CN103487172A - 基于模糊控制算法的热计量无线温度控制系统 - Google Patents

Abstract

基于模糊控制算法的无线热计量温度控制系统，包括模糊控制器模块、温度检测和控制模块、无线通讯模块、电机驱动阀门模块和流量测量模块。温度检测和控制模块实时检测室内温度、进行温度设定和热能量消耗的查询和显示，并将实时检测的温度数据输出至无线通讯模块；无线通讯模块将实时检测的温度数据输出给模糊控制器模块，并将模糊控制器里保存的热量数据传输给温度检测和控制模块；模糊控制器模块根据输入的室内实际温度信号，利用模糊控制算法进行计算，将输出的阀门开度信号输出至电机驱动阀门模块，驱动电机工作，控制散热装置的阀门开度；流量测量模块用以测量热量消耗值，并将热量值输出给模糊控制器模块。

Description

基于模糊控制算法的热计量无线温度控制系统

技术领域

本发明属热量控制和计量系统领域，尤其涉及一种基于模糊控制算法的热计量无线温度控制系统。

背景技术

热能表一般用于计量用户系统能量消耗，在北方供暖热能系统中广泛应用。但目前存在的热能表仅能起到测量热量的作用，而无法实现室内温度的自动控制，以达到用户所要求的恒定温度。因此，温度控制器在供暖热计量系统中起着非常重要的作用。

温度控制器发展初期是机械式温度控制器，这类温度控制器采用双金属片或充气膜盒感测室内温度，使用波段开关直接调整风速。双金属片温度控制器现基本已淘汰，只使用在一些要求不高较低档场合。但总体来讲，机械式温度控制器缺点十分明显，外观陈旧呆板，控温精度差，高功耗，距离短，功能单一。而单片机由于其小巧便捷的结构，直观的编程方式，极低的功耗，相对便宜的价格在温度控制的领域中具有极大优势。目前采用单片机控制温度的方法一般为：利用温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后，将电压信号放大到单片机可以处理的范围内，经过低通滤波，滤掉干扰信号送入单片机。在单片机中对信号进行采样，采样后对信号再进行数字滤波。其中涉及到很多控制算法，如定值开关温度控制法，PID控制算法等。

定值开关温度控制法，就是单片机将检测到的温度信息与设定值进行比较，如果不相符，数字调节程序根据给定值与测得值的差值按设定的控制算法设计控制量，触发程序根据控制量控制执行单元。如果检测值高于设定值，则启动制冷系统，降低环境温度；如果检测值低于设定值，则启动加热系统，提高环境温度，达到控制温度的目的。由于这种控制方式是当系统温度上升至设定点时关断电源，当系统温度下降至设定点时开通电源，因而无法克服温度变化过程的滞后性，致使系统温度波动较大，控制精度低，完全不适用于高精度的温度控制。目前采用这种控制方法的温度控制器仍在我国许多工厂的老式工业电炉中被使用。

由于PID控制算法简单、可靠性高等特点，在控制技术高速发展的今天，PID控制算法在温度控制系统设计中仍然占有主导地位。其具体电路可以采用模拟电路或计算机软件方法来实现PID调节功能。常规PID控制算法对大多数温度控制系统都能达到较好的控制效果，其控制性能优越于定值开关控温法，但它有明显的缺点，比如依赖于对象模型，对于非线性、大滞后、时变系统控制效果不理想等。虽然现今大部分温度控制方法已经能够应对现实中普遍存在的控制要求，但是依旧存在一些未解决的问题，如功耗过高、热量计量和控制方式单一、实现功能单一、精确度低、安装不方便等。建立既能计量热能消耗又能保持室内恒温的热计量控制测量系统，已成为热计量装置技术发展的趋势，也是目前热计量装置市场竞争的迫切需求。

