模糊控制电磁电饭煲控制系统的设计与实现

论文摘要

本课题所研究的是模糊控制电磁加热电饭煲的智能控制系统的设计与实现。课题来源于深圳和而泰智能控制股份有限公司的一个预研项目,主要着眼于电磁电饭煲具有智能、安全、高效、节能等优越性能,并且日益成为现代化的厨房中不可缺少的厨具,蕴藏着巨大的市场商机。本课题从理论分析的角度出发,对电磁感应加热原理和模糊控制理论进行了探讨。课题以电磁感应加热原理和模糊控制理论为基础,研究了电磁电饭煲的控制系统的设计与实现,主要包括硬件电路设计及其各部分电路的工作原理、软件设计及模糊控制理论的应用和电磁兼容性设计。硬件电路的设计主要包括单片机系统、开关电源、主谐振电路、IGBT控制电路、传感器检测电路、按键检测电路、液晶和LED显示电路以及各种报警保护电路等,并且具体分析了各部分电路的功能和工作原理。软件设计部分以模糊控制理论为基础设计了模糊控制器,实现了米量判断和温度模糊控制。根据煮饭专家提出的最佳煮饭的工艺过程曲线,首先通过模糊控制器来判断米量,然后根据米量来设定相应的煮饭加热工艺过程。在软件设计中,先论述了程序总体构架,然后具体分析了主程序、各个子程序以及中断服务程序的设计方法并给出了程序流程图。电磁兼容性设计中,首先分析了电磁干扰的来源,并且提出了克服电磁干扰的具体方法,改善了电磁电饭煲的电磁兼容性能。电磁电饭煲控制系统的设计涉及智能控制理论、电力电子、电磁感应加热、传感器测量等多个领域,与传统的电饭煲采用电热盘加热的方法相比有很多优越的性能,具有较高的研究价值和社会意义。该系统经过长时间运行测试,系统运行良好,性能稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外电磁感应加热技术应用现状及发展趋势
• 1.2.1 国内外电磁感应加热技术的应用现状
• 1.2.2 电磁感应加热技术的发展趋势
• 1.3 课题来源与研究的主要内容
• 第2章 电磁感应加热原理及其在电饭煲中的应用
• 2.1 电磁感应加热原理
• 2.1.1 电磁感应加热原理
• 2.1.2 电磁感应的三个效应
• 2.2 电磁电饭煲电磁感应加热电路的组成
• 2.3 电磁电饭煲主加热电路控制方案的选择及工作过程分析
• 2.3.1 电磁电饭煲主加热电路控制方案的选择
• 2.3.2 电磁电饭煲主加热电路及电压逆变电路工作过程分析
• 2.4 本章 小结
• 第3章 模糊控制理论及其在电磁电饭煲中的应用
• 3.1 模糊控制理论
• 3.1.1 模糊控制系统的基本组成
• 3.1.2 模糊控制器的结构及算法
• 3.2 模糊控制理论在电磁电饭煲中的应用
• 3.2.1 煮饭的加热温度工艺曲线
• 3.2.2 米量测定模糊推理
• 3.2.3 温度控制模糊推理
• 3.3 本章 小结
• 第4章 电磁电饭煲控制系统的硬件电路的设计
• 4.1 电磁电饭煲控制系统硬件电路整体性设计
• 4.2 MCU 系统设计
• 4.2.1 单片机MC9S08AW32 简介
• 4.2.2 单片机I/O 口资源分配
• 4.2.3 单片机电源、复位、晶振电路
• 4.3 显示电路和键盘扫描电路的设计
• 4.4 开关电源的设计
• 4.5 同步电路的设计
• 4.6 侧面和顶盖加热电路的设计
• 4.7 浪涌保护电路的设计
• 4.8 锅底、顶盖和IGBT 温度检测电路的设计
• 4.9 风扇驱动控制电路的设计
• 4.10 IGBT 控制电路的设计
• 4.11 本章 小结
• 第5章 电磁电饭煲控制系统的软件设计
• 5.1 集成开发环境 CodeWarrior IDE 6.0 介绍
• 5.2 程序总体架构设计
• 5.3 子程序的设计
• 5.3.1 煮饭子程序流程图
• 5.3.2 液晶显示子程序流程图
• 5.4 中断服务程序的设计
• 5.4.1 1ms 定时中断服务程序
• 5.4.2 PWM 输出信号程序
• 5.4.3 按键扫描程序流程图
• 5.5 软件抗干扰设计
• 5.6 本章 小结
• 第6章 实验结果与分析
• 6.1 煮饭实验结果与分析
• 6.2 电磁兼容性问题的分析与测试
• 6.2.1 电磁干扰源分析
• 6.2.2 抗电磁干扰设计
• 6.2.3 电磁兼容性能测试
• 6.3 本章 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