CN112413952B - 变频冰箱制冷化霜温度控制系统、方法、控制器及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于变频冰箱控制技术领域，公开了一种变频冰箱制冷化霜温度控制系统、方法、控制器及介质，具体为，根据变频冰箱的性能参数特点设计温度模糊控制策略表，并将模糊控制策略表配置在变频冰箱制冷化霜温度控制系统中；设定变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度，若变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度传感器检测精度低于应用的模糊控制策略的温度检测精度，则应用最小二乘法提升变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度。本发明在不使制冷压缩机停机的条件下，化霜电路启动一段时间使蒸发器温度精确提升避免蒸发器结霜，从而降低制冷压缩机起动与停机的频率，同时减少加热化霜时间，使冰箱的能量损耗与压缩机损耗降低。

Description

变频冰箱制冷化霜温度控制系统、方法、控制器及介质

技术领域

本发明属于变频冰箱控制技术领域，尤其涉及一种变频冰箱制冷化霜温度控制系统、方法、控制器及介质。

背景技术

目前，变频冰箱采用变频制冷压缩机制冷，变频制冷压缩机是一种采用了可调速电机的压缩机，其能够根据制冷需求调节压缩机的转速，进而调节制冷量。相比于定频冰箱，变频冰箱运行时的温度波动小、制冷效率高、能量消耗更少，节能效果非常明显。在通常情况下，变频冰箱制冷与化霜的控制机制为：控制系统检测冰箱间室内的实时温度，将其与设定的间室温度相比较，当实时温度高于设定的间室温度时，冰箱压缩机起动并开始制冷；同时，冰箱蒸发器上配置的化霜传感器检测蒸发器是否上霜，若检测到蒸发器已经结霜，则冰箱控制系统命令制冷压缩机停止工作，同时命令化霜电路启动，通过加热的方式将蒸发器上的凝霜融化蒸发，从而去除蒸发器上的凝霜，使蒸发器恢复正常工作状态。

常用的冰箱化霜电路进行工作时，需要使制冷压缩机停机并停止制冷，同时化霜电路加热蒸发器使凝霜融化蒸发完成除霜过程。制冷压缩机停机并开始加热化霜的过程时，冰箱间室内的温度会大幅升高，对冰箱内需要冷冻冷藏的食物产生负面影响；此外，冰箱在“停止制冷-加热化霜-重新制冷”过程中会额外消耗更多的电能量使冰箱制冷降低间室温度，能量损耗增加；并且制冷压缩机反复的起动与停机会使压缩机寿命大幅降低。基于上述问题，需要设计一种变频冰箱的制冷化霜温度控制方法，使冰箱控制系统的温度控制能力更强，并尽可能地避免化霜过程中制冷压缩机频繁地起动与停机，减少能量损耗。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)变频冰箱控制系统在制冷过程与化霜过程中需要频繁起动与停止制冷压缩机运行而引起的能量损耗与压缩机损耗等问题；

(2)变频冰箱化霜时间与化霜后重新制冷时间过长导致的冰箱间室温度大幅升高且无法及时降低的问题；

(3)变频冰箱在制冷与化霜过程中温度控制不够精确的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种变频冰箱制冷化霜温度控制系统、方法、控制器及介质，具体涉及一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法。

本发明是这样实现的，一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器，所述用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器配置了根据变频冰箱的性能参数特点设计的模糊控制策略表，并将所述模糊控制器配置在所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统中；

设定所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度，若所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度，则应用最小二乘法提升所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度。

本发明的另一目的在于提供一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器的设计方法，包括：

(1)确定模糊控制器的变量、维度与结构；

(2)确定模糊控制器的目标温度与实际温度差值论域、目标温度与实际温度差值变化率论域以及模糊控制器输出变量的模糊论域；

(3)利用隶属度函数生成模糊控制器的模糊规则；制作模糊控制规则表并基于模糊控制规则表设定模糊控制器；

(4)确定模糊控制器的清晰化规则。

进一步，所述步骤(1)包括：所述模糊控制器的输入变量为目标温度与实际温度的差值以及目标温度与实际温度的差值变化率，模糊控制器为二维模糊控制器；

所述步骤(2)包括：确定温度控制器的所述温度差值论域及所述温度差值变化率论域，其中，所述温度差值论域为一温度范围，温度差值变化率论域为一温度随时间变化率范围。以2m+1个三角形子集覆盖所述温度差值的范围，以2n+1个三角形子集覆盖所述温度差值变化率的范围(m与n取正整数)，并使用量化因子使模糊论域与对应变量的物理论域相对应。

对于任意的物理论域Xj＝[a,b](a≠b)及模糊论域Nj＝[-nj,nj]，可以通过以下的计算方法计算量化因子kj：

k_j＝2n_j/|b-a|

通过计算出的量化因子即可将物理论域及模糊论域对应。模糊控制器的输出变量U的模糊论域按照控制系统的控制参数及实际应用情况设定；

所述步骤(3)包括：将所述温度差值论域、所述温度差值变化率论域及所述模糊输出变量论域以奇数个完备模糊子集覆盖，所有隶属度函数都采用三角形隶属度函数；根据各论域的隶属度函数，创建模糊控制器的模糊控制规则；

所述步骤(4)包括：利用对应的隶属度函数将输出变量转换为精确的清晰值完成控制操作；所述模糊控制器的每一个输出变量均对应两个输入变量，每一个精确的输出值均对应两个模糊值，在对应的输出隶属度函数中，得到两个模糊值隶属度较大的值并依据此模糊值寻找出对应的清晰值，模糊控制器输出此清晰值完成后续控制。