发明内容

本发明要克服现有供暖设备中的温度控制存在的上述缺点，提出一种基于模糊控制算法的、高精度、低功耗、多功能的热计量温度控制系统，通过单片机编程并利用无线通讯方式与控制阀门进行联系来控制热量，从而达到控制室内温度和计量热能消耗的热计量温度控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于模糊控制算法的无线热计量温度控制系统，包括模糊控制器模块、温度检测和控制模块、无线通讯模块、电机驱动阀门模块和流量测量模块；温度检测和控制模块实时检测室内温度、进行温度设定和热能量消耗的查询和显示，并将实时检测的温度数据输出至无线通讯模块；无线通讯模块不仅将实时检测的温度数据输出给模糊控制器模块，而且将模糊控制器里保存的热量数据传输给温度检测和控制模块，以便进行显示，供用户查询，实现记录热量等信息的功能；模糊控制器模块根据输入的室内实际温度信号，利用模糊控制算法进行计算，将输出的阀门开度信号输出至电机驱动阀门模块，驱动电机工作，控制散热装置的阀门开度，从而控制供暖热水流量达到控制室内温度的目的；流量测量模块用以测量热量消耗值，并将热量值输出给模糊控制器模块，以便借助于无线通讯模块，将热量在温度检测和控制模块中记录下来。

所述的模糊控制器模块，用以控制阀门开度，控制方式如下：

1）选择温度误差e和误差的变化量ec作为控制器输入量，选择电机的阀门开度u作为输出控制量。

2）对采集到的精确量进行模糊化。设有论域V，有n个精确温度数据x_i∈V（i=1，2,…，n），同时有m个模糊集合A_j∈V（j=1，2,…,m）。如果存在x_i，使得隶属度

则称x_i属于模糊集合A_j，表示为：

$x_i\↓\left[{\mathrm{\μ}}_{A_j}\left(x_i\right)\right]\∈A_j$

上述公式表示为精确量x_i隶属度

归属于模糊量A_j。取误差的论域为X，误差变化的论域为Y，控制量的论域为Z。

用模糊集合来描述模糊量，E表示被测温度的实际值t对给定温度值t₀的偏差e=t₀-t的模糊集合，EC表示温差变化率的模糊集合，U表示控制阀门开度的模糊集合。根据模糊划分与量化之间的关系，取E、EC、U的模糊子集个数分别为7、7、5，则模糊集合可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}E=\{\mathrm{NB},\mathrm{NM},\mathrm{NS},\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB}\}\\ \mathrm{EC}=\{\mathrm{NB},\mathrm{NM},\mathrm{NS},\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB}\}\\ U=\{\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB},Z\}\end{array}\right.$

其中，“NB”、“NM”、“NS”、“ZO”、“PS”、“PM”、“PB”、“ZO”、“Z”等这些词汇为模糊量。

通过隶属函数可以确定精确量x所隶属模糊量A_j的隶属度。求取隶属函数，即确定隶属函数的形状。本发明把模糊变量设为正态型模糊变量，其隶属函数为：

${\mathrm{\μ}}_{A_j}\left(x\right)=e^{-\frac{{(x-a)}^2}{\mathrm{\δ}}}$

其中，a表示为对应于模糊量A_j的精确量，δ的大小直接影响隶属函数曲线的形状。δ越大，说明模糊集的分辨率越低，控制鲁棒性好；δ越小，说明模糊集的分辨率越高，控制灵敏度高。在误差大的区域，采用低分辨率的模糊集；在误差小的区域，采用高分辨率的模糊集。

3）通过模糊推理，建立知识库，得到模糊控制规则。用“if A and B then C”（若A且B则C）语言来描述控制规则，其中A、B为输入量，C为输出量。本系统的模糊控制语言由“if E=PB and EC=PB then U=PB”这样的条件语句组成。本系统形成49条控制规则。

4）根据控制规则确定的规则，通过推理，反模糊化。再根据前面确定的模糊量，得到每一条规则的关系R_k，表示为：

$R_k=\underset{\mathrm{ij}}{\mathrm{\∪}}(E_i\×{\mathrm{EC}}_j)\×U_{\mathrm{ij}}$

其中，i=1,2,…,7；j=1,2,…,7；k=1,2,…,49，“×”表示集合的直积，E_i和EC_j分别表示属于E和EC的模糊量，U_ij是在输入量为E_i和EC_j的情况下，根据模糊控制规则得到的输出模糊量。

