一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋及方法
【專利摘要】本發明公開了一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋及方法，包括依次連接的PC機、USB加載模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連接，所述控制器由單片機、溫度采集模塊及繼電器模塊構成，工作時，USB加載模塊與PC機通信實現個性化菜單的加載；控制器通過溫度采集模塊以及繼電器控制模塊實現對電壓力鍋的模糊控制，使實際加熱曲線貼近理想曲線。
【專利說明】-種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋及方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電壓力鍋，特別涉及一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力 鍋及方法。

【背景技術】
[0002] 智能化的概念已經逐步滲透到各個領域，家電行業也不能例外，隨著計算能力的 不斷增加，消費者對傳統家電提出了更高的要求。在我國居民主要以米飯等糧食為主食的 大環境下，電壓力鍋作為典型的家電代表，在家庭中扮演著舉足輕重的角色。傳統的電壓力 鍋受限于傳統邏輯電路，只能提高單一模式的煮飯功能，且工作過程以單一功率運作，無法 滿足不同烹煮環節中米飯對功率的不同需求，無法保證米飯質量，其單一的功能也局限了 電壓力鍋的工作能力。而隨后出現的以單片機為核心的新型電壓力鍋快速占領電壓力鍋市 場，此類電壓力鍋增加了多種烹調模式，增加了利用電壓力鍋烹調類型的可選擇性，擴大了 電壓力鍋的使用區間。但是，此類電壓力鍋也有其不足方面：
[0003] 1、實際加熱過程不可控
[0004] 此類電壓力鍋工作過程中，遵循設計好的溫度函數加熱，當到達一定溫度后即通 過溫控開關切換到保溫模式，整個過程中無法保證所設定功能曲線的實現，影響烹調質量。
[0005] 2、保溫模式單一
[0006] 新型電壓力鍋提供了多種烹調模式，但對所有烹調模式采取同一保溫模式，即在 同一溫度下保溫，這將導致保溫情況下烹調物質量的下降。
[0007] 3、擴展性欠佳
[0008] 新型電壓力鍋雖然提供多種烹調模式，但加熱程序已封裝到單片機中，也就是說 加熱模式已固定。顯然此類電壓力鍋無法滿足用戶對不同食物采取不同加熱過程的需求， 即無法在原基礎上加入新的烹調模式，進而無法滿足用戶個性化烹調的需求。


【發明內容】

[0009] 為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種滿足個性化烹調需求的模 糊控制電壓力鍋及方法。
[0010] 本發明可通過加載不同的加熱曲線實現對不同食物進行個性化烹調的需求，采取 模糊控制實現過程的實時控制。
[0011] 本發明采用如下技術方案：
[0012] 一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋，包括依次連接的PC機、USB加載 模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連接，所述控 制器由單片機、溫度采集模塊及繼電器模塊構成。
[0013] 所述溫度采集模塊包括熱電偶及AD/DA轉換芯片。
[0014] 所述繼電器模塊由74HC14芯片、LN2003D芯片以及繼電器構成。
[0015] 所述USB加載模塊包括供電電路及H)IUSBD 12芯片。
[0016] 一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋的控制方法，所述單片機采用模糊 邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實現加熱曲線與理想曲線擬合，具體步驟 包括：
[0017] 電壓力鍋程序初始化后，采集初始溫度，并開始滿功率運行t分鐘，采集t分鐘內 的溫度變化率，通過初始溫度及溫度變化率進行模糊推理得到物量的多少，進一步確定加 熱的初始功率；
[0018] 烹飪過程中，采用模糊控制來實現實際加熱曲線與目標加熱曲線充分擬合的要 求，即通過溫度差及溫度變化率的采集進行模糊推理，調整下一時刻的功率，進而實現加熱 曲線的控制；
[0019] 所述目標加熱曲線由USB加載模塊由PC機下載獲得。
[0020] 在加熱曲線中加入保溫曲線，進而實現不同的保溫模式。
[0021] 所述模糊推理控制采用模糊查表法實現。
[0022] 烹飪過程中，溫度采集時間1秒，采集時間間隔為5-10秒。
[0023] 本發明的有益效果：
[0024] (1)利用模糊算法提供實際加熱曲線與目標加熱曲線的擬合度；
[0025] (2)在加熱曲線中加入保溫曲線，實現不同保溫模式；
[0026] (3)用戶可通過USB通信與PC機連接實現個性化菜單的加載；
[0027] (4)采取控制占空比的方式調節加熱功率，結構簡單，對比其他方式能耗低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明的電路框圖；
[0029] 圖2為本發明的工作流程圖；
[0030] 圖3為本發明的USB加載模塊電路圖；
[0031] 圖4為本發明的控制器電路圖。