本发明的另一目的在于提供一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器的控制方法，包括：

1)设定目标温度，利用蒸发器附近的温度传感器检测获得蒸发器附近的温度，作为控制系统进行模糊控制的实际温度；

2)、控制系统计算出温度差值以及温度差值变化率，根据传感器精度条件，若传感器精度低于所需精度要求，则重新计算处理并输入控制系统的温度差值及温度差值变化率；

3)、将步骤1)、步骤2)两组输入变量分别进行模糊化处理，得出温度差值模糊值及温度差值变化率模糊值，将两组模糊变量代入模糊规则表，获得模糊输出变量；

4)、模糊控制器将输出模糊量进行清晰化变换，具体为分别求解出温度差值与温度差值变化率两者的对应模糊输出变量的隶属度，取两者隶属度最大值，并在输出隶属度函数的对应模糊子集上，寻找所述模糊输出变量隶属度最大值的绝对值所对应的输出值，获取温度控制的清晰化指令，模糊控制器将此清晰化指令输出至冰箱温度控制系统，控制冰箱蒸发器及间室温度。

本发明的另一目的在于提供一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制系统，包括：

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器、温度比较计算模块、温度微分计算模块、模糊控制器、制冷压缩机与化霜电路；

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器检测获得冰箱冷藏室及蒸发器的实际温度，温度比较计算模块对目标温度与实际温度进行比较计算获得温度差值，温度微分计算模块对获得的温度差值进行微分计算获得温度差值的变化率，控制系统将温度差值与温度差值变化率输入至模糊控制器，通过模糊控制器获得控制信号并将控制信号输入至制冷压缩机或者化霜电路，完成冰箱升温或降温的控制过程。

本发明的另一目的在于提供一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法，包括：

步骤一，根据变频冰箱的性能参数特点确定模糊控制策略表，并配置于冰箱控制系统中；

步骤二，设置冰箱控制系统的温度检测精度；基于确定的模糊控制策略表以及温度检测精度对变频冰箱控制系统进行初始化设置，设定冰箱间室的目标温度，开启冰箱；

步骤三，冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度，并计算目标温度与实际温度的差值ΔT的大小；同时通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率；

步骤四，将步骤三得到的温度差值及温度差值变化率输入至设定好的模糊控制器中，模糊控制器根据模糊控制规则确定模糊控制器的输出指令，驱动制冷压缩机工作精确降低冰箱间室温度，或驱动化霜电路工作精确升高冰箱间室温度；

步骤五，冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值差值为0。若ΔT＝0，则停止当前控制区间内的温度控制操作，返回步骤三，进行下一温度检测区间内的温度控制操作。

进一步，所述步骤二中，所述设置冰箱控制系统温度检测精度包括：若冰箱控制系统温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度要求，则利用最小二乘法提升冰箱控制系统的温度检测精度；

具体包括：

所述最小二乘法为：计算获取被测量真值的最佳值，令所述最佳值为使各次测量偏差的平方和最小的数值；最小二乘法表达式为：

在式(1)中，xi为第i次测量值，xbest为最佳值，Smin为S的最小值；设x与y两个物理量之间存在函数关系y＝ax+b，且a与b为两个待定参数，若存在n组x与y的测量值{xi，yi}(i＝1,2,...,n)，则对参数a、b进行估计；按照最小二乘法，参数a、b的估算值a’与b’应当使下式取最小值，如下所示：

为使式(2)中的S(a’,b’)达到最小值，则应使S对a’与b’的一阶偏导数等于0，同时二阶偏导数大于0；由一阶偏导数等于0为条件，整理后得出a’与b’的计算方法，如下式所示：

式中带有上划线的变量为对应变量的平均值；通过式(3)中计算出的参数，能够确定一个最佳的线性方程，方程中的两个待定系数a’与b’以式(3)中的计算方法计算得出；通过选取检测区间内的检测温度Ti与传感器测量信号Ki数据进行直线拟合，计算出拟合曲线的参数；拟合曲线如式(4)所示：

T_i＝a'K_i+b' (4)

式(4)中的参数a’与b’确定后，将该检测区间内传感器检测出的任意电压信号或电流信号Ki代入式(4)中，计算出精度更高的检测温度Ti，若冰箱控制系统采用多个温度传感器同时进行温度检测，将检测区间内每个温度传感器的检测值利用最小二乘法原理拟合成多条直线，再利用求平均值的方式计算出多个温度传感器在同一温度检测点的具有更高精度的检测温度平均值；

若存在n个温度传感器同时进行温度检测，在同一个温度检测区间内，可以求解出n组线性方程系数an’与bn’，最终计算出的精度更高的检测温度Tn。每一个温度检测点的n个温度传感器的检测信号为Kn(Kn可以为任意的检测信号，例如电压或者电流等)，则利用式(5)所示的方法计算出Tn，如下所示：

所述步骤三包括：将检测获得的实际温度与目标温度相比较，获取实际温度与目标温度的差值及温度差值变化率，温度差值ΔT的计算方法如式(6)所示，温度差值变化率Δa的计算方法如式(7)所示；

ΔT＝T_实际-T_目标 (6)

将计算获得的当前温度差值及温度差值变化率输入模糊控制器，完成模糊控制过程；

步骤五中，所述冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温包括：

当若ΔT＝0，则实际温度与目标温度相同，控制系统停止对冰箱温度进行控制；

若ΔT>0，则实际温度大于目标温度，控制系统控制冰箱进入降温模式即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成降温工作；

若ΔT<0，则实际温度小于目标温度，控制系统控制冰箱进入升温模式即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成升温工作。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法的变频冰箱。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的控制方法应用了模糊控制原理，通过检测温度变化来精确控制变频冰箱的制冷与化霜过程，使冰箱间室温度保持在合理范围内。当温度降低可能出现结霜现象时，在不使制冷压缩机停机的条件下，化霜电路启动一段时间使蒸发器温度提升避免蒸发器结霜，从而降低制冷压缩机起动与停机的频率，同时减少加热化霜时间，使冰箱的能量损耗与压缩机损耗进一步降低。当冰箱间室及蒸发器实际温度与目标温度差距较大时，冰箱控制系统将对应地控制冰箱增大制冷量或发热量，当实际温度与目标温度差距较小时，冰箱控制系统将对应地控制冰箱减小制冷量或发热量，通过此种方式能够更加精确地控制变频冰箱的温度，达到高效、节能的目的。