根据每一条模糊语句决定的模糊关系R_k，可得描述整个系统的控制规则。因此，总的模糊关系矩阵R可表示为：

$R=R_1\∪R_2\∪\·\·\·R_{49}=\underset{k=1}{\overset{49}{\mathrm{\∪}}}{R}_k$

根据模糊推理合成规则，输出的控制量应是模糊集U：

U=(E×EC)оR

其中，“о”为合成符号。从而，根据上式可计算出对应E和EC论域中的各子集对应的输出U。因此，可建立模糊关系矩阵、根据求出的模糊关系矩阵得出U值，建立模糊控制表。

5）对输出量进行反模糊化，经过模糊推理，将已经模糊化的精确量利用下述加权平均法表达式

$u_o=\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\μ}\left(u_i\right)\·u_i}{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\μ}\left(u_i\right)}$

进行反模糊化，可得到实际的控制执行量u_o，其中，u_i为第i个模糊子集所对应的输出量，μ(u_i)为隶属函数。

所述的无线通讯模块以超低功耗无线射频芯片为核心，通过无线射频芯片与单片机共同组成一个无线数据收发模块，实现短距离的无线通讯功能，其主要作用是将实时检测的温度数据以无线通讯的方式通过无线通信协议传输给模糊控制器模块，同时将模糊控制器里保存的热量数据以无线通讯的方式通过无线通信协议传输给温度检测和控制模块，能够良好的应对远程控制需求，以便用户方便地设定所期望的房间温度和查看热量的记录数据。

所述的温度检测和控制模块以低功耗单片机为核心，主要由电源、测温、按键、液晶显示等硬件电路部分组成。电源模块主要设计为单片机、测温、按键等模块提供基准电压，设计电路得到所需电压值。测温模块通过测温元件检测室内温度传输给控制器。根据需要按键个数可以设计多个按键，进行室内温度设定等，满足系统要求功能。液晶显示模块和数据存储模块都可以用单片机内部外围模块功能直接实现，显示模块采用LCD液晶显示器设计，单片机带有LCD驱动，将检测到的热量等信息在液晶屏显示。

本发明的技术构思为：本发明针对具有时变和非线性等复杂特点的供暖系统，通过设计模糊控制器和采用远程无线通讯模块，通过实时采集温度误差信息，采用模糊控制的方法，实现房间的恒温控制，并达到热量消耗量的测量目的。

本发明的有益效果主要表现在：1、在供暖系统中采用了模糊控制器，实现设定温度的恒温控制；2、通过无线传输数据，避免设备安装不方便等问题；3、可以实时监测系统流量，能够更方便地测量、记录和统计热量等信息。

附图说明

图1为系统组成框图

图2为模糊控制系统的基本框图

图3为模糊控制器的基本结构

图4温差(e)与温差变化(ec)的隶属函数曲线图

图5控制量(u)的隶属函数曲线图

图6计算模糊控制表的程序流程图

图7模糊控制程序流程图

图8无线通讯模块电路原理图

图9测温模块电路图

图10按键模块电路图

图11温控主程序流程图

图12测温模块流程图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。本发明实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

参照图1、图2，一种基于模糊控制算法的热计量无线温度控制系统，包括模糊控制器模块1，无线通讯模块2、温度检测和控制模块3，流量测量模块4和电机驱动阀门模块5。流量测量模块3对散热装置所提供的热量进行检测，通过模糊控制器模块1和无线通讯模块2送给温度检测和控制模块3，同时，温度检测和控制模块3将检测房间的实际温度信息，通过无线通讯模块2，将实际温度信息传送给模糊控制器模块1，模糊控制器模块根据实际温度和用户在温度检测和控制模块3上设定的期望温度的偏差和偏差变化量，给出相应的阀门控制信号，并将阀门控制信号输出给电机驱动阀门模块5，通过控制散热装置的热量来控制房间温度。

所述的模糊控制器模块1，是以MSP430系列超低功耗单片机为主，根据图2的模糊控制基本框图进行设计的，通过设计模糊控制算法进行软件编程，以对温度进行实时控制。模糊控制器模块1的基本结构如图3所示，控制方式如下：

1）选择实际温度和用户在温度检测和控制模块3上设定的期望温度的偏差e和偏差变化量ec作为控制器输入量，选择电机的阀门开度u作为输出控制量；

2）对采集到的温度偏差e和偏差变化量ec的精确量进行模糊化。设有论域V，有n个精确数据x_i∈V（i=1，2,…，n），同时有m个模糊集合A_j∈V（j=1，2,…,m）。如果存在x_i，使得隶属度

