使用数字菜谱的烹饪电器及其烹饪菜肴的自适应控制方法
技术领域
本发明涉及烹饪电器及其烹饪控制方法,尤其涉及使用数字菜谱的烹饪电器及其烹饪菜肴的自适应控制方法。
背景技术
现有的烹饪电器均设有多道数字菜谱,用户可以通过按键选择已经预设好的菜谱或利用某种通讯方式将需要的菜谱传输到烹饪电器进行烹饪,很方便、快捷。
烹饪电器烹饪一道菜的本质是烹饪电器按照一定的要求输出功率(火力),提供热功给被烹饪的食材,使食材达到某种物理或化学变化。从理论上讲,用相近的功率提供相同的热功给相同的食材,烹饪的效果可以认为是相同的,这种规律被称为等值热功。
在实际操作中,一道完整的数字菜谱数据按照不同的加热阶段都是分解为若干个子菜谱,每个子菜谱包含较为单一的功率信息和时间,完整的菜谱是所有子菜谱的集合。例如一道用微波炉做红烧肉的完整菜谱的菜谱数据是第一阶段用800W加热5分钟,第二阶段用500W加热20分钟,最后第三阶段用800W加热5分钟。则这三个加热阶段可以视为三个独立的子菜谱。如果烹饪每个子菜谱时都可以达到各自的预期,则整的菜谱的烹饪效果可以认为是达到预期的。如果想达到菜谱的预期,需要烹饪电器烹饪每个子菜谱时都能提供给被烹饪的食材尽可能相近于子菜谱需要的功率和热功。为了简化数学模型和描述,本文以下篇幅所提到的菜谱都是特指功率较为单一的子菜谱。
目前烹饪电器的菜谱烹饪存在以下几个比较明显的局限。
1.在不同型号的烹饪电器上执行同一道菜谱时,烹饪效果往往达不到预期的效果。目前烹饪电器的数字菜谱里仅有功率信息和时间信息。其中功率信息有相对功率、热功率和电功率等多种表达方式,功率信息表达方式的不统一造成烹饪电器经常无法直接使用另一种型号烹饪电器的菜谱。而不同型号的烹饪电器由于最大输出功率、功率输出曲线、电功-热功转换效率等固有参数的不同,所以在相同的时间内能够提供的热功都是不同的。如果勉强直接使用其他机型的数字菜谱,或者因为功率控制方式不同而无法正常工作,或者勉强执行按照菜谱里的功率信息和时间信息进行烹饪,但实际输出的热功与菜谱要求不符,烹饪效果无法达到菜谱的预期效果。
2.在同一型号的烹饪电器上执行同一道菜谱时,烹饪效果也往往达不到预期的效果。其主要原因是烹饪电器连续工作一段时间后,电源或加热部件的效率会产生变化,导致实际可以提供的功率跟预设的值不一致。以变频微波炉为例,在接近最大额定功率下连续工作一段时间后,为了避免其电源或磁控管温升过高,需要主动降低输出功率。如果不考虑这类因素带来的影响,而是按照固定的时间加热,必然导致实际输出的热功跟需要的热功不同,烹饪效果无法达到菜谱的预期效果。
以上缺陷不仅影响用户对菜谱烹饪效果的信任度,也使得烹饪电器数字菜谱应用推广受到限制。
发明内容
为解决现有烹饪电器无法直接使用针对其他型号的烹饪电器的菜谱或者勉强直接使用但仅依照数字菜谱中提供的功率信息和时间信息进行烹饪而不考虑本款烹饪电器与该菜谱适用机型的差异带来的影响,以致造成烹饪效果不佳的技术问题,本发明提供一种使用数字菜谱的烹饪电器以及该烹饪电器烹饪菜肴的自适应控制方法。
本发明提供一种使用数字菜谱的烹饪电器烹饪菜肴的自适应控制方法,所述数字菜谱规定有制作某菜肴的若干烹饪阶段分别对应的烹饪功率Pj和各阶段持续的时长Tj,j=1,2,3,……,m,所述数字菜谱中规定的在同一烹饪阶段内的烹饪功率相同;
所述控制方法包括:
步骤s1:所述烹饪电器的控制模块控制其电源开始向其加热装置供电,烹饪开始;
步骤s2:所述控制模块获取所述数字菜谱中规定的所要执行的烹饪阶段的烹饪功率Pj和该烹饪阶段持续的时长Tj,获取或计算出该烹饪阶段所需的总热功Wj;