本发明的控制方法能够较为精确地控制冰箱间室温度，减少蒸发器化霜所需的压缩机停机操作的时长，避免了冰箱间室由于制冷压缩机停机而产生温度大幅升高的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法原理图。

图2是本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法流程图。

图3是本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制系统图。

图4是本发明实施例中温度差值的模糊隶属度函数示意图。

图5是本发明实施例中温度差值变化率的模糊隶属度函数示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器，搭载在变频冰箱制冷化霜温度控制系统上，所述用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器中配置了根据变频冰箱的性能参数特点设计的模糊控制策略表。

本发明还提供一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器的控制方法，包括：

1)设定目标温度，利用蒸发器附近的温度传感器检测获得蒸发器附近的温度，作为控制系统进行模糊控制的实际温度；

2)、控制系统计算出温度差值以及温度差值变化率，根据传感器精度条件，若传感器精度低于所需精度要求，则重新计算处理并输入控制系统的温度差值及温度差值变化率；

3)、将步骤1)、步骤2)两组输入变量分别进行模糊化处理，得出温度差值模糊值及温度差值变化率模糊值，将两组模糊变量代入模糊规则表，获得模糊输出变量；

4)、模糊控制器将输出模糊量进行清晰化变换，具体为分别求解出温度差值与温度差值变化率两者的对应模糊输出变量的隶属度，取两者隶属度最大值，并在输出隶属度函数的对应模糊子集上，寻找所述模糊输出变量隶属度最大值的绝对值所对应的输出值，获取温度控制的清晰化指令，模糊控制器将此清晰化指令输出至冰箱温度控制系统，控制冰箱蒸发器及间室温度。本发明还提供一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法，包括：

步骤一，根据变频冰箱的性能参数特点确定模糊控制策略表，并配置于冰箱控制系统中；

步骤二，设置冰箱控制系统的温度检测精度；基于确定的模糊控制策略表以及温度检测精度对变频冰箱控制系统进行初始化设置，设定冰箱间室的目标温度，开启冰箱；

步骤三，冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度，并计算目标温度与实际温度的差值ΔT的大小；同时通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率；

步骤四，将步骤三得到的温度差值及温度差值变化率输入至设定好的模糊控制器中，模糊控制器根据模糊控制规则确定模糊控制器的输出指令，驱动制冷压缩机工作精确降低冰箱间室温度，或驱动化霜电路工作精确升高冰箱间室温度；

步骤五，冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值为0。若ΔT＝0，则停止当前控制区间内的温度控制操作，返回步骤三，进行下一温度检测区间内的温度控制操作。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法包括：

通过温度传感器，对冰箱间室温度及蒸发器温度进行检测，并根据检测温度精确控制冰箱间室与蒸发器的温度变化，将冰箱间室温度控制在合理范围内。

如图2所示，本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法包括：

S101，根据变频冰箱的性能参数特点确定模糊控制策略表，并将其配置于冰箱控制系统中；

S102，设置冰箱控制系统的温度检测精度；基于确定的模糊控制策略表以及温度检测精度对变频冰箱控制系统进行初始化设置，设定冰箱间室的目标温度，开启冰箱；

S103，冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度，并计算目标温度与实际温度的差值ΔT的大小；同时通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率；

S104，将步骤S103得到的温度差值及温度差值变化率输入至设定好的模糊控制器中，模糊控制器根据模糊控制规则确定模糊控制器的输出指令，驱动制冷压缩机工作精确降低冰箱间室温度，或驱动化霜电路工作精确升高冰箱间室温度；

S105，冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值ΔT＝0，则停止当前控制区间内的温度控制操作，返回步骤S103，进行下一温度检测区间内的温度控制操作。

步骤S102中，本发明实施例提供的设置冰箱控制系统温度检测精度包括：若冰箱控制系统温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度要求，则利用最小二乘法提高冰箱控制系统的温度检测精度。

步骤S103中，本发明实施例提供的通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率包括：

ΔT＝T_实际-T_目标；

步骤S104中，本发明实施例提供的模糊控制器设定方法包括：

(1)确定温度模糊控制器的变量、维度与结构；

(2)确定温度模糊控制器的目标温度与实际温度差值论域、目标温度与实际温度差值变化率论域以及模糊控制器输出变量的模糊论域；

(3)利用隶属度函数生成模糊控制器的模糊规则；制作模糊控制规则表并基于模糊控制规则表设定模糊控制器；

(4)确定模糊控制器的清晰化规则。

步骤S105中，本发明实施例提供的冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温包括：

当若ΔT＝0，则实际温度与目标温度相同，控制系统停止对冰箱温度进行控制；

若ΔT>0，则实际温度大于目标温度，控制系统控制冰箱降温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成降温工作；

若ΔT<0，则实际温度小于目标温度，控制系统控制冰箱升温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成升温工作。

如图3-图4所示，本发明实施例提供的基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制系统包括：

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器、温度比较计算模块、温度微分计算模块、模糊控制器、制冷压缩机与化霜电路；

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器检测获得冰箱冷藏室及蒸发器附近的实际温度，温度比较计算模块对目标温度与实际温度进行比较计算获得温度差值，温度微分计算模块对获得的温度差值进行微分计算获得温度差值的变化率，控制系统将温度差值与温度差值变化率输入至模糊控制器，通过模糊控制器获得控制信号并将控制信号输入至制冷压缩机或者化霜电路，完成冰箱升温或降温的控制过程。

实施例2：

本发明公开了一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法，适用于变频冰箱控制领域。此控制方法通过模糊控制的方式，对冰箱间室温度及蒸发器附近温度进行检测，并根据检测结果精确控制冰箱间室与蒸发器的温度变化，使冰箱间室温度保持在合理范围内。当温度降低可能出现结霜现象时，在不使制冷压缩机停机的条件下，化霜电路启动一段时间使蒸发器温度提升避免蒸发器结霜，从而降低制冷压缩机起动与停机的频率，同时减少加热化霜时间，使冰箱的能量损耗与压缩机损耗进一步降低。

