CN108344012B - 一种抽油烟机自动控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抽油烟机自动控制方法及系统，所述方法包括：S1，根据当前监测的目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取当前环境综合指数和当前环境变化速率；S2，对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化后，对离散化后的结果进行模糊化；S3，根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理，根据精确化后的模糊推理结果调节所述目标抽油烟机的风速。本发明对目标抽油烟机的风速进行平滑控制，提高目标油烟机自动控制的精度；另一方面，结合用户的手动调节确定目标抽油烟机自动调节的风速，提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明属于家用电器领域，更具体地，涉及一种抽油烟机自动控制方法及系统。
背景技术
抽油烟机是一种净化环境的厨房日用电器，一般安装在厨房的灶具上方，用于将炉灶燃烧或烹饪产生的烟雾、油烟、水汽等实时抽走，并排出室外，从而减少厨房污染，净化空气。
目前市场上应用的抽油烟机一般需要使用者根据油烟的浓度对抽油烟机的风速进行手动调节。现有方案中也有对抽油烟机的风速进行自动调节。已有的抽油烟机无级调速控制技术依赖于气敏传感器采集的信息，气敏传感器会随着油烟附着物的增多而逐步钝化，影响风速调节性能。此外，在使用烟雾浓度感应器和烟雾温度感应器进行自动调节时，仅将抽油烟机周围的油烟温度或油烟浓度与预设阈值进行比较，根据比较结果自动调节抽油烟机的风速。一方面，确定抽油烟机风速的因素单一，控制风速的精度差；另一方面，自动调节的结果与用户需要调节的结果可能存差异，用户体验感较差。
综上所述，现有技术中仅将抽油烟机周围的油烟温度或油烟浓度与预设阈值进行比较，根据比较结果自动调节抽油烟机的风速，导致控制精度差，用户体验差。
发明内容
为克服上述现有技术中抽油烟机的风速控制精度差，用户体验差的问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种抽油烟机自动控制方法及系统。
根据本发明的第一方面，提供一种抽油烟机自动控制方法，包括：
S1，根据当前监测的目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取当前环境综合指数和当前环境变化速率；
S2，对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化后，对离散化后的结果进行模糊化；
S3，根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理，根据精确化后的模糊推理结果调节所述目标抽油烟机的风速。
具体地，所述步骤S1中的当前环境综合指数Ci通过以下公式获取：
Ci＝α*100*S/Sd+β*100*(T-t)/Td；
α+β＝1；
其中，α和β为权重，S为所述油烟浓度，T为所述油烟温度，t为室温，Sd为油烟浓度测量的最大行程，Td为油烟温度测量的最大行程。
具体地，所述步骤S1中的当前环境变化速率e通过以下公式获取：
e＝(Ci-Ci-1)/Ci*100％；
其中，Ci-1为根据上次监测到的目标抽油烟机周围的油烟浓度和油烟温度获取的环境综合指数，Ci为所述当前环境综合指数。
具体地，所述步骤S2具体包括：
对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率取整；
将取整后的所述当前环境综合指数除以预设综合输入刻度后取整；
将取整后的所述当前环境变化速率转化为角度，将所述角度除以预设综合变化刻度后取整。
具体地，所述步骤S3中根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理的公式为：
F＝u*(Kci'+σ*Ke')；
其中，F为模糊推理结果，u为所述第一用户体验指数，σ为预设速率变化响应指数，Kci'为模糊化的所述当前环境综合指数，Ke'为模糊化的所述当前环境变化速率，所述第一用户体验指数为最近一次自动调节风速后用户手动调节的风速与所述最近一次自动调节的风速之间的比值。