步骤s3:所述控制模块实时获取所述电源执行第j个烹饪阶段时的实际输出功率Pi和该功率持续的时长Ti,计算自该烹饪阶段在该时间段内的实际热功Wi=Pi*Ti,并计算出从第j个烹饪阶段开始烹饪到当前时刻的累积实际热功W=∑Wi;所述控制模块获取所述电源当前时刻的输出功率Pt,计算第j个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj=(Wj-W)/Pt;
步骤s4:所述控制模块判断第m个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trm是否为0,Trm≠0时,继续执行步骤s3;Trm=0时,所述控制模块控制所述电源停止向所述加热装置供电,烹饪终止。
采用上述技术方案,根据烹饪电器自身的实际执行情况来确定烹饪进程,而不是根据数字菜谱中的烹饪时间信息盲目终止烹饪,避免造成菜肴烹饪不理想。
进一步的,所述的控制方法还包括:
步骤s5:在烹饪过程中,所述控制模块将所述数字菜谱中规定的与当前时刻对应的烹饪功率作为所述电源当前时刻的功率输出期望值;
步骤s6:所述控制模块根据当前时刻的所述功率输出期望值结合自身功率输出能力控制所述电源实际输出功率的大小。
更进一步的,所述控制模块执行第j个烹饪阶段时,将所述数字菜谱中规定的该烹饪阶段的烹饪功率Pj作为所述电源的功率输出期望值。
采用上述技术方案,在依照数字菜谱进行烹饪时,还要考虑烹饪电器自身的实际输出能力,对菜谱的烹饪参数做适当的调整补偿。而不是简单直接地采用数字菜谱中的功率大小和烹饪时长,使得烹饪过程能结合烹饪电器自身的特点进行,从而能使烹饪出的菜肴达到更接近该数字菜谱期望达到的效果。
更进一步的,步骤s6还包括:
子步骤s61:所述控制模块判断所述电源在当前时刻能够提供的功率是否大于或等于对应时刻所述数字菜谱中规定的烹饪功率;
子步骤s62:若大于或等于,则所述控制模块控制所述电源以与该时刻所述数字菜谱中规定的烹饪功率等值的功率进行输出;
子步骤s63:若小于,则所述控制模块控制所述电源以当前时刻所述电源能够提供的功率输出功率。
采用上述技术方案,首先判断烹饪电器所能够提供的功率与数字菜谱规定的功率信息之间的关系,在符合数字菜谱规定的功率要求时,可以直接按照数字菜谱中规定的功率信息进行烹饪,仅在不符合数字菜谱规定的功率要求时,才结合烹饪电器自身输出能力进行烹饪,不仅能够减小烹饪电器在整个过程中持续进行复杂运算的负担,而且可以使烹饪出的菜肴更接近理想效果。
进一步的,所述数字菜谱中包含当前时刻按最大功率输出的指令;
所述控制方法还包括:
步骤s7:在烹饪过程中,根据所述数字菜谱中的所述按最大功率输出的指令,所述控制模块控制所述电源按其能够提供的最大功率输出功率。
采用上述技术方案,使烹饪电器的输出能力能够得到最充分地利用,提高烹饪电器的利用率,同时提高了烹饪效率,提高了烹饪质量。
进一步的,所述的控制方法还包括步骤s8:所述控制模块控制所述烹饪电器的显示器显示烹饪剩余时间信息。
更进一步的,步骤s8中包括:
子步骤s81:
自烹饪开始时,初始化示意剩余时长TDis=T,同时所述烹饪电器的计时器(4)开始计时,其中,T为所述数字菜谱中规定的整个烹饪过程理论耗时时长,
子步骤s82:根据所述计时器(4)的计时,每间隔的时长,所述控制模块(1)将示意剩余时长TDis递减1,其中,Ta为从开始计时至当前时刻的时长;
子步骤s83:在所述显示器(7)显示示意剩余时长TDis的值。
本发明还提供一种使用数字菜谱的烹饪电器,所述数字菜谱规定有制作某菜肴的m个烹饪阶段分别对应的m个烹饪功率Pj和各阶段持续的时长Tj,j=1,2,3,……,m,所述数字菜谱中规定的在同一烹饪阶段内的烹饪功率相同;