本发明中，控制方法技术特征为，包括以下步骤：

根据变频冰箱的性能参数特点设计模糊控制策略表，并将其配置在冰箱控制系统中；

设定冰箱控制系统的温度检测精度，若冰箱控制系统温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度要求，则应用最小二乘法提高冰箱控制系统的温度检测精度；

根据本发明上述内容对变频冰箱控制系统进行初始化设置，设定冰箱间室的目标温度，使冰箱启动并开始工作；

冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器附近的实际温度，并计算出目标温度与实际温度的差值ΔT的大小。冰箱控制系统通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，获得冰箱间室及蒸发器内温度差值的变化率；

将发明中所述温度差值及温度差值变化率输入至设定好的模糊控制器中，模糊控制器根据模糊控制规则确定模糊控制器的输出指令，驱动制冷压缩机工作以精确降低冰箱间室温度，或驱动化霜电路工作以精确升高冰箱间室温度。

冰箱控制系统按照模糊控制器的输出指令操控冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值若ΔT＝0，则停止当前控制区间内的控制操作，返回所述的控制步骤，完成下一温度检测区间内的温度控制过程。

实施例3：

本发明为一种基于模糊控制方式的冰箱制冷化霜温度控制方法，其通过模糊控制方式控制冰箱的升温与降温过程，精确控制冰箱间室与蒸发器温度，减少制冷压缩机起动与停止频率，减少化霜电路加热时间，以达到高效、节能的控制效果。

图1所示为应用本发明的冰箱制冷化霜模糊控制方法的一控制系统实施例的示意图。此控制系统包括：冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器、温度比较计算模块、温度微分计算模块、模糊控制器、制冷压缩机与化霜电路。将冷藏室及蒸发器的目标温度设置完成并输入控制系统后，控制系统开始工作。控制系统中的温度传感器检测获得冰箱冷藏室及蒸发器附近的实际温度，温度比较计算模块对目标温度与实际温度进行比较计算获得温度差值，温度微分计算模块对获得的温度差值进行微分计算获得温度差值的变化率，控制系统将温度差值与温度差值变化率输入至模糊控制器，通过模糊控制器获得控制信号并将控制信号输入至制冷压缩机或者化霜电路，完成冰箱升温或降温的控制过程。

实施例4

应用本发明方法的控制系统的控制流程如图2所示，图2中冰箱制冷化霜温度控制过程的具体实施步骤如下：

对冰箱控制系统进行初始化，并由外部设定冰箱冷藏室与冷冻室需要达到的间室温度，即目标温度。

设定冰箱控制系统内部温度传感器检测与计算的精度，使冰箱控制系统能够按照设定的模糊控制方式控制冰箱的制冷与化霜功能。具体实施方法如下：常用的冰箱温度传感器为电阻式温度传感器，电阻式温度传感器所检测的环境温度变化时，其自身电阻值将随环境温度变化而变化，对电阻式温度传感器上的电压或通过电阻式传感器的电流进行采样，就能够获取不同温度条件下，电阻式温度传感器反馈的不同电压值或电流值，控制系统通过检测电阻式温度传感器的电压值或电流值来获取温度信号。通过对常用冰箱温度传感器的研究，总结出常用冰箱温度传感器的精度为±1℃、±0.5℃、±0.1℃。温度传感器的精度越高，则温度传感器对温度变化越敏感，温度检测的结果就越准确。针对不同的冰箱控制系统，可以设置合理的温度检测精度，在准确检测温度的同时，降低控制系统的复杂程度。

若冰箱控制系统温度传感器温度检测精度较低，而控制方法又要求较高的控制精度时，可以采用最小二乘法原理提高冰箱温度传感器的精度，使冰箱温度传感器的精度与模糊控制方法的温度控制精度保持一致。最小二乘法可以解释为：计算获取被测量真值的最佳值，令其为使各次测量偏差的平方和最小的数值。其数学表达式为：

在式(1)中，xi为第i次测量值，xbest为最佳值，Smin为S的最小值。应用最小二乘法原理拟合出直线的过程被称为直线拟合。设x与y两个物理量之间存在函数关系y＝ax+b，且a与b为两个待定参数，若存在n组x与y的测量值{xi，yi}(i＝1,2,...,n)，则可以对参数a、b进行估计。假设x的误差相对较小，可以忽略，y存在测量误差，并且为等精度测量，按照最小二乘法原理，参数a、b的估算值a’与b’应当使式(2)取最小值，如下所示：

为使式(2)中的S(a’,b’)达到最小值，则应使S对a’与b’的一阶偏导数等于0，同时二阶偏导数大于0。事实上，由于S总是大于0的值，因此必然会存在S的最小值。由一阶偏导数等于0为条件，整理后可以得出a’与b’的计算方法，如式(3)所示：

式(3)中带有上划线的变量为对应变量的平均值。通过式(3)中计算出的参数，能够确定一个最佳的线性方程，方程中的两个待定系数a’与b’以式(3)中的计算方法计算得出。以电压信号Ui作为检测信号的冰箱温度传感器为例，若传感器精度为1℃，而控制系统要求检测精度为0.1℃，则可以令需检测温度Ti为式(1)、式(2)、式(3)中的yi(T精确至0.1℃)，传感器检测电压信号Ui为式(1)、式(2)、式(3)中的xi(U精确至等效为1℃)，可以看出，检测信号Ui精确度等效为1℃时，传感器检测电压信号误差较大。通过选取检测区间内的检测温度Ti与Ui数据进行直线拟合，可以计算出拟合曲线的参数。拟合曲线如式(4)所示：

T_i＝a'U_i+b' (4)

