一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅及方法
【专利摘要】本发明公开了一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅及方法，包括依次连接的PC机、USB加载模块、控制器及电压力锅，所述电压力锅、控制器及USB加载模块分别与市电连接，所述控制器由单片机、温度采集模块及继电器模块构成，工作时，USB加载模块与PC机通信实现个性化菜单的加载；控制器通过温度采集模块以及继电器控制模块实现对电压力锅的模糊控制，使实际加热曲线贴近理想曲线。
【专利说明】-种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电压力锅，特别涉及一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力 锅及方法。
【背景技术】
[0002] 智能化的概念已经逐步渗透到各个领域，家电行业也不能例外，随着计算能力的 不断增加，消费者对传统家电提出了更高的要求。在我国居民主要以米饭等粮食为主食的 大环境下，电压力锅作为典型的家电代表，在家庭中扮演着举足轻重的角色。传统的电压力 锅受限于传统逻辑电路，只能提高单一模式的煮饭功能，且工作过程以单一功率运作，无法 满足不同烹煮环节中米饭对功率的不同需求，无法保证米饭质量，其单一的功能也局限了 电压力锅的工作能力。而随后出现的以单片机为核心的新型电压力锅快速占领电压力锅市 场，此类电压力锅增加了多种烹调模式，增加了利用电压力锅烹调类型的可选择性，扩大了 电压力锅的使用区间。但是，此类电压力锅也有其不足方面：
[0003] 1、实际加热过程不可控
[0004] 此类电压力锅工作过程中，遵循设计好的温度函数加热，当到达一定温度后即通 过温控开关切换到保温模式，整个过程中无法保证所设定功能曲线的实现，影响烹调质量。
[0005] 2、保温模式单一
[0006] 新型电压力锅提供了多种烹调模式，但对所有烹调模式采取同一保温模式，即在 同一温度下保温，这将导致保温情况下烹调物质量的下降。
[0007] 3、扩展性欠佳
[0008] 新型电压力锅虽然提供多种烹调模式，但加热程序已封装到单片机中，也就是说 加热模式已固定。显然此类电压力锅无法满足用户对不同食物采取不同加热过程的需求， 即无法在原基础上加入新的烹调模式，进而无法满足用户个性化烹调的需求。
【发明内容】
[0009] 为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种满足个性化烹调需求的模 糊控制电压力锅及方法。
[0010] 本发明可通过加载不同的加热曲线实现对不同食物进行个性化烹调的需求，采取 模糊控制实现过程的实时控制。
[0011] 本发明采用如下技术方案：
[0012] 一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅，包括依次连接的PC机、USB加载 模块、控制器及电压力锅，所述电压力锅、控制器及USB加载模块分别与市电连接，所述控 制器由单片机、温度采集模块及继电器模块构成。
[0013] 所述温度采集模块包括热电偶及AD/DA转换芯片。
[0014] 所述继电器模块由74HC14芯片、LN2003D芯片以及继电器构成。
[0015] 所述USB加载模块包括供电电路及H)IUSBD 12芯片。
[0016] 一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅的控制方法，所述单片机采用模糊 逻辑推理，改变电流通电的占空比控制输出功率，实现加热曲线与理想曲线拟合，具体步骤 包括：
[0017] 电压力锅程序初始化后，采集初始温度，并开始满功率运行t分钟，采集t分钟内 的温度变化率，通过初始温度及温度变化率进行模糊推理得到物量的多少，进一步确定加 热的初始功率；
[0018] 烹饪过程中，采用模糊控制来实现实际加热曲线与目标加热曲线充分拟合的要 求，即通过温度差及温度变化率的采集进行模糊推理，调整下一时刻的功率，进而实现加热 曲线的控制；
[0019] 所述目标加热曲线由USB加载模块由PC机下载获得。
[0020] 在加热曲线中加入保温曲线，进而实现不同的保温模式。
[0021] 所述模糊推理控制采用模糊查表法实现。
[0022] 烹饪过程中，温度采集时间1秒，采集时间间隔为5-10秒。
[0023] 本发明的有益效果：
[0024] (1)利用模糊算法提供实际加热曲线与目标加热曲线的拟合度；
[0025] (2)在加热曲线中加入保温曲线，实现不同保温模式；
[0026] (3)用户可通过USB通信与PC机连接实现个性化菜单的加载；
[0027] (4)采取控制占空比的方式调节加热功率，结构简单，对比其他方式能耗低。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1为本发明的电路框图；
[0029] 图2为本发明的工作流程图；
[0030] 图3为本发明的USB加载模块电路图；
[0031] 图4为本发明的控制器电路图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不 限于此。