具体地，所述步骤S3中还包括通过以下公式对所述模糊结果进行精确化：
R＝[Rmax*F/Fmax]；
其中，R为精确化后的模糊推理结果，Rmax为所述目标抽油烟机中电机的预设调速最大指数，F为所述模糊推理结果，Fmax为预设综合变化最大指数，[]表示取整。
具体地，所述步骤S3之后还包括：
当捕捉到用户手动调节所述目标抽油烟机的风速的操作时，将所述用户手动调节的风速除以精确化后的所述模糊推理结果获取第二用户体验指数；
使用所述第二用户体验指数更新所述第一用户体验指数。
根据本发明的第二方面，提供一种抽油烟机自动控制系统，包括：
烟雾浓度感应器、烟雾温度感应器、室温感应器、模糊逻辑控制器、无极变速器、电机驱动模块和风机；
其中，所述烟雾浓度感应器用于监测目标抽油烟机周围的油烟浓度，将所述油烟浓度传递给所述模糊逻辑控制器；
所述烟雾温度感应器用于监测所述目标抽油烟机周围的油烟温度，将所述油烟温度传递给所述模糊逻辑控制器；
所述室温感应器用于将监测到的室温传递给所述模糊逻辑控制器；
所述模糊逻辑控制器用于根据接收的所述油烟浓度、所述油烟温度和所述室温，执行上述的方法；
所述模糊逻辑控制器与所述无极变速器相连，所述无极变速器与所述电机驱动模块相连，所述电机驱动模块与所述风机相连。
具体地，所述系统还包括热红外感应器和蜂鸣器；
所述热红外感应器用于将监测的热红外信息发送给所述模糊逻辑控制器；
模糊逻辑控制器还用于当根据所述热红外信息判断所述目标抽油烟机周围无人时，启动所述蜂鸣器。
本发明提供一种抽油烟机自动控制方法及系统，该方法通过实时检测目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取目标抽烟机的当前环境综合指数和当前环境变化速率，并对二者进行离散化和模糊化后，再进行模糊推理，根据模糊推理结果调节目标抽油烟机的风速，从而对目标抽油烟机的风速进行平滑控制，提高目标油烟机自动控制的精度；另一方面，结合用户的手动调节确定目标抽油烟机自动调节的风速，提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制方法整体流程示意图；
图2为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制方法中风速调节的模糊控制算法示意图；
图3为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制系统整体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制系统前视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制系统底部仰视结构示意图；
其中1为烟雾浓度感应器，2为烟雾温度感应器，3为室温感应器，4为模糊逻辑控制器，5为无极变速器，6为电机驱动模块，7为风机，8为进风口，9为操作面板，10为电源开关，11为液晶显示器，12为热红外感应器，13为蜂鸣器，14为照明灯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的一个实施例中提供一种抽油烟机自动控制方法，图1为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制方法整体流程示意图，该方法包括：S1，根据当前监测的目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取当前环境综合指数和当前环境变化速率；S2，对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化后，对离散化后的结果进行模糊化；S3，根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理，根据精确化后的模糊推理结果调节所述目标抽油烟机的风速。