式(4)中的参数a’与b’确定后，将该检测区间内传感器检测出的任意电压信号Ui代入式(4)中，能够计算出精度更高的检测温度Ti，将Ti的计算结果保留一位小数，即可实现将温度传感器的检测精度从1℃提高至0.1℃的过程。若冰箱控制系统采用多个温度传感器同时进行温度检测，则可以将检测区间内每个温度传感器的检测值利用最小二乘法原理拟合成多条直线，再利用求平均值的方式计算出多个温度传感器在同一温度检测点的具有更高精度的检测温度平均值。假设存在n个温度传感器同时进行温度检测，那么在同一个温度检测区间内，可以求解出n组线性方程系数a_n’与b_n’，若最终计算出的精度更高的检测温度为Tn，每一个温度检测点的n个温度传感器的检测信号为Un，则可以利用式(5)所示的方法计算出Tn，将Tn计算结果保留一位小数，如下所示：

将上述计算方法配置在冰箱温度控制系统的中央处理芯片等数据计算处理设备中，就能够提高冰箱控制系统的温度传感器检测精度，为实施模糊控制方法提供必要条件。如果温度传感器的检测精度太低，则温度检测误差会偏大，冰箱控制系统的控制性能将会下降；如果温度传感器的检测精度太高，可能会增加控制系统的复杂程度，使冰箱控制系统成本提高。在本发明的方法提供的实施例中，冰箱控制系统的温度传感器精度设置为±0.5℃，以此温度检测精度为条件实施模糊控制的制冷与化霜温度控制方法。

冰箱控制系统通过温度传感器对冰箱蒸发器附近温度及间室温度进行检测，获取控制系统所需的实际温度。在实际应用中，由于蒸发器是冰箱结构中主要对间室传递冷空气的设备，因此蒸发器附近温度与冰箱间室内温度之间的误差相对较小，蒸发器附近温度可以同时用于判断冰箱间室温度。在本发明方法的实施例中，使用检测获得的蒸发器附近温度作为实际温度参与模糊控制过程，若希望冰箱实际温度的准确度进一步提高，也可以使用蒸发器与间室内多点温度测量取平均值的方法来提高冰箱实际温度测量值的准确度。

将检测获得的实际温度与目标温度相比较，获取实际温度与目标温度的差值及温度差值变化率，温度差值ΔT的计算方法如式(6)所示，温度差值变化率Δa的计算方法如式(7)所示。

ΔT＝T_实际-T_目标 (6)

将计算获得的当前温度差值及温度差值变化率输入模糊控制器，完成模糊控制过程。

模糊控制器输出控制信号控制制冷压缩机或者化霜电路，使冰箱间室及蒸发器温度升高或降低。若ΔT＝0，则实际温度与目标温度相同，控制系统不需要对冰箱温度进行控制；若ΔT>0，则实际温度大于目标温度，此时冰箱间室温度需要被进一步降低，控制系统需要控制冰箱降低温度；若ΔT<0，则实际温度小于目标温度，此时冰箱间室温度过低，将可能出现结霜现象，控制系统需要控制冰箱升高温度。

制冷压缩机或化霜电路完成温度控制操作后，控制系统进入下一个循环控制周期。

实施例5

本发明的变频冰箱制冷化霜温度控制方法是一种基于模糊控制方式的控制方法，本发明方法将通过以下所述的模糊控制实施例来介绍本发明方法中模糊控制器的设计方法及其控制过程。

在通常情况下，空气温度为-5℃至5℃，且空气相对湿度大于70％时，冰箱蒸发器表面最易结霜，而当空气温度小于-5℃时，即使相对湿度达到或高于70％时，冰箱蒸发器表面也不会严重结霜。可以根据上述研究结果，进行温度模糊控制器的设计，其中温度控制精度被设定为±0.5℃。模糊控制器的设计步骤如下所示：

确定温度模糊控制器的变量、维度与结构。在本发明方法中，模糊控制器的输入变量为目标温度与实际温度的差值以及目标温度与实际温度的差值变化率，因此模糊控制器被设定为二维模糊控制器，即模糊控制器具有两组输入变量。二维模糊控制器能够反映被控对象的动态特性，其控制效果要优于一维模糊控制器；此外，相对于维度大于三的多维模糊控制器，二维模糊控制器的控制结构较为简单，运算量少，因此在大多数应用场合都采用二维模糊控制器完成模糊控制过程。根据实际的冰箱温度控制情况，也可选用其他维度的模糊控制器。

二维模糊控制器具有多种结构，如Mamdani型控制器、T-S型控制器、梯形控制器等。其中Mamdani型控制器为一种最基本的二维模糊控制器，其原理简单、便于组合且极具代表性，因此应用最为广泛。本发明方法选用Mamdani型模糊控制器结构对冰箱温度进行模糊控制，根据实际的冰箱温度控制情况，也可选用其他结构的模糊控制器。

确定温度模糊控制器的目标温度与实际温度差值论域、目标温度与实际温度差值变化率论域以及模糊控制器输出变量的模糊论域。根据已有的研究结果，可知冰箱冷藏室温度的设定范围通常为1℃至3℃，冰箱冷冻室温度的设置范围为-24℃至-16℃。可见冰箱冷藏室内的设定温度在易结霜温度范围(-5℃至5℃)内，而冷冻室内的温度远低于-5℃，冷冻室蒸发器结霜概率较小。基于上述研究结果，能够根据实际情况合理地设置所述温度差值的论域及所述温度差值变化率的论域。设定本实施例中模糊控制器的所述温度差值论域X为[-10,10](℃)，所述温度差值变化率论域Y为[-4,4](℃/min)。两组变量的模糊论域设置方式如下：以7个三角形F子集涵盖所述温度差值变化的范围：NB(负大)、NM(负中)、NS(负小)、ZO(零)、PS(正小)、PM(正中)、PB(正大)；以5个三角形F子集涵盖所述温度差值变化率的范围：NB(负大)、NS(负小)、ZO(零)、PS(正小)、PB(正大)。对于所述温度差值及所述温度差值变化率的模糊论域，可以使用量化因子将其与对应变量的物理论域对应起来。对于任意的物理论域Xj＝[a,b](a≠b)及模糊论域Nj＝[-nj,nj]，可以通过以下的计算方法计算量化因子kj：

k_j＝2n_j/|b-a| (8)

