圖1-46即為一多門(mén)冰箱的神經(jīng)一模糊控制技術(shù)框圖。由圖可見(jiàn),模糊控制主要是根據(jù)溫度傳感器測(cè)得的各室溫度值和算出的溫度變化,運(yùn)用模糊推理確定食物溫度,控制壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和風(fēng)門(mén),達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)和最佳保鮮效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要用于學(xué)習(xí)和記憶門(mén)開(kāi)啟等運(yùn)行狀態(tài)和確定最佳化霜時(shí)間等。
現(xiàn)以用于冰箱化霜的智能控制為例。以前,冰箱的定時(shí)化霜與冰箱門(mén)的開(kāi)閉之間沒(méi)有直接關(guān)系?,F(xiàn)在,運(yùn)用模擬神經(jīng)智能控制技術(shù)將冰箱門(mén)開(kāi)閉次數(shù)、開(kāi)閉頻率和最佳化霜時(shí)間加以統(tǒng)計(jì)和分析,預(yù)置于控制程序中,讓其記憶,而后,根據(jù)冰箱的實(shí)際運(yùn)行選擇在冰箱門(mén)開(kāi)閉最少的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)化霜,使冰箱內(nèi)溫度波動(dòng)最小,對(duì)食品質(zhì)量影響最小。
根據(jù)大量統(tǒng)計(jì)分析,建立了冰箱的開(kāi)閉情況和化霜時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系。一天24 h段,以開(kāi)閉頻率來(lái)表征冰箱門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。不同的開(kāi)閉頻率的分布,有不同的最佳化霜時(shí)間。以大量統(tǒng)計(jì)得到的這樣對(duì)應(yīng)關(guān)系,作為輸入輸出的樣本,經(jīng)學(xué)習(xí)存于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,這就是控制的基本經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),是開(kāi)發(fā)單位賦予冰箱的智能。
為了記憶冰箱門(mén)的開(kāi)閉次數(shù),將1天分割為12 h間段,對(duì)每個(gè)時(shí)間段中冰箱門(mén)的開(kāi)閉次數(shù)計(jì)數(shù),作為1天的數(shù)據(jù)記憶(一般平均而言1個(gè)時(shí)間段內(nèi)冰箱門(mén)開(kāi)閉約為4次)。再將8天冰箱門(mén)開(kāi)閉次數(shù)的累計(jì)數(shù)據(jù)作為記憶的依據(jù)。以后平均隔24 h記憶更新一次,即經(jīng)過(guò)24 h的設(shè)定點(diǎn),從8天的累計(jì)數(shù)中減去1/8,再把新的1天的數(shù)據(jù)加進(jìn)去,成為新一輪的累計(jì)數(shù)。
將12個(gè)時(shí)間段的門(mén)開(kāi)閉次數(shù)按次數(shù)多少為序,由小到大依次轉(zhuǎn)換成門(mén)開(kāi)閉頻率。門(mén)開(kāi)閉次數(shù)相同的,其頻率順序也相同。上述學(xué)習(xí)方法中,學(xué)習(xí)樣本的輸入就是按此方法作成的。表I一29為一舉例。
同樣,對(duì)于壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性的學(xué)習(xí)和記憶方法也是一樣,對(duì)每個(gè)時(shí)間段壓縮機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)和8天的累計(jì)數(shù)據(jù)加以記憶,以后每隔24 h更新記憶1次。
關(guān)于化霜運(yùn)轉(zhuǎn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如圖1-47所示,分為輸入層((I,---I2),中間層(M1 ~M12)和輸出層(O1 -O12 )。層間神經(jīng)元各用12條神經(jīng)連結(jié)成,用于權(quán)系數(shù)的模擬。開(kāi)發(fā)中獲得的最佳化霜時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)作成數(shù)據(jù)樣本,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)得到權(quán)系數(shù)等參數(shù)從而轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫(kù)。
用以上記憶方法得到的實(shí)際運(yùn)行的情況作成12段門(mén)開(kāi)閉頻率,以此為輸入進(jìn)行計(jì)算,得到相應(yīng)的輸出,就可確定最佳化霜時(shí)間。.中間層的輸出(M1'M12)是用公式由輸入層的輸入I(門(mén)開(kāi)閉頻率)和各權(quán)系數(shù)W,(1,1)-W,(12,12)計(jì)算得到。權(quán)系數(shù)作成表格方式,由所使用的微機(jī)運(yùn)算指令,進(jìn)行實(shí)際運(yùn)算。
其他如預(yù)冷、低噪音運(yùn)轉(zhuǎn)、除臭、速凍等等,都可按上述步驟設(shè)定權(quán)系數(shù),進(jìn)行模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能模擬運(yùn)算,以獲得最佳的運(yùn)算模式。
模擬冰箱壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性和使用特性,在冰箱門(mén)開(kāi)閉頻率低,并且蒸發(fā)器的化霜放在必要的時(shí)間段范圍內(nèi)進(jìn)行,則對(duì)箱內(nèi)食品溫度影響最小,食品的溫度上升約改善2.2℃。
模擬冰箱使用特性,在I天中門(mén)開(kāi)閉頻率最高的時(shí)間段之前,強(qiáng)制冷卻冰箱內(nèi)部,并進(jìn)行除臭,提高食品的保存性及除臭能力.
模擬冰箱使用特性,在1天中開(kāi)閉頻率低的時(shí)間段后,降低風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速,噪音降低約1 dB。
當(dāng)箱內(nèi)放入大量食品或制冰時(shí)或門(mén)開(kāi)閉頻繁時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)換狀態(tài),不致因門(mén)的開(kāi)閉頻繁而導(dǎo)致影響箱內(nèi)食品溫度上升。
防止冷藏室內(nèi)食品的部分凍結(jié)或過(guò)冷。
當(dāng)冬季不用冷藏箱時(shí),抑制冷量,轉(zhuǎn)入節(jié)能運(yùn)行,當(dāng)環(huán)境溫度<11℃時(shí),可以節(jié)電5%。