具体地，S1中，使用烟雾浓度感应器实时监测所述目标抽油烟机周围的油烟浓度，使用烟雾温度感应器实时监测所述目标抽油烟机周围的油烟温度，使用室温感应器实时检测室温。模糊逻辑控制器根据当前检测到的所述目标抽油烟机周围的油烟温度、油烟浓度和室温，获取当前环境综合变化指数。所述当前环境综合指数用于评价所述目标抽烟机周围环境中油烟浓度和油烟温度的综合情况。根据当前所述环境综合指数和上一时刻的环境综合指数，获取当前环境变化速率。所述当前环境变化速率用于评价所述目标抽烟机周围环境变化的速度。S2中，模糊逻辑控制器对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化，对离散化后的所述当前环境综合指数和所述当前环境进行模糊化。S3中，所述第一用户体验指数为最近一次更新的结果，即最近一次自动调节所述目标抽油烟机的风速后用户手动调整的风速与所述最近一次自动调节的风速之间的比值，满足用户个性化的调整要求，并能消除传感器钝化造成的调整不精确的影响。控制过程中，用户的手动操作优先。所述预设速率变化响应指数为预先设置的常数。根据所述预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行模糊推理。对模糊推理结果进行精确化。根据精确化后的所述模糊推理结果调节所述目标抽油烟机的风速。
本实施例通过实时检测目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取目标抽烟机的当前环境综合指数和当前环境变化速率，并对二者进行离散化和模糊化后，再进行模糊推理，根据模糊推理结果调节目标抽油烟机的风速，从而对目标抽油烟机的风速进行平滑控制，提高目标油烟机自动控制的精度；另一方面，结合用户的手动调节确定目标抽油烟机自动调节的风速，提高了用户体验。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤S1中的当前环境综合指数Ci通过以下公式获取：
Ci＝α*100*S/Sd+β*100*(T-t)/Td；
α+β＝1；
其中，α和β为权重，S为所述油烟浓度，T为所述油烟温度，t为室温，Sd为油烟浓度测量的最大行程，Td为油烟温度测量的最大行程。
具体地，α和β根据油烟浓度和油烟温度对所述当前环境综合指数的影响设置，Sd为烟雾浓度感应器能测量的最大油烟浓度，Td为烟雾温度感应器能测量的最大油烟温度。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤S1中的当前环境变化速率e通过以下公式获取：
e＝(Ci-Ci-1)/Ci*100％；
其中，Ci-1为根据上次监测到的目标抽油烟机周围的油烟浓度和油烟温度获取的环境综合指数，Ci为所述当前环境综合指数。
具体地，对目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温进行实时检测，从而实时获取所述目标抽油烟机的环境综合指数。所述环境变化速率用所述当前环境综合指数Ci和上次的所述环境综合指数Ci-1之差除以所述当前环境综合指数获取。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述步骤S2具体包括：对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率取整；将取整后的所述当前环境综合指数除以预设综合输入刻度后取整；将取整后的所述当前环境变化速率转化为角度，将所述角度除以预设综合变化刻度后取整。
具体地，对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化为对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率取整，即KCi＝取整[Ci]，Ke＝取整[e]。对离散后的所述当前环境综合指数进行模糊化，即KCi’＝取整[KCi/cd]，其中，KCi’为模糊化后的所述当前环境综合指数，cd为预设综合输入刻度，所述预设综合输入刻度为预设常数。对离散后的所述当前环境变化速率进行模糊化，即Ke’＝取整[arctg(Ke)/ed]，其中，Ke’为模糊化后的所述当前环境变化速率，ed为预设综合变化刻度，所述预设综合变化刻度为预设常数。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述步骤S3中根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理的公式为：
F＝u*(KCi'+σ*Ke')；
其中，F为模糊推理结果，u为所述第一用户体验指数，σ为预设速率变化响应指数，KCi'为模糊化的所述当前环境综合指数，Ke'为模糊化的所述当前环境变化速率，所述第一用户体验指数为最近一次自动调节风速后用户手动调节的风速与所述最近一次自动调节的风速之间的比值。