若将模糊论域以7个模糊子集对应的模糊数表示为N＝{-3，-2，-1，0，1，2，3}，就能够通过量化因子将物理论域及模糊论域对应起来。例如在上述实施例中，所述温度差值的量化因子kj通过计算为0.7，若某时刻温度差值为-3℃，则能够计算出此温度差值对应的模糊数为：

n＝Δt·k_j＝-3×0.7＝-2.1 (9)

从式(9)中可知，温度差值为-3℃时对应的模糊数为-2.1，按四舍五入取整则模糊数应为-2，可见温度差值为-3℃时，对应的模糊子集为-2，即为NM(负小)。

在本实施例中，模糊控制器输出变量U的模糊论域设置为：NB(大幅度降低温度)、NM(中幅度降低温度)、NS(小幅度降低温度)、ZO(温度不变)、PS(小幅度升高温度)、PM(中幅度升高温度)、PB(大幅度升高温度)，此模糊论域也可以使用模糊数集N＝{-3，-2，-1，0，1，2，3}进行表示。

利用隶属度函数生成模糊控制器的模糊规则。隶属度函数的作用为：由于输入变量的取值范围是一段连续的实数域，而模糊化之后需要将输入变量投影到离散的模糊子集中，因此需要通过隶属度函数将输入的变量的值对应到某一个模糊子集上。在本实施例中，将所述温度差值论域、所述温度差值变化率论域及所述模糊输出变量论域以奇数个完备模糊子集覆盖，为简化控制及计算过程，所有隶属度函数都采用三角形隶属度函数。其中，所述温度差值论域以7个模糊子集涵盖、所述温度差值变化率以5个模糊子集涵盖、所述模糊输出变量论域以7个模糊子集涵盖，确定后的温度差值论域及隶属度函数如图4所示，确定后的温度差值变化率及隶属度函数如图5所示。根据各论域的隶属度函数，即可创建本实施例中模糊控制器的模糊控制规则。以所述温度差值模糊论域的两个隶属度函数为例，温度差值NB(ΔT)与NM(ΔT)的隶属度函数如式(10)所示：

通常情况下，隶属度函数的输出值被限定为一个0至1之间(包括0和1)的数值，这个数值越大，就说明此变量值与对应模糊子集的隶属度越高，反之则隶属度越低。与假设某时刻温度差值为-6.5℃，将此温差值代入至NB与NM的隶属度函数中，可以获得NB(-6.5)＝0.75，NM(-6.5)＝0.25，由于0.75大于0.25，则温度差值为-6.5℃靠近模糊子集NB的程度大于靠近模糊子集NM的程度，由此可以得出，当温度差值为-6.5时，模糊控制系统温度差值的输入模糊量应为NB。

制作模糊控制规则表并基于模糊控制规则表设定模糊控制器。通过输入变量隶属度函数及输出模糊控制变量隶属度函数，可以建立模糊规则表。在本实施例中，两组输入变量分别包括7个模糊子集与5个模糊子集，通过计算处理可以得到最多35条控制规则。表(1)所示为本实施例的模糊控制规则表，其中的模糊控制规则是根据控制系统的实际情况及工程技术人员的经验设定的，每条模糊规则都能够使用If-Then语言来表示，例如：IfΔT isPB and dΔT/dt is PB then U is NB。

表(1)模糊控制规则表

表(1)中的控制规则是根据控制系统的具体情况以及工程技术人员的知识及经验制作获得，对于不同的温度控制要求及控制条件，也可以根据具体情况编写其他不同类型的模糊控制规则。

设计模糊控制器的清晰化规则。由于模糊控制器的输出变量为模糊值，因此也需要对应的隶属度函数将输出变量转换为精确的清晰值才能够完成有效的控制操作。本实施例中的模糊控制器的每一个输出变量都对应两个输入变量，因此每一个精确的输出值都对应两个模糊值，在对应的输出隶属度函数中，需要找到两个模糊值隶属度较大的值(某些条件下也可以取较小值或两者平均值，取决于实际的控制规则)并依据此模糊值寻找出对应的清晰值，输出此清晰值完成后续控制过程。

在本实施例中，模糊控制器的模糊输出论域为：NB(大幅度降低温度)、NM(中幅度降低温度)、NS(小幅度降低温度)、ZO(温度不变)、PS(小幅度升高温度)、PM(中幅度升高温度)、PB(大幅度升高温度)，对于冰箱温度控制系统，这些模糊控制指令需要与具体控制模块的控制状态对应，因此在本实施例中，设定与模糊控制指令对应的控制模块指令为：NB对应制冷压缩机以较高频率运行、NM对应制冷压缩机以中等频率运行、NS对应制冷压缩机以较低频率运行、ZO对应制冷压缩机与化霜电路保持现有工作状态不变、PS对应制冷压缩机以中等频率运行同时化霜电路工作、PM对应制冷压缩机以较低频率运行同时化霜电路工作、PB对应制冷压缩机停机同时化霜电路工作(制冷压缩机的较高频率、中等频率、较低频率是相对而言的)。通过这样的设计方式，可以实现在精确控制冰箱温度的同时，降低压缩机起停频率并节约能源的效果。模糊输出论域对应的冰箱温度控制模块的控制指令也可以根据冰箱运行的实际情况进行调整。

实施例6

以一个具体的冰箱间室温度模糊控制过程为例进一步解释本发明方程中模糊控制器的控制过程：

1)、设定目标温度为3(℃)，蒸发器附近的温度传感器检测获得蒸发器附近的温度，作为控制系统进行模糊控制的实际温度。假设某时刻温度传感器检测所得的实际温度为-3.5(℃)，温度变化时间为2(min)。

2)、控制系统计算出温度差值为-6.5(℃)，温度差值变化率为-3.25(℃/min)，由于传感器精度为±0.5℃，则输入控制系统的温度差值变化率将被换算为-3(℃/min)。

3)、将两组输入变量分别进行模糊化处理，得出温度差值模糊值为NB，温度差值变化率模糊值为NB，将两组模糊变量代入模糊规则表查表可知此时输出模糊量应为PB，即大幅升高温度。

