1、衣服纤维基本上可以分成棉质和化纤两大类。对于棉质衣服，污秽通常不仅会沾在纤维的表面，而且会进入到每一根纤维的内部，所以洗涤较为困难。由棉质和化纤混纺的衣服，则其洗涤的困难啊程序介于棉质和化纤相互之间。2.水分水本身是一种洗涤剂，它有除污的功能。一般而言，水容易去除水溶性的污秽。但是，由于水存在表面张力大、不能分解油脂类污秽等缺点，所以，对非水溶性的污秽往往无能为力。水的洗涤能力和水温有很大的关系，在水温高时，洗涤能力会提高。水温和水的洗涤能力的关系如图2-1所示。 从图中可以看出：水温在5时，洗涤能力较低；而当水温在25时洗净能力指数上升率较快；水温从25升到40时，洗净力进一步提高，但洗净力
2、的上升率较低。这段曲线说明，水温和洗净能力之间是非线性的关系。3.洗衣机的性能除掉污渍，单纯依靠优质的洗涤剂是无法实现的，因为静止的洗涤剂不能产生良好而有效的除污效果。洗衣机对衣服输出的能量大，对洗除污渍有很多大的作用。但是，另一方面，会在某种程度上造成衣物的损伤。因此，要产生良好的洗涤效果而又不损伤衣物，就要视衣物的数量、质地来确定洗衣机的输出量。2.2洗涤方式 浸渍在洗涤剂的化学作用下可以从衣物上脱离，故将衣物浸泡一段时间后，洗涤时会洗的更轻松一些，而且洗的更加干净。具有浸泡功能的洗涤方式为：预备洗涤搅拌浸泡（静止浸泡一段时间，搅拌。如此循环）洗涤搅拌。这种浸泡洗涤方式能有效地提高洗净比。
3、1.运动浸泡洗涤方式运动浸泡洗涤方式为：预备洗涤搅拌运动浸泡，即采用独特的运动浸泡水流。浸泡时间一般为30min。为了提高洗涤的效果，在洗涤剂中都添加了酶成分。酶是一种催化剂，其作用是促进有机物的分解、合成以及氧化还原等多种化学反应的进行，从而促进衣物上各类污渍尽快脱离，提高洗净比。“运动浸泡”洗涤方式的优点在于充分发挥课洗涤剂中酶的作用，采用特殊的“运动浸泡促酶”水流，将衣物上的污渍分解掉，进而使洗涤过程柔和而彻底，这样就大幅度提高饿洗净比，同时又减少了洗涤时对衣物的磨损。图2-2所示为静止浸泡后再洗涤、浸泡洗涤与运动浸泡洗涤三种方式的洗净度对比。 在图2-2中有四条曲线：曲线1是运动浸泡洗
4、涤情况；曲线2是浸泡洗涤情况；曲线3是静止浸泡洗涤情况；曲线4是直接洗涤情况。2.二步洗涤方式洗涤液的浓度与洗净比有很大的关系。一般来说，用洗衣机洗涤时洗涤剂的用量好喝洗涤的浓度配比如下：（1）一般合成洗涤剂，水量30L需40g,浓度比大致0.133；（2）浓缩合成剂，水量30L需25g,浓度比为0.083；（3）新型超浓缩洗涤剂，水量30L需20g，浓度比为0.067；洗涤时洗涤液的浓度（使用一般合成洗涤剂）与洗净比的关系如图2-3所示。从图2-3可知，提高洗涤液的浓度可以提高洗净比，但是，洗涤液的浓度过高，不仅不会使相对洗净比有明显增加，反而还会造成漂洗时不易漂洗干净，增加水耗、电耗。采用
5、二步洗涤方式即可很好的解决这个问题。3模糊洗衣机控制系统电路模糊洗衣机控制系统是以单片机位核心进行控制的电路。在模糊洗衣机中，所有模糊推理、模糊变换、模糊化、反模糊话等都是通过软件实现的。单片机内部不但存放了模糊控制软件，而且还执行这些软件。模糊控制实质上是通过单片机的软硬件以及一些外部电路结合起来实现的。模糊控制洗衣机控制电路如图3-1所示。它是以单片机MC68HC05SR3为核心的一个控制电路，也是一个模糊洗衣机的完整控制电路。图3-1模糊洗衣机控制电路3.1电源电路电源电路由变压器TF、桥式整流器、滤波电容和集成稳压电路7805组成。电源电路中还有二极管D1，它的作用于隔离滤波电容与桥式
6、整流电路，以便进行过零检测。7805输出的+V电压和交流电源的一端相接，以组成双向晶闸管的直接触发电路。3.2洗衣机的状态检测电路状态检测电路一共有个。它们分别是内桶平衡检测电路、衣质衣量检测电路、过零检测电路、电源电压检测电路、温度检测电路、水位检测电路和浑浊度检测电路。1内桶平衡电路 由平衡开关K和电阻R35组成，它用于检测内桶运行时的状态是否平衡稳定。2衣质衣量检测电路 由电机M、二极管D4、D5电阻R21，以及光敏三极管T9和反相器7404组成。其中D4是发光二极管，它和T9组成光电耦合管，用于隔离交直流信号以及产行质和衣量信号。3过零检测电路由电机R1,R2，晶体管Tr和反相器740