[0033] 实施例
[0034] 如图1所示，一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅，包括依次连接的USB 加载模块、控制器和电压力锅；所述USB加载模块的另一端与PC机连接，用户通过PC机下 载或订制好烹饪加热曲线，然后通过USB加载模块实现与电压力锅的通信，实现电压力锅 菜单，即目标加热曲线和物量推理逻辑表的更新；所述电压力锅、控制器及USB加载模块分 别与市电连接；所述USB加载模块、控制模块、电压力锅接公用地端。工作时，市电为电压力 锅供电，主体电路将电压加载在电压力锅发热盘两端，市电通过变压整流为USB加载模块 与控制器供电。工作过程中，控制器通过温度采集模块实时采集温度，实现对电压力锅主体 的模糊控制，进而使实际加热曲线与理想加热曲线拟合。
[0035] 如图2所示，控制器包括单片机、温度采集模块及继电器模块，所述单片机采用模 糊逻辑推理，改变电流通电的占空比控制输出功率，实现加热曲线与理想曲线拟合，模糊控 制采取主要包括两部分：物量的模糊控制和加热功率的模糊控制，具体步骤如下：
[0036] 电压力锅初始化后，采集初始温度，一般为室温，初始状态下采取满功率加热1分 钟，具体时间可根据实际情况确定，通过初始温度、1分钟后温度变化率，采用模糊逻辑运算 推理出电压力锅中物量的多少，确定初始加热功率；
[0037] 加热过程中，采用模糊控制来实现实际加热曲线与目标加热曲线充分拟合的要 求，即通过温度及温度变化率的采集进行模糊推理，调整下一时刻的功率，进而实现加热曲 线的控制，一般温度采集时间为1S，采集时间间隔为5-10S。
[0038] 过程中所述的模糊推理控制都是采用模糊查表法实现的。
[0039] 如图3所示，USB加载模块由供电电路、PDIUSBD12芯片以及外围电路构成。USB 总线上的传输数据以包为基本单位，一个包被分成不同的域。根据不同类型的包，所包 含的域是不一样的。但是不同的包都要以同步域开始，紧跟着一个包标识符PID(Packet Identifier)，最终以包结束符E0P(End Of Packet)来结束这个包。USB协议中规定了 4类 包，分别是：启动一次传输的令牌包、传输数据的数据包、确认传输的握手包和特殊包。按照 一定关系把包组织成事务（transaction)就能传输数据。此模块可实现电压力锅与PC机 的通信，实现菜单的更新
[0040] 如图4所示，所述控制器由单片机、温度采集模块以及继电器模块构成。所述温 度采集模块通过热电偶采集电压力锅中的实时温度，并通过AD转换编程数字信号进入单 片机中，单片机通过模糊逻辑推理，输出功率控制信号；输出功率信号通过74HC14芯片与 LN2003D芯片所组成的电路，对继电器的控制，进而控制通电的占空比，从而实现功率的控 制。
[0041] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种满足个性化烹调需求的模糊控制电压力锅，其特征在于，包括依次连接的PC 机、USB加载模块、控制器及电压力锅，所述电压力锅、控制器及USB加载模块分别与市电连 接，所述控制器由单片机、温度采集模块及继电器模块构成。
2. 根据权利要求1所述的电压力锅，其特征在于，所述温度采集模块包括热电偶及AD/ DA转换芯片。
3. 根据权利要求1所述的电压力锅，其特征在于，所述继电器模块由74HC14芯片、 LN2003D芯片以及继电器构成。
4. 根据权利要求1所述的电压力锅，其特征在于，所述USB加载模块包括供电电路及 PDIUSBD12 芯片。
5. 根据权利要求1-4任一项所述电压力锅的控制方法，其特征在于，所述单片机采用 模糊逻辑推理，改变电流通电的占空比控制输出功率，实现加热曲线与理想曲线拟合，具体 步骤包括： 电压力锅程序初始化后，加载目标加热曲线，采集初始温度，并开始满功率运行t分 钟，采集t分钟内的温度变化率，通过初始温度及温度变化率进行模糊推理得到物量的多 少，进一步确定加热的初始功率； 烹饪过程中，采用模糊控制来实现实际加热曲线与目标加热曲线充分拟合的要求，即 通过温度差及温度变化率的采集进行模糊推理，调整下一时刻的功率，进而实现加热曲线 的控制； 所述目标加热曲线由USB加载模块由PC机下载获得。
6. 根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在加热曲线中加入保温曲线，进而实 现不同的保温模式。
7. 根据权利要求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 实现。
8. 根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，烹饪过程中，温度采集时间1秒，采集 时间间隔为5-10秒。
【文档编号】A47J36/24GK104146597SQ201410364023
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】许湘敏, 曾建豪, 姚锡凡, 余良渭, 郭鸣骥 申请人:华南理工大学