4)、模糊控制器将输出模糊量进行清晰化变换，温度差值对NB隶属度为0.75，温度差值变化率对NB隶属度为1，取两者较大值为1，并在输出隶属度函数中PB子集上寻找PB＝1时的绝对值最大的值，获得此时的控制命令为温度升高6℃。此时，模糊控制器命令制冷压缩机停机，同时控制冰箱化霜电路开始工作，加热冰箱间室使间室温度升高。完成该控制周期内的温度控制过程。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器，其特征在于，所述用于变频冰箱制冷化霜温度控制的模糊控制器配置了根据变频冰箱的性能参数特点设计的温度模糊控制策略表，并将所述模糊控制器配置在所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统中；

设定所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度，若所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度，则应用最小二乘法提升所述变频冰箱制冷化霜温度控制系统的温度检测精度；

所述最小二乘法为：计算获取被测量真值的最佳值，令所述最佳值为使各次测量偏差的平方和最小的数值；最小二乘法表达式为：

其中，xi为第i次测量值，xbest为最佳值，Smin为S的最小值；设x与y两个物理量之间存在函数关系y＝ax+b，且a与b为两个待定参数，若存在n组x与y的测量值{xi，yi}(i＝1,2,...,n)，则对参数a、b进行估计；按照最小二乘法，参数a、b的估算值a’与b’应当使下式取最小值，为：

为使式中的S(a’,b’)达到最小值，则应使S对a’与b’的一阶偏导数等于0，同时二阶偏导数大于0；由一阶偏导数等于0为条件，整理后得出两个待定系数a’与b’的计算式，为：

式中带有上划线的变量为对应变量的平均值；通过式(3)中计算出的参数，能够确定一个最佳的线性方程；通过选取检测区间内的检测温度Ti与传感器测量信号Ki数据进行直线拟合，计算出拟合曲线的参数；拟合曲线为：

T_i＝a'K_i+b'；

其中的参数a’与b’确定后，将所述检测区间内传感器检测出的任意电压信号或电流信号Ki代入拟合曲线式中，计算出精度更高的检测温度Ti，若冰箱控制系统采用多个温度传感器同时进行温度检测，将检测区间内每个温度传感器的检测值利用最小二乘法原理拟合成多条直线，再利用求平均值的方式计算出多个温度传感器在同一温度检测点的具有更高精度的检测温度平均值；

若存在n个温度传感器同时进行温度检测，在同一个温度检测区间内，可以求解出n组线性方程系数a_n’与b_n’，最终计算出精度更高的检测温度T_n；每一个温度检测点的n个温度传感器的检测信号为K_n，则利用T_n式计算方法计算出T_n，T_n式计算方法为：

所述模糊控制器可以实现以下控制方法：

冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度，并计算目标温度与实际温度的差值ΔT的大小；同时通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率；其中，将检测获得的实际温度与目标温度相比较，获取实际温度与目标温度的差值及温度差值变化率，温度差值ΔT的计算方法为：

ΔT＝T_实际-T_目标；

温度差值变化率Δa的计算方法为：

将计算获得的当前温度差值及温度差值变化率输入模糊控制器，完成模糊控制过程；

冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值为0；若ΔT＝0，则停止当前控制区间内的温度控制操作，返回冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度的步骤，进行下一温度检测区间内的温度控制操作，所述冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温包括：

当若ΔT＝0，则实际温度与目标温度相同，控制系统停止对冰箱温度进行控制；

若ΔT＞0，则实际温度大于目标温度，控制系统控制冰箱降温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成降温工作；

若ΔT＜0，则实际温度小于目标温度，控制系统控制冰箱升温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成升温工作。

2.如权利要求1所述的一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器的设计方法，其特征在于，所述用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器的设计方法包括：

步骤(1)、确定模糊控制器的变量、维度与结构；

步骤(2)、确定模糊控制器的目标温度与实际温度差值论域、目标温度与实际温度差值变化率论域以及模糊控制器输出变量的模糊论域；

步骤(3)、利用隶属度函数生成模糊控制器的模糊规则；制作模糊控制规则表并基于模糊控制规则表设定模糊控制器；

步骤(4)、确定模糊控制器的清晰化规则。

3.如权利要求2所述的用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器的设计方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：所述模糊控制器的输入变量为目标温度与实际温度的差值以及目标温度与实际温度的差值变化率，模糊控制器为二维模糊控制器；

所述步骤(2)包括：确定温度控制器的所述温度差值论域及所述温度差值变化率论域，所述温度差值论域为一温度范围，温度差值变化率论域为一温度随时间变化率范围；以2m+1个三角形子集覆盖所述温度差值的范围，以2n+1个三角形子集覆盖所述温度差值变化率的范围，m与n取正整数，并使用量化因子使模糊论域与对应变量的物理论域相对应；

对于任意的物理论域Xj＝[a,b](a≠b)及模糊论域Nj＝[-nj,nj]，通过以下的计算方法计算量化因子kj：

k_j＝2n_j/|b-a|

通过计算出的量化因子即可将物理论域及模糊论域对应；模糊控制器的输出变量的模糊论域按照控制系统的控制参数及实际应用情况设定；

所述步骤(3)包括：将所述温度差值论域、所述温度差值变化率论域及所述模糊输出变量论域以奇数个完备模糊子集覆盖，所有隶属度函数都采用三角形隶属度函数；根据各论域的隶属度函数，创建模糊控制器的模糊控制规则；

所述步骤(4)包括：利用对应的隶属度函数将输出变量转换为精确的清晰值，完成控制操作；所述模糊控制器的每一个输出变量均对应两个输入变量，每一个精确的输出值均对应两个模糊值，在对应的输出隶属度函数中，得到两个模糊值隶属度较大的值并依据此模糊值寻找出对应的清晰值，模糊控制器输出此清晰值完成后续控制。

4.如权利要求1所述的一种用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器的控制方法，其特征在于，所述用于变频冰箱制冷化霜温度控制的温度模糊控制器的控制方法包括：