7、4组成。当桥式整流器产生全波整流信号输出时，则马上通过R1送到晶体管Tr基极，当整流信号为正是地，则Tr导通，整流信号为零时，则Tr截止，Tr截止，Tr输出的信号再由7404反相之后送到单片机MC6805R3的INT端。很明显，蛤要电源过零就会产生中断请求信号。4电源电压检测电路由整流二极管D，滤波电容C和调整电位器W1组成。由于D2只是进行半波整流，所以，当电源下降时，电位器W的抽头也会较灵敏反映电源下降的情况。电源电压的变化情况由MC6805R3的AN0端才检测。5温度检测电路由MTS102、LM358和有关电阻电容组成。其中MTS102是温检测器，第一级LM358用作阻抗隔离器，第二级L
8、M358用作放大器。检测结果送入到MC6805R3的AN1端。6水位检测由电位器W3和相应的机械部件组成，当水位变化时会使W3的中心抽头产生位移，帮送入到MC6805R3的AN2端的信号大小也产生变化。7浑浊度检测电路由红处发光二极管D3和红外接收管Tr3和有关电阻组成，被检测的水从D3和Tr3之间流过，不同浑浊度的水从中流过时，使红外信号的强弱变化不同，帮送到MC6805R3的AN3端的信号大小反映了衣服的肮脏程度。3.3显示电路显示电路由晶体管TR10,TR11,TR12,TR13,发光二极管D6D12,7段发光二极管显示器;LED1,LED2,LED3和相应的电阻组成.其中晶体管TR10
9、TR13是作为扫描开关管,用于选择D6D7,LED1,LED2或LED3;而LED1LED3用于显示定时时间;D6D7用于显示洗衣机的现行工作状态。3.4输出电路输出控制电路时由触发电路和对应得晶闸管TR1TR5一共5路组成。每个触发电路包括一个晶体管和相关的电阻。每个触发电路都由PC口的一个I/O端口控制。PC3端口控制的触发电路用于触发晶体管TR5，这个晶闸管是排水阀L2的电源开关。当晶闸管TR5导通时，排水阀L2通电，是洗衣机排水。PC4端口控制的触发电路用于触发晶闸管TR4，他是进水阀L1的电源开关。当晶闸管TR4导通时，排水阀通电，洗衣机执行进水。PC5端口通过触发电路对晶闸管TR3
10、进行控制。和晶闸管想连接的是洗涤剂投入电机M1。当晶闸管TR3导通时，电机M1通电旋转，洗涤剂被挤入洗衣机中。PC6端口和PC7端口以及相应的触发电路分别控制晶闸管TR2和TR1.它们都是用于控制洗衣机的主电机，这个电机也是洗衣桶中的搅拌电机。PC6和PC7端口的输出信号只能为“00”、“01”、“10”三种，不允许为“11”，即PC6和PC7不能同时为高电平。当PC6、PC7状态为“00”时，主机不动；当PC6、PC7状态为“01”时，主电机往一个特定的方向旋转；当PC6、PC7状态为“10”时，主电机往反方向旋转。也就是说，PC6、PC7是主电机德尔正反方向控制端口。所有的双向晶闸管都工作
11、在第2、3象限，采用负触发方式，故而在电路中双向晶闸管MT1极接到单片机电源5V。当PC端口输出的是高电平时，端口连接的晶体管就会导通，对应双向晶闸管的门极G接地，从而触发晶闸管导通。3.5按键及报警电路控制电路中有是洗衣机全自动工作的起停按键；是功能选择按键，用于选择洗衣机的工作状态。3.6单片微型机MC68HC05SR3Motorola公司的单片机MC68HC05SR3由HCMOS工艺制成，是一种价格低廉的单片微型机。这种8位单片机内含有振荡器、CPU、RAM、ROM、并行I/O端口、定时器和A/D转换器。并行I/O端口有10mA的灌入和拉出电流能力，可以直接驱动LED发光二极管等需较大电
