CN112558501A - 燃气烹饪系统及其控制方法、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃气烹饪系统及其控制方法、计算机可读存储介质,燃气烹饪系统的控制器存储有多个烹饪阶段,各烹饪阶段具有独立的温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,控制方法包括步骤:控制器先接收当前烹饪的智能锅上的温度传感器检测的温度信息,确定盛装物的实际温度;然后根据温度时间对应关系调节电磁比例阀的开度,当实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时提示执行对应的烹饪动作;如果烹饪动作已执行,则将温度时间对应关系中对应所述烹饪动作之后的部分更新为当前烹饪阶段,根据温度时间对应关系控制比例阀的开度,已实现对烹饪过程中各时刻的温度和火力进行精确控制,提高食物的口感。
Description
技术领域
本发明涉及燃气烹饪技术领域,具体涉及一种燃气烹饪系统及其控制方法、计算机可读存储介质。
背景技术
人们在日常生活中,有时我们幸运地吃到一道自己非常喜欢的菜,但我们很难复制再现它;有时我们怀念儿时的味道,但已无可追踪;有时希望模仿大厨的做法,但是也很难做出大厨的味道和口感,尤其是,在有些餐饮业中,规模一大,所需要的厨师就多,而不同的厨师所做的菜的口感不同,造成用户体验的不稳定、不一致。究其原因,主要在于以下几个方面:一是菜肴的用料比较复杂多样,烹调步骤比较繁琐,下料时机也非常讲究;二是虽然用电热方式比较容易控制,但用电热方式很难复现出好中餐的好味道,而燃气烹调的,火候的掌握非常重要,操作中燃气火力又难以精准控制。
虽然业界提出一些自动烹饪的方法,但是在烹饪中常常以恒温加热预设时长,在相邻阶段温度变化时,若温度增大,直接从中火调节为大火,或者从小火调节为中火、大火;若温度减小,直接从大火调节为中火或者小火,或者从中火调节为小火,这种方式,对于火力的控制明显太过粗略,根本无法实现大厨在各时刻对食材温度、燃气火力以及食材投放时刻的精确控制,导致烹饪出来的菜肴仍然无法达到大厨的口感。
发明内容
基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种燃气烹饪系统及其控制方法、计算机可读存储介质,以实现烹饪过程中各时刻对食材温度、燃气火力以及食材投放时刻的精确控制,提高菜肴的口感。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明的第一方面提供了一种燃气烹饪系统的控制方法,所述燃气烹饪系统包括燃气灶和智能锅,所述燃气灶包括控制器和具有可调开度的第一电磁比例阀和第二电磁比例阀,所述控制方法包括步骤:
S10:控制器通过无线信号接收当前烹饪的智能锅上的温度传感器检测的温度信息,并根据所述温度信息和所述智能锅内的盛装物确定所述盛装物的实际温度;
S20:所述控制器获取多个烹饪阶段中当前烹饪阶段对应的烹饪信息,其中,所述烹饪信息包括温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,各所述烹饪阶段对应的温度时间对应关系中的起始时间各自独立,所述烹饪动作包括食材投放动作和翻炒动作;
S30:所述控制器将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,以分别调节燃气灶的内环火力和外环火力,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系,且当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时提示执行对应的烹饪动作;
S40:所述控制器判断在规定的时间内所述烹饪动作是否执行,如果已执行,则将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中对应所述烹饪动作之后的部分更新为当前烹饪阶段,并重新计时,返回步骤S30,或者将下一烹饪阶段更新为当前烹饪阶段,返回步骤S20;如果未执行,则执行S50;
S50:控制器调节所述第一电磁比例阀为最小开度,关闭第二电磁比例阀,等待第一预设时间后,所述控制器将当前所述烹饪阶段的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回步骤S30;或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20。
优选地,至少一个所述烹饪阶段还具有恒定火力与时间对应关系或者恒定火力与温度对应关系,所述步骤S30包括步骤:
S31:所述控制器判断所述当前烹饪阶段是否包括恒定火力,若是,执行S32;若否,执行S33;