步骤1)、设定目标温度，蒸发器附近的温度传感器检测获得蒸发器附近的温度，作为控制系统进行模糊控制的实际温度；

步骤2)、控制系统计算出温度差值以及温度差值变化率，根据传感器精度条件，若传感器精度低于所需精度要求，则重新计算处理并输入控制系统的温度差值及温度差值变化率；

步骤3)、将步骤1)与步骤2)两组输入变量分别进行模糊化处理，得出温度差值模糊值及温度差值变化率模糊值，将两组模糊变量代入模糊规则表，获得模糊输出变量；

步骤4)、模糊控制器将输出模糊量进行清晰化变换，具体为分别求解出温度差值与温度差值变化率两者的对应模糊输出变量的隶属度，取两者隶属度最大值，并在输出隶属度函数的对应模糊子集上，寻找所述模糊输出变量隶属度最大值的绝对值所对应的输出值，获取温度控制的清晰化指令，模糊控制器将此清晰化指令输出至冰箱温度控制系统，控制冰箱蒸发器及间室温度。

5.一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制系统，其特征在于，所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制系统包括：

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器、温度比较计算模块、温度微分计算模块、如权利要求1所述的模糊控制器、制冷压缩机与化霜电路；

冰箱冷藏室及蒸发器的温度传感器检测获得冰箱冷藏室及蒸发器的实际温度，温度比较计算模块对目标温度与实际温度进行比较计算获得温度差值，温度微分计算模块对获得的温度差值进行微分计算获得温度差值的变化率，控制系统将温度差值与温度差值变化率输入至模糊控制器，通过模糊控制器获得控制信号并将控制信号输入至制冷压缩机或者化霜电路，完成冰箱升温或降温的控制过程。

6.一种基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法，其特征在于，所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法包括：

步骤一，根据变频冰箱的性能参数特点确定模糊控制策略表，并配置于冰箱控制系统中；

步骤二，设置冰箱控制系统的温度检测精度；基于确定的模糊控制策略表以及温度检测精度对变频冰箱控制系统进行初始化设置，设定冰箱间室的目标温度，开启冰箱；

步骤三，冰箱控制系统通过温度传感器获取冰箱冷藏室或冷冻室及蒸发器的实际温度，并计算目标温度与实际温度的差值ΔT的大小；同时通过对温度控制区间内不同时间点实际温度进行检测与计算，得到冰箱间室及蒸发器附近温度差值的变化率；

步骤四，将步骤三得到的温度差值及温度差值变化率输入至设定好的如权利要求1所述的模糊控制器中，模糊控制器根据模糊控制规则确定模糊控制器的输出指令，驱动制冷压缩机工作精确降低冰箱间室温度，或驱动化霜电路工作精确升高冰箱间室温度；

步骤五，冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温，直至实际温度与目标温度差值为0；若ΔT＝0，则停止当前控制区间内的温度控制操作，返回步骤三，进行下一温度检测区间内的温度控制操作；

所述步骤二中，所述设置冰箱控制系统温度检测精度包括：若冰箱控制系统温度传感器检测精度低于所应用的模糊控制策略的温度检测精度要求，则利用最小二乘法提升冰箱控制系统的温度检测精度；

具体包括：

所述最小二乘法为：计算获取被测量真值的最佳值，令所述最佳值为使各次测量偏差的平方和最小的数值；最小二乘法表达式为：

其中，xi为第i次测量值，xbest为最佳值，Smin为S的最小值；设x与y两个物理量之间存在函数关系y＝ax+b，且a与b为两个待定参数，若存在n组x与y的测量值{xi，yi}(i＝1,2,...,n)，则对参数a、b进行估计；按照最小二乘法，参数a、b的估算值a’与b’应当使下式取最小值，为：

为使式中的S(a’,b’)达到最小值，则应使S对a’与b’的一阶偏导数等于0，同时二阶偏导数大于0；由一阶偏导数等于0为条件，整理后得出两个待定系数a’与b’的计算式，为：

式中带有上划线的变量为对应变量的平均值；通过式(3)中计算出的参数，能够确定一个最佳的线性方程；通过选取检测区间内的检测温度Ti与传感器测量信号Ki数据进行直线拟合，计算出拟合曲线的参数；拟合曲线为：

T_i＝a'K_i+b'；

其中的参数a’与b’确定后，将所述检测区间内传感器检测出的任意电压信号或电流信号Ki代入拟合曲线式中，计算出精度更高的检测温度Ti，若冰箱控制系统采用多个温度传感器同时进行温度检测，将检测区间内每个温度传感器的检测值利用最小二乘法原理拟合成多条直线，再利用求平均值的方式计算出多个温度传感器在同一温度检测点的具有更高精度的检测温度平均值；

若存在n个温度传感器同时进行温度检测，在同一个温度检测区间内，可以求解出n组线性方程系数a_n’与b_n’，最终计算出精度更高的检测温度T_n；每一个温度检测点的n个温度传感器的检测信号为K_n，则利用T_n式计算方法计算出T_n，T_n式计算方法为：

所述步骤三包括：将检测获得的实际温度与目标温度相比较，获取实际温度与目标温度的差值及温度差值变化率，温度差值ΔT的计算方法为：

ΔT＝T_实际-T_目标；

温度差值变化率Δa的计算方法为：

将计算获得的当前温度差值及温度差值变化率输入模糊控制器，完成模糊控制过程；

步骤五中，所述冰箱控制系统基于模糊控制器的输出指令控制冰箱制冷压缩机或化霜电路在特定运行条件下升温或降温包括：

当若ΔT＝0，则实际温度与目标温度相同，控制系统停止对冰箱温度进行控制；

若ΔT＞0，则实际温度大于目标温度，控制系统控制冰箱降温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成降温工作；

若ΔT＜0，则实际温度小于目标温度，控制系统控制冰箱升温即控制制冷压缩机与化霜电路按照控制要求完成升温工作。

7.一种实施如权利要求6所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法的变频冰箱。

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求6所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求6所述基于模糊控制方式的变频冰箱制冷化霜温度控制方法。

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