【具體實施方式】
[0032] 下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不 限于此。
[0033] 實施例
[0034] 如圖1所示，一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋，包括依次連接的USB 加載模塊、控制器和電壓力鍋；所述USB加載模塊的另一端與PC機連接，用戶通過PC機下 載或訂制好烹飪加熱曲線，然后通過USB加載模塊實現與電壓力鍋的通信，實現電壓力鍋 菜單，即目標加熱曲線和物量推理邏輯表的更新；所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分 別與市電連接；所述USB加載模塊、控制模塊、電壓力鍋接公用地端。工作時，市電為電壓力 鍋供電，主體電路將電壓加載在電壓力鍋發熱盤兩端，市電通過變壓整流為USB加載模塊 與控制器供電。工作過程中，控制器通過溫度采集模塊實時采集溫度，實現對電壓力鍋主體 的模糊控制，進而使實際加熱曲線與理想加熱曲線擬合。
[0035] 如圖2所示，控制器包括單片機、溫度采集模塊及繼電器模塊，所述單片機采用模 糊邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實現加熱曲線與理想曲線擬合，模糊控 制采取主要包括兩部分：物量的模糊控制和加熱功率的模糊控制，具體步驟如下：
[0036] 電壓力鍋初始化后，采集初始溫度，一般為室溫，初始狀態下采取滿功率加熱1分 鐘，具體時間可根據實際情況確定，通過初始溫度、1分鐘后溫度變化率，采用模糊邏輯運算 推理出電壓力鍋中物量的多少，確定初始加熱功率；
[0037] 加熱過程中，采用模糊控制來實現實際加熱曲線與目標加熱曲線充分擬合的要 求，即通過溫度及溫度變化率的采集進行模糊推理，調整下一時刻的功率，進而實現加熱曲 線的控制，一般溫度采集時間為1S，采集時間間隔為5-10S。
[0038] 過程中所述的模糊推理控制都是采用模糊查表法實現的。
[0039] 如圖3所示，USB加載模塊由供電電路、PDIUSBD12芯片以及外圍電路構成。USB 總線上的傳輸數據以包為基本單位，一個包被分成不同的域。根據不同類型的包，所包 含的域是不一樣的。但是不同的包都要以同步域開始，緊跟著一個包標識符PID(Packet Identifier)，最終以包結束符E0P(End Of Packet)來結束這個包。USB協議中規定了 4類 包，分別是：啟動一次傳輸的令牌包、傳輸數據的數據包、確認傳輸的握手包和特殊包。按照 一定關系把包組織成事務（transaction)就能傳輸數據。此模塊可實現電壓力鍋與PC機 的通信，實現菜單的更新
[0040] 如圖4所示，所述控制器由單片機、溫度采集模塊以及繼電器模塊構成。所述溫 度采集模塊通過熱電偶采集電壓力鍋中的實時溫度，并通過AD轉換編程數字信號進入單 片機中，單片機通過模糊邏輯推理，輸出功率控制信號；輸出功率信號通過74HC14芯片與 LN2003D芯片所組成的電路，對繼電器的控制，進而控制通電的占空比，從而實現功率的控 制。
[0041] 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受所述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種滿足個性化烹調需求的模糊控制電壓力鍋，其特征在于，包括依次連接的PC 機、USB加載模塊、控制器及電壓力鍋，所述電壓力鍋、控制器及USB加載模塊分別與市電連 接，所述控制器由單片機、溫度采集模塊及繼電器模塊構成。
2. 根據權利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述溫度采集模塊包括熱電偶及AD/ DA轉換芯片。
3. 根據權利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述繼電器模塊由74HC14芯片、 LN2003D芯片以及繼電器構成。
4. 根據權利要求1所述的電壓力鍋，其特征在于，所述USB加載模塊包括供電電路及 PDIUSBD12 芯片。
5. 根據權利要求1-4任一項所述電壓力鍋的控制方法，其特征在于，所述單片機采用 模糊邏輯推理，改變電流通電的占空比控制輸出功率，實現加熱曲線與理想曲線擬合，具體 步驟包括： 電壓力鍋程序初始化后，加載目標加熱曲線，采集初始溫度，并開始滿功率運行t分 鐘，采集t分鐘內的溫度變化率，通過初始溫度及溫度變化率進行模糊推理得到物量的多 少，進一步確定加熱的初始功率； 烹飪過程中，采用模糊控制來實現實際加熱曲線與目標加熱曲線充分擬合的要求，即 通過溫度差及溫度變化率的采集進行模糊推理，調整下一時刻的功率，進而實現加熱曲線 的控制； 所述目標加熱曲線由USB加載模塊由PC機下載獲得。
6. 根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，在加熱曲線中加入保溫曲線，進而實 現不同的保溫模式。
7. 根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述模糊推理控制采用模糊查表法 實現。
8. 根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，烹飪過程中，溫度采集時間1秒，采集 時間間隔為5-10秒。
【文檔編號】A47J36/24GK104146597SQ201410364023
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】許湘敏, 曾建豪, 姚錫凡, 余良渭, 郭鳴驥 申請人:華南理工大學