S32:所述控制器调节所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度使其处于所述恒定火力,并维持所述开度,直到当前烹饪阶段中恒定火力与时间对应关系的持续时长后执行步骤S34;或者直到所述智能锅的实际温度达到当前烹饪阶段中温度时间对应关系中烹饪动作对应的目标温度执行步骤S34;
S33:所述控制器根据温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,以分别调节燃气灶的内环火力和外环火力,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系,直到所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行S34;
S34:提示执行所述烹饪动作。
优选地,所述步骤S30包括:
当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时,所述控制器发出执行所述烹饪动作的语音提醒信息。
优选地,当前烹饪阶段中的所述烹饪动作为投放主料;所述步骤S40包括步骤:
S41:所述控制器判断所述烹饪动作是否执行,如果执行完成,则执行S42;如果未执行,则执行S50;
S42:所述控制器判断投放主料的重量、种类是否与所述当前烹饪阶段对应的导航菜谱中的重量、种类一致,若一致,则执行S43;若不一致,则执行S44;
S43:所述控制器将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;
S44:判断实际投放主料的种类、重量与所述导航菜谱中的种类、重量的差异值是否在允许差异范围内,若是,则执行S43;若否,则更换新的导航菜谱,并将其作为当前导航菜谱,返回S42。
优选地,所述燃气灶的灶头处安装有重量传感器;
所述当前烹饪阶段的所述烹饪动作为翻炒动作,所述步骤S40包括:
S46:所述控制器获取所述重量传感器的重量信息;
S47:所述控制器判断所述重量信息是否在第二预设时间内发生变化,若发生变化,则所述烹饪动作执行,所述控制器将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;若未发生变化,则所述烹饪动作未执行,执行S50;
其中,第二预设时间小于第一预设时间。
优选地,
所述控制器将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,包括:
所述控制器将所述目标温度作为ADRC模型中非线性跟踪微分器的输入,所述实际温度作为被控对象,作为ADRC模型中的扩张状态观测器的反馈输入,根据所述ADRC模型的输出以及所述被控对象得到第一电磁比例阀和第二电磁比例阀各自的电流值;
所述控制器按照所述电流值控制所述第一比例阀和第二比例阀工作,以调节所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度。
优选地,还包括:
在执行所述当前烹饪阶段时,所述控制器若接收到外界输入的火力调节信息,则步骤S30具体为:
所述控制器按照所述火力调节信息调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,且当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行所述烹饪动作。
优选地,所述火力调节信息通过触控指令、手势指令、语音指令、无线信号指令中的至少一种输入到所述控制器。
优选地,所述步骤S10之后还包括步骤:
S60:所述控制器判断所述智能锅的实际温度是否大于防干烧阈值,若是,关闭所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀。
优选地,所述控制器还包括显示屏;所述步骤S10前还包括:
所述控制器通过手机、云端或者其自身的存储单元获取导航菜谱,并控制所述显示屏显示所述导航菜谱。
优选地,所述步骤S10之前还包括灶头与智能锅的匹配步骤,所述匹配步骤包括:
S81:所述控制器控制预烹饪的灶头对应的点火单元点火;
S82:所述控制器获取各智能锅的温度传感器的温度信息;
S83:所述控制器判断哪一个智能锅的温度信息满足预期温度变化,并确定满足预期温度变化的智能锅为烹饪当前导航菜谱的锅具,执行S10;若均不满足预期温度变化,则输出锅具错误信息,返回S81。
本发明的第二方面提供了一种燃气烹饪系统,包括燃气灶和智能锅,
所述智能锅包括锅体、安装于所述锅体且相互连接的温度传感器和无线传输模块,所述温度传感器用于检测所述锅体的温度,所述无线传输模块用于将所述锅体的温度信息发送给所述燃气灶;