则称x_i属于模糊集合A_j，表示为：

$x_i\↓\left[{\mathrm{\μ}}_{A_j}\left(x_i\right)\right]\∈A_j$

上述公式表示为精确量x_i隶属度

归属于模糊量A_j。取误差的论域为X，误差变化的论域为Y，控制量的论域为Z。

用模糊集合来描述模糊量，E表示被测温度的实际值t对给定温度值t₀的偏差e=t₀-t的模糊集合，EC表示温差变化率的模糊集合，U表示控制阀门开度的模糊集合。根据模糊划分与量化之间的关系，取E、EC、U的模糊子集个数分别为7、7、5。系统取温度误差e、温度误差变化ec、控制量u的基本论域分别为（-5℃，+5℃）、（-2℃，+2℃）、（0,1）。系统输出控制量用于控制电机的阀门开度从而达到控制流量的目的电机的最大步进数以及最小步进数转化为电机的开度就是20%～80%，而电机最大开度为90°，所以电机开度即为18°～72°，分别对应于（0,1），即当u=0时，表明开度为最小18°，u=1时，开度为最大72°，以此类推。而温度则是在±5℃之间，即实测温度比设定温度低5℃则开度最大，实测温度比设定温度高5℃则开度最小。结合温度控制的变化情况，把e、ec和u的量化级数定为11，即e和ec的离散论域均为{-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5}。U的离散论域为{0，1，2，3，4，5}在控制中，如果偏差大，则用大控制量，如果偏差小，则用小控制量，所以，模糊量划分的宽度是随模糊量与零元素的距离而非线性增大。用集合表示为：E=｛NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB｝；EC={NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}；U={ZO，PS，PM，PB，Z}。（NB表示为负大，NM为负中，NS为负小，ZO为零，PS为正小，PM为正中，PB为正大,Z表示阀门开最大）

根据上述模糊子集，分别确定各变量确定的隶属函数。E和EC的各隶属函数为：

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{NB}}=\left\{\begin{array}{cc}1& x<-5\\ e^{-{(x+5)}^2/1.44}& x\&GreaterEqual;-5\end{array}\right.,$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{NM}}=e^{-{(x+2.5)}^2/0.64},$

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{NS}}=e^{-{(x+1)}^2/0.36},$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{ZO}}=e^{-x^2/0.16},$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PS}}=e^{-{(x-1)}^2/0.36},$

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PM}}=e^{-\left({x-2.5)}^2\right)/0.64},$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PB}}=\left\{\begin{array}{cc}1& x>5\\ e^{-{(x-5)}^2/1.44}& x\&le;5\end{array}\right.$

U的各模糊状态的隶属函数为：

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{ZO}}=\left\{\begin{array}{cc}1& x<0\\ e^{-x^2/0.81}& x\&GreaterEqual;0\end{array}\right.,$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PS}}=e^{-{(x-1.5)}^2/0.36},$ ${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PM}}=e^{-{(x-2.5)}^2/0.16},$

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{PB}}=e^{-{(x-3.5)}^2/0.36},$ ${\mathrm{\&mu;}}_Z=\left\{\begin{array}{cc}{e}^{-{(x-5)}^2/0.81}& x\&le;5\\ 1& x>5\end{array}\right.$

根据隶属函数可以得出其隶属函数曲线如图4和5所示，由图可以很直观地看出各不同温差属于不同模糊集合的隶属度。

3）通过模糊推理，建立知识库,得到模糊控制规则。用“if A and B then C”（若A且B则C）语言来描述控制规则，其中A、B为输入量，C为输出量。本系统的模糊控制语言由“if E=PB and EC=PB then U=PB”这样的条件语句组成。本系统形成49条控制规则，如表1所示。

表1控制规则表

4）根据控制规则确定的规则，通过推理，反模糊化。再根据前面确定的模糊量，得到每一条规则的关系R_k，表示为：

$R_k=\underset{\mathrm{ij}}{\mathrm{\&cup;}}(E_i\&times;{\mathrm{EC}}_j)\&times;U_{\mathrm{ij}}$