所述烹饪电器包括控制模块、加热装置、分别与所述控制模块连接的电源、电源开关、计时器和功率检测装置,还包括与所述控制模块连接的存储器或通信接口;所述电源与所述加热装置连接并能向所述加热装置供电,所述电源开关与所述电源连接并能开启或关断电源对外供电;所述功率检测装置与所述电源连接,用于检测所述电源的输出功率;
所述控制模块包括:
功率调控单元:用于根据主控制单元的控制命令调节所述电源的输出功率,
电源开/关控制单元:用于根据主控制单元的控制命令控制所述电源开关的开、关,
主控制单元:获取所述数字菜谱中规定的所要执行的第j个烹饪阶段的烹饪功率Pj和该烹饪阶段持续的时长Tj、获取或计算出该烹饪阶段所需的总热功Wj,还用于根据所述数字菜谱中规定的烹饪功率Pj向所述功率调控单元发送控制命令,以及用于当所述数字菜谱中第m个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trm=0则向所述电源开/关控制单元发送关断所述电源开关的控制命令,
热功累积单元:用于根据所述功率检测装置实时检测到的所述电源在执行第j个烹饪阶段时的输出功率Pi和所述计时器计得的该功率持续的时长Ti计算在该段时间内的实际热功Wi=Pi*Ti、并计算从第j个烹饪阶段开始到当前时刻的累积实际热功W=∑Wi,
和,剩余时间计算单元:用于根据所述总热功Wj、所述累积实际热功W和所述电源当前时刻的输出功率Pt,计算第j个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj=(Wj-W)/Pt。
进一步的,所述烹饪电器还包括与所述控制模块连接的显示器;
所述控制模块还包括显示时间计算单元,用于根据所述计时器的计时,每间隔的时长将示意剩余时长TDis递减1,其中,Ta为所示计时器计得的自开始烹饪到当前时刻的时长,T为所述数字菜谱中规定的整个烹饪过程理论耗时时长,
所述主控制单元还用于控制所述显示器将所述示意剩余时长TDis的值显示输出。
由于为了保证烹饪质量采用了本发明的控制方法,烹饪实际总耗时不再是数字菜谱里设定的烹饪理论耗时这一固定值,而是根据实际工作情况,动态调整的,这样,如果按照通常的显示方式在显示器上直接烹饪过程剩余时间显示为上述计算得出的第j个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj和剩余烹饪阶段烹饪时长之和:由于Trj并非严格按照时间顺序逐步减小,可能出现随着时间流逝,某一时刻显示的烹饪过程剩余时间甚至大于前一时刻显示的烹饪过程剩余时间,不符合一般用户的正常生活体验,影响了用户的使用体验,而采用上述技术方法,定义为一个实时变化的动态计时标尺t=(Tr+Ta)/T,当实际时间逝去t个时间单位时,显示器上的显示时间才减少1个时间单位,使得显示器上显示的剩余时间始终是严格随着时间逐渐减小的,符合一般用户的正常生活体验,增强了用户的使用体验。
本发明的有益效果是:本发明的烹饪电器及其控制方法根据烹饪电器自身的实际执行情况来确定烹饪进程,而不是根据数字菜谱中的烹饪时间信息盲目终止烹饪,避免造成菜肴烹饪不理想。使不同型号的烹饪电器执行相同的数字菜谱而产生的烹饪效果不受烹饪电器固有特性差异以及实际工作状态的影响,使得采用本发明的控制方法的烹饪电器能够使用针对其它型号烹饪电器而制作的数字菜谱。
附图说明
图1是本发明实施例使用数字菜谱的烹饪电器(微波炉)的结构示意图;
图2是本发明实施例使用数字菜谱的烹饪电器烹饪菜肴的自适应控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。在本发明的附图中,同一实施例的相关的多幅附图中同一个元件将用同一个符号表示。