所述燃气灶包括控制器和灶头,所述灶头包括内环火道、外环火道、第一电磁比例阀、第二电磁比例阀,所述内环火道通过所述第一电磁比例阀与供气端连通,所述外环火道通过所述第二电磁比例阀与所述供气端连通;所述控制器包括控制单元、与所述控制单元连接的存储单元、无线通信单元,
所述存储单元存储有各所述烹饪阶段对应的烹饪信息,所述烹饪信息包括温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,其中,各所述烹饪阶段对应的温度时间对应关系中的起始时间各自独立,所述烹饪动作包括食材投放动作和翻炒动作;
所述无线通讯单元能够与所述无线传输模块连接,以用于接收所述智能锅上的温度传感器检测的温度信息;
所述控制单元与所述第一电磁比例阀、所述第二电磁比例阀均电性连接;
所述控制单元用于:
根据所述温度信息和所述智能锅内的盛装物确定所述盛装物的实际温度,并用于根据当前烹饪阶段的温度时间对应关系调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系;
当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行对应的烹饪动作并在烹饪动作执行后,将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中对应烹饪动作之后的部分的更新为当前烹饪阶段,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,重新执行当前烹饪阶段。
优选地,所述燃气灶还包括触摸显示屏,用于显示下述数据中的至少一者:所述控制单元通过手机、云端或者其自身的存储单元获取的导航菜谱、耗气量、火力功率、燃气灶的能耗、智能锅的实际温度、炒菜用时、翻炒次数、输入的火力调节信息。
优选地,还包括油烟机,所述油烟机与所述控制单元连接,所述控制单元还用于控制所述油烟机工作和关闭;所述触摸显示屏还用于显示油烟机风量。
优选地,所述燃气灶的灶头处安装有重量传感器,用于获取所述智能锅的重量变化,以检测是否执行翻炒动作,或者判断是否有主料加入、判断是否也有辅料加入。
本发明的第三方面提供了一种用于燃气烹饪系统的计算机可读存储介质,所述可读存储介质上存储有执行程序,所述执行程序被执行时实现如上述任一项所述的控制方法。
本发明的控制方法,每一个烹饪阶段的温度时间对应关系中的起始时间都是独立的,在烹饪阶段,将温度时间对应关系中的温度作为各时刻的目标温度,分别调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,以对内环火力和外环火力独立调节,实现对火力的精确控制,从而食物的实际温度随时间的变化关系跟随温度时间对应关系;且本发明根据获取的温度信息通过补偿算法确定智能锅200内盛装物的实际温度。进一步地,本发明没有将整个烹饪过程均按照温度时间对应关系进行跟踪,在烹饪动作如食材投放时,本发明结合了烹饪动作与目标温度的对应关系,即只有在实际温度达到目标温度时才会执行烹饪动作,且在烹饪动作完成时将该阶段烹饪动作之后对应的温度时间关系刷新,或者直接转入时间独立的下一烹饪阶段,能够避免锅内温度还没有达到目标温度投放主料造成锅内温度继续跟随温度时间对应关系造成升温乏力,影响食材的各时刻加热程度。
本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中:
图1为本发明所提供的燃气烹饪系统的控制方法的一种优选实施方式的流程图;
图2为本发明所提供的燃气烹饪系统的一种优选实施方式的系统图;
图3为本发明所提供的燃气烹饪系统中,智能锅的一种优选实施方式的结构示意图;
图4为本发明所提供的燃气烹饪系统中,燃气灶的一种优选实施方式的结构示意图;
图5为本发明所提供的燃气烹饪系统中,燃气灶的一种优选实施方式的部分结构爆炸图;
图6为本发明所提供的燃气烹饪系统的控制方法中,一种优选实施方式中一个阶段的各物理量的变化时序示意图;
图7为本发明所提供的燃气烹饪系统的控制方法的一种优选实施方式中,ADRC模型框图。
图中,
100、燃气灶;110、控制器;111、控制单元;112、存储单元;113、无线通信单元;120、灶头;121、内环火道;122、外环火道;123、第一电磁比例阀;124、第二电磁比例阀;125、截止阀;130、触控显示屏;140、重量传感器;150、盖板;160、壳体;170、点火机构;180、炉架;190、稳压阀;191、隔板;192、风扇;193、进风口;
200、智能锅;210、锅体;220、温度传感器;230、无线传输模块;240、电源。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分,为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供了一种燃气烹饪系统,如图2-图5所示,包括燃气灶100和智能锅200,智能锅200包括锅体210、安装于锅体210且相互连接的温度传感器220和无线传输模块230,温度传感器220用于检测锅体210的温度,无线传输模块230用于将锅体210的温度信息发送给燃气灶100。