其中，i=1,2,…,7；j=1,2,…,7；k=1,2,…,49，“×”表示集合的直积，E_i和EC_j分别是属于E和EC的模糊量，U_ij是在输入模糊量为E_i和EC_j的情况下，根据模糊控制规则得到的输出模糊量。由上式可以得到如下定义：

x∈X，y∈Y，z∈Z

根据每一条模糊语句决定的模糊关系R_k，可以得到总的模糊关系矩阵R：

$R=R_1\&cup;R_2\&cup;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;R_{49}=\underset{k=1}{\overset{49}{\mathrm{\&cup;}}}{R}_k$

根据模糊推理合成规则，输出的控制量应是模糊集U：

U=(E×EC)оR

其中，“о”为合成符号，即：

计算出对应E和EC论域中的各子集对应的输出U。

求解模糊关系矩阵、根据求出的模糊关系矩阵得出U值，根据图6所示的计算模糊控制表的程序流程图，建立如表2所示的模糊控制表。

表2模糊控制表

5）对输出U进行反模糊化，用加权平均法判决出实际的输出量u_o，具体表达式为：

$u_o=\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&mu;}\left(u_i\right)\&CenterDot;u_i}{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&mu;}\left(u_i\right)}$

模糊控制器的模糊控制流程图如图7所示，模糊控制算法简单，易于实现。通过给定的模糊控制算法，通过软件编程，能够很好的对温度进行实时控制。

所述的无线通讯模块2以超低功耗无线射频芯片CC1101为主，其电路原理图如图8所示，能够实现短距离的无线通讯功能，从而良好地应对远程控制需求。通过无线射频芯片与单片机共同组成一个无线数据收发模块。通过无线通信协议传输由温度检测和控制模块采集到的温度信息到模糊控制器模块1，同时将热量信息传送至温度检测和控制模块3，以便用户查看。

所述的温度检测和控制模块3由MSP430系列超低功耗单片机、温度传感器PT1000、按键模块和液晶显示模块组成，用以设定预期房间温度和实现实际温度的测量和热量显示记录功能。其测温模块电路图如图9所示，并根据图10所示的按键模块电路图进行按键设置，以用以设定预期房间温度。显示模块采用LCD液晶显示器设计，单片机带有LCD驱动，将检测到的热量等信息在液晶屏显示。详细的温控主程序流程图和测温模块流程图分别如图11和图12所示。

所述的流量测量模块4采用DN20超声波热量表进行热量的检测；所述的电机驱动阀门模块中采用24BYJ48步进电机驱动DN20球阀阀门控制散热装置的热量。

Claims (1)

1.基于模糊控制算法的热计量无线温度控制系统，包括，依次相连的模糊控制器模块、温度检测和控制模块、无线通讯模块、电机驱动阀门模块和流量测量模块，其特征在于：温度检测和控制模块实时检测室内温度、进行温度设定和热能量消耗的查询和显示，并将实时检测的温度数据输出至无线通讯模块；无线通讯模块不仅将实时检测的温度数据输出给模糊控制器模块，而且将模糊控制器里保存的热量数据传输给温度检测和控制模块，以便进行显示，供用户查询，实现记录热量等信息的功能；模糊控制器模块根据输入的室内实际温度信号，利用模糊控制算法进行计算，将输出的阀门开度信号输出至电机驱动阀门模块，驱动电机工作，控制散热装置的阀门开度，从而控制供暖热水流量达到控制室内温度的目的；流量测量模块用以测量热量消耗值，并将热量值输出给模糊控制器模块，以便借助于无线通讯模块，将热量在温度检测和控制模块中记录下来，从而在实现对温度控制的同时，实现记录热量等信息的功能，用以控制阀门开度的所述的模糊控制器模块的控制方式如下：

1）选择温度误差e和误差的变化量ec作为控制器输入量，选择电机的阀门开度u作为输出控制量；

2）对采集到的精确量进行模糊化，设有论域V，有n个精确温度数据x_i∈V（i=1，2,…,n），同时有m个模糊集合A_j∈V（j=1，2,…,m），如果存在x_i，使得隶属度则称x_i属于模糊集合A_j，表示为：

$x_i\&DownArrow;\left[{\mathrm{\&mu;}}_{A_j}\left(x_i\right)\right]\&Element;A_j$

