中(FM)、较小(FML)、小(FL)。各言语变量的从属函数首要选用梯形和三解形从属函数。对某一环温下的操控规矩表见表 1。
表1 风门的含糊操控规矩表
ΔT
dΔT H M L Fd FH FMH FM Md FMH FM FML Sd FM FML FL
依据环温的改变对含糊规矩进行分块平移处理。
2.3 开放式软件接口模块的规划
关于新的冰箱,当需求全新的操控算法时,操控规划人员能够自行规划适宜的新算法,通过体系编译,以函数的方式(接口传递参数已预界说)由主程序调用(通过主菜单挑选),然后极大地增加了渠道的操控灵敏性。
2.4 功能点评原则
为了能对每次规划的操控模型的实践操控作用给出较客观的点评,引入了间隔迫临函数：
T0为抱负的温度设定值,DT(i)为操控模型第i次规划后的实践操控的温度成果与T0的差值通过N次试验样本的算术均匀值,j=1,2,…N。DT(i)越小,阐明操控模型的质量越好,这也正是咱们期望得到的。
作者在研发开发BCD241D电控冰箱、BCD-278F大容积直冷式变频含糊操控电冰箱时,就使用了这一开发渠道,很快地获取了较合理的含糊操控规矩以及各种参数,与单纯地重复修正单片机汇编代码进行测验的办法比较,极大地缩短了开发周期。