12、流的器件。MC68HC05SR3的特性主要有如下特点：18位结构；2引脚与MC6805R3兼容；3有stop、wait省电方式；43840B的用户ROM（MC68HC05SR3是带加密位的3840B的EPROM型单片机）；5192B的RAM（堆栈有64B）；632个双向I/O口（接通电源时PD5PD0为A/D输入）；78位定时器，带有7位预定标器（同MC6805R3）；8片内晶振电路，RC振荡方式下有片内电容；9二次软件可编程外部中断引线；10端口B有直接驱动LED的能力；11端口A、B、C口有可编程上拉电阻；124通道8位A/D转换器；13低电压复位功能；14、内部有100k上拉电阻；15单
13、片工作、自检以及扩展检验方式；16有40引脚DIP、42引脚SDIP和44引脚QFP几种封装方式。4洗衣机物理量检测洗衣机在洗衣过程中起到决定作用的物理量有布质，布量，浑浊度，水温等四种。这些物理量都需要采用一定的方法检测出来，并且转换成单片机MC6805R3能接受的形式送入单片机中，才能进行处理和执行模糊推理。4.1浑浊度的检测义务的脏度，和洗净程度等都要需要检测，以便惊醒工作过程的整定和控制。浑浊度的检测是采用红外光电传感器来完成的。利用红外线在水中的透光率和时间的关系，通过模糊推理，以得出检测的结果，而这个结果就可以用于控制推理。图4-1浑浊度检测原理浑浊度检测器的结构和安装情况如图4-
14、1所示。红外线发射管和红外接收管分别安装在排水管的两侧；在红外发射管中通过定量的稳定电流，使红外线以一定的强度系去昂外发射。红外线穿透排水管中的水，并传送到红外接收管中。当水浑浊程度不同时，红外线穿透水的程度也有所不同。这样，红外接收管所收到的红外线强度就反映了水的浑浊程度。在图4-1中，（a）（b）（c）分别表示浑浊度检测原理的有关情况。图4-1（a）给出的是浑浊度检测器在排水管两侧的安装示意图，在排水阀关闭时，则红外发射管和接收管说对应的排水管中的水和洗衣桶中的水相连，并感应了水的浑浊度。图4-1（b）表示水较浑浊时红外线透光率的情况。图4-1（c）表示水较净透光率高的情况。按照红外线管所
15、接收到的红外线强度，则可以相应得出水的浑浊度。通过大量的不同实验情况，从而得到在不同的洗涤过程中水的浑浊情况，影响水的浑浊度的有关因素，以及水的红外透光率的变化情况之间的关系。这种关系如图4-2（a）所示。图4-2透光率和有关因素在图4-2中，给出了洗涤过程，轻重不同污垢程度的义务洗涤时有关过程，不同类型污垢，不同洗涤剂时的透光率情况。在图4-2（a）中给出了洗涤开始到漂洗结束的整个过程透光率的变化曲线。从曲线看出，随着洗涤的开始，义务中的污垢物溶解于水，使透光率下降；同时随着洗涤剂的投入，义务中的污垢进一步溶解和脱落于水，故透光率进一步下降；并到达一个最低值；然后，随着漂洗的进行，义务变干净
16、，水质也变清，从而使红外透光率渐渐升高，最后达到初始值。一般而言，当透光率再次达到初始值时，说摩纳哥义务洗涤干净，这是可以停止漂洗。图4-2（b）表示了衣物轻度污脏时，进行洗涤时红外线透光率的变化曲线。重污时，透光率较差；轻污时，透光率较高；利用这种特别可以判别衣物的污脏程度。图4-2（c）表示了衣物的污脏性质。油污时透光率较高，泥污时透光率较低。图4-2（d）表示了洗涤剂的类型。液体洗涤剂透光率较高，粉剂洗涤剂透光率较低。按图4-2给出了透光率曲线，就可以根据洗衣机中水的透光率来判别衣物的污脏程度，污脏性质以及洗涤剂的种类。从而可以按此去进行洗涤过程的控制。4.2布量和布质的检测布量和布质的
17、检测是在洗涤之前进行的。在水位为一定的时候，布量和布质的不同就会产生不同的布阻抗。通过给定一定的水位，然后在这个给定水位的条件下使主电机进行间断旋转，则不同布阻抗就会使主电机制动的性能不同，利用主电机在不同布阻抗时的制动特性就可以推断出布质和布量。图4-3布量布质的布阻抗从图4-3中可知,硬质布和软质的布阻有较大的区别在布量相同时，硬质布的布阻抗比软质布的高在布质为kg时,硬质布的布阻抗较高,软质布的布阻较低.一般而言,在布量相同时,硬质布的阻抗约比软质布高一倍.在进行布质和布量检测时,首先注入一定的水位,然后启动主电动机旋转,接着断电让主电动机以惯性继续运转直到停止.在主电机断电的时间内,由