如图1所示,本实施例的使用数字菜谱的烹饪电器,烹饪电器包括控制模块1、加热装置9以及分别与控制模块1连接的电源2、电源开关2a、功率检测装置3、计时器4、存储器5、通信接口6、显示器7和操作面板8;电源2与加热装置9连接并能向其供电,电源开关2a与电源2连接,可开启或关闭电源2向外提供电能;功率检测装置3与电源2连接,用于实时检测电源2的输出功率;
如图1所示,控制模块1包括主控制单元10、热功累积单元11、剩余时间计算单元12、功率调控单元13、电源开/关控制单元14和显示时间计算单元15;功率调控单元13根据主控制单元1的控制命令调节电源2的输出功率,电源开/关控制单元14根据主控制单元10的控制命令控制电源开关2a的开、关。
主控制单元10响应操作面板8的操作,执行某一菜肴对应的数字菜谱,数字菜谱中规定有制作某菜肴的m个烹饪阶段分别对应的m个烹饪功率Pj和各阶段持续的时长Tj,j=1,2,3,……,m,数字菜谱中规定的在同一烹饪阶段内的烹饪功率相同,即该功率为一恒定值,那么,数字菜谱中规定的整个烹饪过程理论耗时时长根据该数字菜谱,主控制单元10指示电源开/关控制单元14控制电源开关2a开启,电源2开始向加热装置9(譬如磁控管)提供电能,烹饪开始,电源2根据控制模块1的指令,依次执行数字菜谱中的各个烹饪阶段。
当进入执行第j个烹饪阶段时,主控制单元10从数字菜谱中获取第j个烹饪阶段的烹饪功率Pj和该烹饪阶段持续的时长Tj、获取或计算出该烹饪阶段所需的总热功Wj;主控制单元10根据数字菜谱中规定的烹饪功率Pj向功率调控单元13发送控制命令,电源2据其结合自身输出能力输出功率。
热功累积单元11根据功率检测装置3实时检测到的电源2在执行第j个烹饪阶段时的输出功率Pi和计时器4计得的该功率持续的时长Ti计算在该段时间内的实际热功Wi=Pi*Ti,并计算从第j个烹饪阶段开始到当前时刻的累积实际热功W=∑Wi。
剩余时间计算单元根据总热功Wj、累积实际热功W和电源2当前时刻的输出功率Pt,计算第j个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj=(Wj-W)/Pt,即预估电源2在多长时间内仍将处于第j个烹饪阶段。
从第1个烹饪阶段开始,依次执行,到第m个烹饪阶段时,若主控制单元10判断第m个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj=0(此时j=m),则向电源开/关控制单元14发送关闭电源开关2a的控制命令,电源开关2a关断,电源2停止向加热装置9提供电能,烹饪结束。
从烹饪开始到烹饪结束整个过程中,显示时间计算单元15根据计时器4的计时,每间隔的实际时长,显示时间计算单元15将示意剩余时长TDis减少1,计算结果由主控制单元10控制显示器7输出显示;所谓示意剩余时长即指一个预测的时长,大致反映烹饪过程还将持续多久,将在显示器7上显示以便于烹饪用户大致了解烹饪剩余时间,其中,Ta为计时器计得的自开始烹饪到当前时刻的时长。
如图1、2所示,本实施例的使用数字菜谱的烹饪电器烹饪菜肴的自适应控制方法,其包括:
步骤s1:通过操作烹饪电器的操作面板8,使烹饪电器的控制模块1的主控制单元10从烹饪电器的存储器5调取或自烹饪电器的通信接口6处获得制作某一菜肴的数字菜谱并从中获取信息,数字菜谱中规定有制作某菜肴的m个烹饪阶段分别对应的m个烹饪功率Pj和各阶段持续的时长Tj,j=1,2,3,……,m,数字菜谱中规定的在同一烹饪阶段内的烹饪功率为一恒定值,那么,可计算出数字菜谱中规定的整个烹饪过程理论耗时时长根据该数字菜谱,主控制单元10指示电源开/关控制单元14控制电源开关2a开启,电源2向加热装置9(譬如磁控管)供电,加热装置9开始工作,烹饪开始;