燃气灶100包括控制器110和灶头120,灶头120包括内环火道121、外环火道122、第一电磁比例阀123、第二电磁比例阀124,内环火道121通过第一电磁比例阀123与供气端连通,外环火道122通过第二电磁比例阀124与供气端连通;控制器110包括控制单元111、与控制单元111连接的存储单元112、无线通信单元113。存储单元112存储有多个烹饪阶段对应的烹饪信息,烹饪信息包括温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,其中,各烹饪阶段对应的温度时间对应关系中的起始时间各自独立,即每一个烹饪阶段均重新计时,如每一个烹饪阶段的起始时刻为0;上述烹饪动作包括食材投放动作和翻炒动作,食材投放动作指放入食材的动作,如在清炒香菇中,放入香菇的动作;在排骨炖莲藕的菜谱中,放入排骨的动作或者放入莲藕的动作。无线通讯单元113能够与无线传输模块230连接,以用于接收智能锅200上的温度传感器检测的温度信息。
本发明还提供了一种燃气烹饪系统的控制方法,其可以用于上述燃气烹饪系统。具体地,参考图1,控制方法包括步骤:
S10:控制器110通过无线信号接收当前烹饪的智能锅200上的温度传感器220检测的温度信息,并根据温度信息和智能锅200内的盛装物确定盛装物的实际温度,具体地,可以存储单元112事先存储有温度信息、盛装物以及实际温度的对应表或者对应曲线,该对应表或者对应曲线可以通过多次试验等方式进行测试得到,在具体烹饪时,可以直接调用查找即可。
S20:控制器110获取多个烹饪阶段中当前烹饪阶段的信息,具体地控制单元111先获取导航菜谱,导航菜谱根据执行先后包括有多个烹饪阶段,这些烹饪阶段均在存储单元112内已事先存好,控制单元111依次执行各烹饪阶段,对各烹饪阶段执行时,将此时执行的烹饪阶段作为当前烹饪阶段,对应该烹饪阶段的信息均已存储于存储单元112。
S30:控制器110将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度,以分别调节燃气灶100的内环火力和外环火力,使实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中温度时间对应关系,且当实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时提示执行对应的烹饪动作;具体地,控制单元111根据温度时间对应关系调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124,对二者的开度独立控制,以实现最佳的火力配置,使食物能够真正意义上基本按照温度时间对应关系进行加热,当加热至实际温度达到烹饪动作的执行温度时,执行烹饪动作。
S40:控制器110判断在规定的时间内烹饪动作是否执行,如果已执行,则将当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中对应烹饪动作之后的部分更新为当前烹饪阶段,返回S30,或者将下一烹饪阶段更新为当前烹饪阶段,返回步骤S20。如果未执行,则执行S50。
S50:控制器110调节第一电磁比例阀123为最小开度,并关闭第二电磁比例阀124,即将火力调节为最小火,等待第一预设时间后,控制器110将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30;或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20。
其中,步骤S40和步骤S50中,控制器110将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30;或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回S20,也就是说,将当前烹饪阶段中温度时间对应关系中对应烹饪动作执行的温度记为动作温度,若动作温度位于温度时间关系的中间区域,则将动作温度对应的时间点作为分界点,温度时间对应关系中,在分界点前的记为第一关系,在分界点之后的记为第二关系,则第二关系中,时间的起始时刻并不延续第一关系中末尾的时刻,而是从烹饪动作执行完的时刻为时间起点,第二关系中的其他时刻顺延。如果动作温度位于温度时间关系中的末尾,则执行完该烹饪动作之后,该烹饪阶段也执行完成,则控制单元110将执行下一烹饪阶段,即将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20。