具体地，σ为预设速率变化响应指数，所述预设速率变化响应指数为预设常数。所述第一用户体验指数为最近一次自动调节风速后用户手动调节的风速与所述最近一次自动调节的风速之间的比值。本实施例使得目标抽油烟机风速的调节同时受到目标抽油烟机周围的环境和用户的历史操作影响，提高了用户体验。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述步骤S3中还包括通过以下公式对所述模糊结果进行精确化：
R＝[Rmax*F/Fmax]；
其中，R为精确化后的模糊推理结果，Rmax为所述目标抽油烟机中电机的预设调速最大指数，F为所述模糊推理结果，Fmax为预设综合变化最大指数，[]表示取整。
具体地，所述预设调速最大指数为所述目标抽油烟机中电机所能调节的最大速度。所述预设综合变化最大指数为所述模糊推理结果所能达到的最大值。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述步骤S3之后还包括：当捕捉到用户手动调节所述目标抽油烟机的风速的操作时，将所述用户手动调节的风速除以精确化后的所述模糊推理结果获取第二用户体验指数；使用所述第二用户体验指数更新所述第一用户体验指数。如此不断更新。
具体地，在对所述目标抽油烟机的风速进行自动调解后，若用户手动对所述目标抽油烟机的风速进行调节，则所述第二用户体验指数u’＝R’/R，其中，R’为所述用户手动调节的风速。使用所述第二用户体验指数u’更新所述第一用户体验指数u。现有技术中采用系统默认的参数进行自动调节，不能满足用户个性化要求；此外，传感器采集的数据精度不够，导致自动控制的结果不精确。本实施例通过同时根据用户体验指数和传感器采集的数据进行自动调节，满足用户个性化的调整要求，提高自动控制的精度，并能消除传感器钝化造成调整不准确的影响。
图2为风速调节的模糊控制算法示意图。模糊逻辑控制器根据所述模糊控制算法的输出结果控制无极变速器，所述无极变速器进而控制风机的转速，从而控制目标抽油烟机的风速。
在本发明的另一个实施例中提供一种抽油烟机自动控制系统，图3为本发明实施例提供的抽油烟机自动控制系统整体结构示意图，该系统包括：烟雾浓度感应器1、烟雾温度感应器2、室温感应器3、模糊逻辑控制器4、无极变速器5、电机驱动模块6和风机7；其中，所述烟雾浓度感应器1用于监测目标抽油烟机周围的油烟浓度，将所述油烟浓度传递给所述模糊逻辑控制器4；所述烟雾温度感应器2用于监测所述目标抽油烟机周围的油烟温度，将所述油烟温度传递给所述模糊逻辑控制器4；所述室温感应器3用于将监测到的室温传递给所述模糊逻辑控制器4；所述模糊逻辑控制器4用于根据接收的所述油烟浓度、所述油烟温度和所述室温，执行上述各方法实施例；所述模糊逻辑控制器4与所述无极变速器5相连，所述无极变速器5与所述电机驱动模块6相连，所述电机驱动模块6与所述风机7相连。
具体地，如图4和图5所示，所述烟雾浓度感应器1、所述烟雾温度感应器2、所述室温感应器3和所述无极变速器5与所述模糊逻辑控制器4相连。所述室温感应器3安装在抽油烟机箱体上方，所述烟雾浓度感应器1、所述烟雾温度感应器2安装在进风口8附近。操作面板9、电源开关10和液晶显示器11安装在抽油烟机前侧。所述模糊逻辑控制器4、所述无极变速器5和所述电机驱动模块6安装在所述抽油烟机箱体内部。所述风机7采用交流风机，所述风机7上安装有风轮，所述风轮安装在进风口8上方。
所述模糊逻辑控制器4的输入端连接所述烟雾浓度感应器1、所述烟雾温度感应器2和所述室温感应器3的输出端，所述模糊逻辑控制器4的输出端连接所述电源开关10和所述无极变速器5。所述模糊逻辑控制器4集成模糊控制算法，执行上述各方法实施例。所述模糊控制器4在电源开关10打开后，实时获取所述烟雾浓度感应器1、所述烟雾温度感应器2和所述室温感应器3采集的信息，根据模糊控制算法的计算结果实时调节所述无极变速器5。用户可以通过操作面板9设置调节参数。所述液晶显示器11实时显示油烟温度、油烟浓度、抽油机的状态等信息。当所述模糊逻辑控制器根据模糊控制算法的计算结果大于第一预设阈值时，通过所述液晶显示器11显示预警状态，并向煤气控制阀发送关闭指令。此外，当所述模糊逻辑控制器根据模糊控制算法的计算结果小于第二预设阈值时，关闭烟道，进入待机状态。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述系统还包括热红外感应器12和蜂鸣器13；所述热红外感应器12用于将监测的热红外信息发送给所述模糊逻辑控制器4；所述模糊逻辑控制器4还用于当根据所述热红外信息判断所述目标抽油烟机周围无人时，启动所述蜂鸣器13。