步骤s2:电源2根据控制模块1的指令,依次执行数字菜谱中的各个烹饪阶段;当进入执行第j个烹饪阶段时,主控制单元10从数字菜谱中获取第j个烹饪阶段的烹饪功率Pj和该烹饪阶段持续的时长Tj、获取或计算出该烹饪阶段所需的总热功Wj;
步骤s3:热功累积单元11分别通过功率检测装置3和计时器4实时获取电源执行第j个烹饪阶段时的实际输出功率Pi该功率持续的时长Ti,计算自该烹饪阶段在该时间段内的实际热功Wi=Pi*Ti,并计算出从第j个烹饪阶段开始烹饪到当前时刻的累积实际热功W=∑Wi;剩余时间计算单元12通过功率检测装置3获取电源2当前时刻的输出功率Pt,计算第j个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trj=(Wj-W)/Pt;
步骤s4:当烹饪进行到第m个烹饪阶段时,剩余时间计算单元12判断第m个烹饪阶段的烹饪剩余时长Trm是否为0,Trm≠0时,继续执行步骤s3;Trm=0时,电源开/关控制单元14受主控制单元10指示控制电源开关2a关断,电源2停止向加热装置9供电,烹饪终止。
如图1、2所示,本实施例的自适应控制方法还包括:
步骤s5:在烹饪过程中,控制模块1的主控制单元10将数字菜谱中规定的与当前时刻对应的烹饪功率作为电源2当前时刻的功率输出期望值,例如,控制模块1执行在第j个烹饪阶段的整个期间内,都将数字菜谱中规定的该烹饪阶段的烹饪功率Pj(Pj为一恒定值)作为电源2的功率输出期望值;
步骤s6:主控制单元10根据当前时刻的功率输出期望值结合自身功率输出能力通过控制控制模块1的功率调控单元13控制电源2实际输出功率的大小,具体的,可以按照以下方式进行功率调节:
子步骤s61:控制模块1的主控制单元10判断电源2在当前时刻能够提供的功率是否大于或等于对应时刻数字菜谱中规定的烹饪功率;
子步骤s62:若大于或等于,则主控制单元10通过功率调控单元13控制电源2以与该时刻数字菜谱中规定的烹饪功率等值的功率进行输出;
子步骤s63:若小于,则主控制单元10控制电源2以当前时刻电源2能够提供的功率输出功率。
优选的,数字菜谱中包含当前时刻按最大功率输出的指令;如图1、2所示,在本实施例的自适应控制方法中还包括步骤s7:在烹饪过程中,根据数字菜谱中的按最大功率输出的指令,控制模块1的主控制单元10通过功率调控单元13控制电源2按其能够提供的最大功率输出功率。
本实施例的自适应控制方法还包括:
步骤s8:控制模块1的主控制单元10控制烹饪电器的显示器7显示烹饪剩余时间信息。
步骤s8可以采取两种具体的剩余时间显示方式。
一种时间显示方式:
子步骤s8a:自烹饪开始时,烹饪电器的计时器4开始计时,从开始计时至当前时刻的时长为Ta;
子步骤s8b:显示时间计算单元15计算剩余时长占比
是第j+1个烹饪阶段至第m个烹饪阶段按照数字菜谱规定的每一烹饪阶段持续的时间计算出的这(m-j)个烹饪阶段持续时间之和;
子步骤s8c:主控制单元10控制在显示器7上显示剩余时长占比Per的值。
另一种时间显示方式:
步骤s81:自烹饪开始时,计时器4开始计时,从开始计时至当前时刻的时长为Ta;
步骤s82:根据计时器4的计时,每间隔的时长,显示时间计算单元15将示意剩余时长TDis递减1;
步骤s83:主控制单元10控制在显示器7显示示意剩余时长TDis的值。
如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思和内涵的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。