18、于主电机的惯性,所以它处于发电机的状态,并且会产生感应电势输出.随着布阻抗的大小不同,主电机处于发电机的状态时间长短不同.当然,主电机发电时间长,布阻抗就小,主电机发电时间就短,布阻抗就高。4.3水温检测水温检测由温度检测器MTS102执行.由于MTS102有线性度好,对温度敏感等特点,故采用它对常温检测有较大的优点.在电路中,采用二个运算放大器对MTA102的输出信号进行处理,一个用于隔离阻抗,一个用于信号的放大.着个电路结构如图1的AN1端所接的电路.水温一般为440度;在一些特殊的洗衣机中有时会加入热水,则水温较高.但水温不会超过60度.因为水的温度太高对衣服有很大的影响。5模糊洗衣机的
19、模糊推理及控制软件 在模糊洗衣机中，浑浊度，布质，布量等都是通过对现行状态的检测，在通过模糊推理得出的在模糊推理中，需要考虑推理的前件和后件，也就是推理的输入条件和输出结果在模糊洗衣机中，主要是考虑布质，布量，水温和肮脏程度着几个条件，而从这些条件求取水位，洗涤时间和水流，漂洗方式和脱水时间等故而，模糊洗衣机的推理如图5-1所示。图5-1模糊洗衣机的模糊推理在模糊洗衣机中,布质和布量是无法通过物理传感器测出的;所以,它们的求取都是采用间接的方法.布质，布量和洗涤的过程有很大的关系.从一般人们的经验知道,布质是绵质,则洗涤会困难一些;布质如果是化学纤维,则困难会小一些.布量多一些,则洗涤过程要长
20、一些,反之短一些.所以,除了肮脏度之外,模糊推理还考虑布质和布量.从图5-1中可以看出,模糊洗衣机是一个多输入多输出的模糊推理和控制系统.在实际中,模糊推理的前件和后件之间的相关关系对于不同的因素而有所不同. 例如，肮脏程度和水温可以确定洗涤剂投放的量剂和洗涤时间，而布量、布质等可以确定水位和水流、脱水时间等。因此，在推理中把有关前件和后件进行处理。这种处理分成主要因素推理和顺序因素推理两种。通过这两种推理处理，不但使推理变得较为简单，而且可以在众多因素中清晰的区别出连锁关系的因素。考虑到洗衣过程中的两种情况，一种是静态的，即洗涤剂浓度；另一种是动态的，即洗衣水流及时间。故而推理分两大部分，这
21、也就是洗涤剂浓度推理和洗衣推理。在洗涤剂浓度推理中，其规则如下：如果浑浊度高，则洗涤剂投入量大；如果浑浊度偏高，则洗涤剂投入量偏大；如果浑浊度低，则洗涤剂投入量小；在洗衣推理中，推理规则如下：如果布量少，布质以化纤偏多，而且水温高；则水流为特弱，洗涤时间特短；如果布量多，布质以棉布偏多，而且水温低；则吧水流定义为特弱，洗涤时间定为特长；则把水流定为特弱，洗涤时间定为特长；洗衣推理如表1所示：表1洗衣机的模糊推理他给出了洗衣机推理的所有规则。很明显这些规则的前见有三个因素，后件有两个因素。故它们也是一种多输入多输出的推理。对于输入量，即前件，各个因素的模糊量定义不同。布量的模糊量为多中少；水温的
22、模糊量为高中低；而布质的模糊量为棉布偏多，棉布化纤各半，化纤偏多；而输出量，即后件中，水流的模糊量取特强，强，中，弱，特弱；时间的模糊量取特长，长，中，短，特短；在上述的模糊量中，各自的隶属函数都不同。水温，布质和时间的模糊量如图5-2所示。图5-2水温、布量和时间的模糊量在图5-2中，水温的模糊量是采用梯形隶属函数的；同样，布量的模糊量也是用梯形隶属函数；对于时间而言，其模糊量则是采用三角形隶属函数。在模糊推理中，模糊量的其范围选取起到很大的作用，而其形状所起的作用和范围相比就小的很多。不过，从模糊逻辑的角度讲，梯形隶属函数在推理中对特定的元素做得到的隶属度就会较多的机会为1或者较大；而三角