具体地，所述热红外感应器12和所述蜂鸣器13与所述模糊逻辑控制器4相连。如果所述模糊逻辑控制器根据所述热红外感应器12传递的红外信息判断抽油烟机周围无人，则启动蜂鸣器13，提醒用户及时干预。所述照明灯14用于为用户照明。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种抽油烟机自动控制方法，其特征在于，包括：
S1，根据当前监测的目标抽油烟机周围的油烟浓度、油烟温度和室温，获取当前环境综合指数和当前环境变化速率；
S2，对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率进行离散化后，对离散化后的结果进行模糊化；
S3，根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理，根据精确化后的模糊推理结果调节所述目标抽油烟机的风速；
其中，所述步骤S1中的当前环境综合指数Ci通过以下公式获取：
Ci＝α*100*S/Sd+β*100*(T-t)/Td；
α+β＝1；
其中，α和β为权重，S为所述油烟浓度，T为所述油烟温度，t为室温，Sd为油烟浓度测量的最大行程，Td为油烟温度测量的最大行程；
所述步骤S1中的当前环境变化速率e通过以下公式获取：
e＝(Ci-Ci-1)/Ci*100％；
其中，Ci-1为根据上次监测到的目标抽油烟机周围的油烟浓度和油烟温度获取的环境综合指数，Ci为所述当前环境综合指数；
所述步骤S2具体包括：
对所述当前环境综合指数和所述当前环境变化速率取整；
将取整后的所述当前环境综合指数除以预设综合输入刻度后取整；
将取整后的所述当前环境变化速率转化为角度，将所述角度除以预设综合变化刻度后取整；
所述步骤S3中根据预先获取的第一用户体验指数和预设速率变化响应指数对模糊化后的结果进行模糊推理的公式为：
F＝u*(KCi'+σ*Ke')；
其中，F为模糊推理结果，u为所述第一用户体验指数，σ为预设速率变化响应指数，KCi'为模糊化的所述当前环境综合指数，Ke'为模糊化的所述当前环境变化速率，所述第一用户体验指数为最近一次自动调节风速后用户手动调节的风速与所述最近一次自动调节的风速之间的比值；
所述步骤S3中还包括通过以下公式对所述模糊结果进行精确化：
R＝[Rmax*F/Fmax]；
其中，R为精确化后的模糊推理结果，Rmax为所述目标抽油烟机中电机的预设调速最大指数，F为所述模糊推理结果，Fmax为预设综合变化最大指数，[]表示取整；
所述步骤S3之后还包括：
当捕捉到用户手动调节所述目标抽油烟机的风速的操作时，将所述用户手动调节的风速除以精确化后的所述模糊推理结果获取第二用户体验指数；
使用所述第二用户体验指数更新所述第一用户体验指数。
2.一种抽油烟机自动控制系统，其特征在于，包括：烟雾浓度感应器、烟雾温度感应器、室温感应器、模糊逻辑控制器、无极变速器、电机驱动模块和风机；
其中，所述烟雾浓度感应器用于监测目标抽油烟机周围的油烟浓度，将所述油烟浓度传递给所述模糊逻辑控制器；
所述烟雾温度感应器用于监测所述目标抽油烟机周围的油烟温度，将所述油烟温度传递给所述模糊逻辑控制器；
所述室温感应器用于将监测到的室温传递给所述模糊逻辑控制器；
所述模糊逻辑控制器用于根据接收的所述油烟浓度、所述油烟温度和所述室温，执行如权利要求1所述的方法；
所述模糊逻辑控制器与所述无极变速器相连，所述无极变速器与所述电机驱动模块相连，所述电机驱动模块与所述风机相连。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括热红外感应器和蜂鸣器；
所述热红外感应器用于将监测的热红外信息发送给所述模糊逻辑控制器；
模糊逻辑控制器还用于当根据所述热红外信息判断所述目标抽油烟机周围无人时，启动所述蜂鸣器。
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|---|---|
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