上述公式表示为精确量x_i隶属度

归属于模糊量A_j。取误差的论域为X，误差变化的论域为Y，控制量的论域为Z；

用模糊集合来描述模糊量，E表示被测温度的实际值t对给定温度值t₀的偏差e=t₀-t的模糊集合，EC表示温差变化率的模糊集合，U表示控制阀门开度的模糊集合；根据模糊划分与量化之间的关系，取E、EC、U的模糊子集个数分别为7、7、5，则模糊集合可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}E=\{\mathrm{NB},\mathrm{NM},\mathrm{NS},\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB}\}\\ \mathrm{EC}=\{\mathrm{NB},\mathrm{NM},\mathrm{NS},\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB}\}\\ U=\{\mathrm{ZO},\mathrm{PS},\mathrm{PM},\mathrm{PB},Z\}\end{array}\right.$

其中，“NB”、“NM”、“NS”、“ZO”、“PS”、“PM”、“PB”、“ZO”、“Z”等这些词汇为模糊量；

通过隶属函数可以确定精确量x所隶属模糊量A_j的隶属度；求取隶属函数，即确定隶属函数的形状；把模糊变量设为正态型模糊变量，其隶属函数为：

${\mathrm{\&mu;}}_{A_j}\left(x\right)=e^{-\frac{{(x-a)}^2}{\mathrm{\&delta;}}}$

其中，a表示为对应于模糊量A_j的精确量，δ的大小直接影响隶属函数曲线的形状；

3）通过模糊推理，建立知识库，得到模糊控制规则；用“if A and B then C”（若A且B则C）语言来描述控制规则，其中A、B为输入量，C为输出量；本系统的模糊控制语言由“if E=PB and EC=PB then U=PB”这样的条件语句组成，本系统形成49条控制规则；

4）根据控制规则确定的规则，通过推理，反模糊化。再根据前面确定的模糊量，得到每一条规则的关系R_k，表示为：

$R_k=\underset{\mathrm{ij}}{\mathrm{\&cup;}}(E_i\&times;{\mathrm{EC}}_j)\&times;U_{\mathrm{ij}}$

其中，i=1,2,…,7；j=1,2,…,7；k=1,2,…,49，“×”表示集合的直积，E_i和EC_j分别是属于E和EC的模糊量，U_ij是在输入量为E_i和EC_j的情况下，根据模糊控制规则得到的输出模糊量；根据每一条模糊语句决定的模糊关系R_k，可得描述整个系统的控制规则，因此，总的模糊关系矩阵R可表示为：

$R=R_1\&cup;R_2\&cup;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;R_{49}=\underset{k=1}{\overset{49}{\mathrm{\&cup;}}}{R}_k$

根据模糊推理合成规则，输出的控制量应是模糊集U：

U=(E×EC)оR

其中，“о”为合成符号，从而，根据上式可计算出对应E和EC论域中的各子集对应的输出U，因此，可建立模糊关系矩阵、根据求出的模糊关系矩阵得出U值，建立模糊控制表；

5）对输出量进行反模糊化，经过模糊推理，将已经模糊化的精确量利用下述加权平均法表达式

$u_o=\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&mu;}\left(u_i\right)\&CenterDot;u_i}{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&mu;}\left(u_i\right)}$

进行反模糊化，可得到实际的控制执行量u_o，其中，u_i为第i个模糊子集所对应的输出量，μ(u_i)为隶属函数；

所述的无线通讯模块以超低功耗无线射频芯片为核心，通过无线射频芯片与单片机共同组成一个无线数据收发模块，实现短距离的无线通讯功能，其主要作用是将实时检测的温度数据以无线通讯的方式通过无线通信协议传输给模糊控制器模块，同时将模糊控制器里保存的热量数据以无线通讯的方式通过无线通信协议传输给温度检测和控制模块，能够良好的应对远程控制需求，以便用户方便地设定所期望的房间温度和查看热量的记录数据；

所述的温度检测和控制模块以低功耗单片机为核心，主要由电源、测温、按键、液晶显示等硬件电路部分组成，电源模块主要设计为单片机、测温、按键等模块提供基准电压，设计电路得到所需电压值；测温模块通过测温元件检测室内温度传输给控制器，根据需要按键个数可以设计多个按键，进行室内温度设定等，满足系统要求功能；液晶显示模块和数据存储模块都可以用单片机内部外围模块功能直接实现，显示模块采用LCD液晶显示器设计，单片机带有LCD驱动，将检测到的热量等信息在液晶屏显示。

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