23、形隶属函数的隶属度就会较小。对于主要因素推理和顺序因素推理这两种推理，它们之间是有这隐含的推理关系的。主要因素推理是以采用人的思维中的主要因素起到决定作用原理执行的。在这种原理中，抛弃各种次要因素，以见米欧那个的形式产生因素少的推理规则，便于进行处理。顺序因素推理则是把前一种推理的结果作为本次推理的前件，从而推理出新的结果。在洗衣机中，如果考虑浑浊度，洗涤剂投入量，水流，洗涤时间等因素的推理。作为主要因素推理显然有：如果浑浊度搞，洗涤剂投入量大；.而在表1中也看出另一种主要因素推理有：如果布量多，布质以棉布偏多；而且水温高；则水流为强，洗涤时间为中；.但实际上，洗涤投入量大时，要求洗涤时间较长
24、才能较长才能洗的干净。故还需考虑顺序因素推理：如果洗涤剂投入量大，则洗涤时间长；如果洗涤剂投入量中，则洗涤时间中；当顺序推理和主要因素推理推出的某一个后件因素的隶属度不同时，则采用Max原则处理；而得到某个后件的模糊量不同时，则采用大者优先的原则处理。5.1布量的检测和推理在模糊洗衣机推理中,布量的检测和判定是一个极其重要的功能,它对洗涤过程有极大的影响.在检测电路中,布量是通过是通过对洗衣机停电时其电机的惯性转动来判定的,通常检测的就是洗衣机在被洗衣物时,进行恒定转动后在停机,随后检测出电机惯性转动时的产生的发电机效应的电压周波数;并以这个周波去判定布量的多少.检测电路对洗衣机电机惯性转动产
25、生的电压周波进行门槛鉴别和整形和产生脉冲信号,单片机就是根据这些脉冲数来判别布量的多少,检测出的脉冲数和布量的关系如图5-3所示.从图可以看出,她们的关系上有一定的线性关系;且脉冲数多,则布量少,反之亦然.图5-3脉冲数和布量的关系实际中,由于洗衣机的生产工艺,使用时间,使用环境等因数上有很大的不同所以不容易保证洗衣机的性能和工作完全一致.所以是无法用一个简单的线性方程表示脉冲数和布量的关系.因此,布量的判断还需要进行模糊推理.在模糊推理中,对脉冲数和布量分别取5种模糊量.脉冲数取很多（）.中多中小（）.它们的隶属函数如图5-4所示. 图5-4布量与脉冲数模糊量根据布量和脉冲数所取的模糊量,则
26、可以的到模糊推理如下:If m=VL then w=SIf m=ML then w=MSIf m=M then w=MIf m=MM then w=MBIf m=VM then w=B在实际中,一旦检测出脉冲数,则可以从对于的模糊量和模糊规则,采用Max-Min推理原则最后推断出布量.并吧推断出的布量用于进行洗涤过程的推理。5.2布质的检测和推理布质分为化学纤维,化学纤维和棉混纺,软质棉布,硬质棉布4个不同的质地。在进行布质检测时,其检测原理和布量检测一样;不过布质检测的进水较多,因为要考虑布对水的吸收情况.在布质检测时,洗衣机先执行进水操作,这时洗衣机所进的水是比布量识别要多.友谊进水较多,
27、所以电机在停电之后的只动性比较强;检测电路得脉冲数也较少.在布质检测和布质检测时，不同布质所得到的脉冲数如图5-5所示。从图中可知，两种过程中说得的脉冲数差值化学纤维最小，混纺纤维居中，棉布最大。用P1表示布量检测时的脉冲数，P2表示布质检测时的脉冲数，只有脉冲数差值P0；P0=P1-P2考虑脉冲差P0的模糊量可以取“大”、“中”、“小”这三种。图5-5布量、布质和检测脉冲数所得的脉冲差模糊量如图5-6所示。图5-6 脉冲差和布质模糊量对于布质，从布的结构来说，从纯化学纤维开始，混纺纤维中化学纤维和棉纤维的比例从多到少，最后过度到纯棉纤维。这种布置分布情况可以取三种模糊量，即化学纤维，混纺纤维，棉纤维。这些模糊量也如图5-6所示。根据脉冲差P0和布质模糊量，可以得到脉冲差P0和布质Q之间的推理了规则；If P0=S then Q=CH If P0=M then Q=MIX If P0=L then Q=COT对上述推理规则采用Max-Min原则,采到的结果进行反复模糊化.绵质的布料有多种纺织品,它们的软硬程度都不同.所以,洗涤的过程也不尽相同.棉质检测的时候,利用脉冲差识别出