在现有技术中,燃气灶的烹饪系统常常直接将烹饪阶段的最终温度作为目标温度,直接以大火、中火或者小火将其加热到该目标温度,然而,这种方式,可能会造成食物表面的可能已经糊了,而内部温度还没有达到目标温度,或者虽然最终达到了该目标温度,但是加热时间太长,有的部分可能会加热过度,影响食物口感。且由于受不同环境温度等因素的影响,因此,同样的火力也很难复现出同样的温度,造成每次烹饪的食物的口感均不确定。
而本发明的燃气烹饪系统和控制方法,一方面,每一个烹饪阶段首先遵循温度时间对应关系,从而极大地减小了受环境温度等因素影响食物的加热程度,且各温度时间对应关系中的起始时间都是独立的,在烹饪阶段,将温度时间对应关系中各时刻对应的温度作为每个时刻的目标温度,对每一个时刻分别调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,调节两个电磁比例阀各自的进气量,从而在整个烹饪阶段,对食物加热过程中的各时刻都进行关注,使食物的实际温度随时间的变化关系跟随温度时间对应关系,即使食物基本按照温度时间关系的温度进行加热,既要保证达到最终的温度,又要保证预订的加热时间,且不允许脱离温度时间对应关系,先大火加热至某一中间温度,再小火加热至最终温度,因此,本发明的控制方法,能够更好地保证食物的整个加热过程中的温度变化,提高食物的口感。且本发明中,对火力的控制并非简单的限定为大火、中火、小火,而是对第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124进行独立控制,因此,对内环火力和外环火力能够实现独立调节,也就是说,内环火力和外环火力互不影响,二者能够根据需要进行组合,从而通过二者的组合实现对火力的精确控制,达到每一时刻的最佳火力配置,进而通过火力的精确调整使实际温度随时间的变化关系更好地跟踪温度时间对应关系,提升对食物各时刻加热过程的精确控制,提高食物的口感。
另一方面,在按照温度时间对应关系对火力进行调节的过程中,若烹饪动作也按照时间进行执行的话,由于温度传感器220的温度信息从采集到控制单元111接收,必然会存在滞后,因此,会造成烹饪动作对应的时间点实际温度还未达到该时间点对应的温度时间对应关系中的目标温度,此时执行烹饪动作可能造成锅内实际温度不足,后续实际温度跟踪温度时间对应关系时比较吃力,例如图6所示的实施例中,温度时间对应关系表现为温度时间曲线,实线ABCD表示温度时间曲线,虚线表示理想的实际温度时间曲线,双点划线表示可能的实际温度时间曲线,设置在B点进行食材投放,食材投放以时间为参照进行的话,在B点对应时刻的实际温度可能为B1,若此时投放主料,投放主料后,后续的温度时间曲线BC中目标温度会突然下降,而此时锅内的实际温度本来还未达到目标温度B,又因为主料的投放,因此实际温度会更低,但是火力根据温度时间曲线在此时会被调小,这样,导致BC段会降温过度,在后续的CD段发生升温乏力。为了解决这一问题,本发明在火力根据温度时间对应关系调整的同时,烹饪动作以目标温度作为依据进行执行,即在烹饪动作如食材投放时,本发明结合了烹饪动作与目标温度的对应关系,即只有在实际温度达到目标温度时才会执行烹饪动作,能够避免锅内温度还没有达到目标温度即投放主料造成锅内温度继续跟随温度时间对应关系造成升温乏力,影响食材的各时刻加热程度。且在烹饪动作完成,时将该阶段中烹饪动作之后对应的温度时间关系刷新,或者直接转入时间独立的下一烹饪阶段,也就是说如图6中,当在B点投放主料后,将BCD段进行刷新,即BCD段的时间并不延续AB段的时间,而是以食材投放完成后的时刻为时间的起始点,如此,既能够保证B点的温度一定能够达到,且不会影响后续BCD段根据温度时间对应关系对火力进行调节,进而使实际温度更好地接近理想的实际温度时间曲线,提升食物口感。
再一方面,在自动烹饪过程中,虽然实际温度达到B点的目标温度了,需要投放主料,但实际上可能并未及时进行主料,对比,本发明首先将火力设置为最小火力,等待第一预设时间后,不论该烹饪动作是否执行,直接将该烹饪动作后的温度时间对应关系刷新后继续执行,或者直接执行下一烹饪阶段。
需要说明的是,在有的烹饪阶段对应的烹饪信息中包括烹饪动作,在有的烹饪阶段对应的烹饪信息中不包括烹饪动作,在包括烹饪动作的当前烹饪阶段,则采用S30~S50执行即可,在烹饪信息不包括烹饪动作的对应烹饪阶段,直接按照S30执行即可。
一种实施例中,温度传感器220安装于锅体210的底部,为了防止在烹饪过程中,尤其是在炒菜过程中,对温度传感器220造成损伤,优选地,温度传感器220位于锅体210的外侧。因此,温度传感器220检测的温度信息与锅内食材的实际温度会有偏差,且温度传感器220从检测到温度信息的时刻到控制单元111接收的时刻,实际上温度信息已经发送了变化,可见,直接使用温度传感器220检测的温度信息会带来比较大的误差,而本发明中,控制单元111根据接收到的温度信息进行补偿,将补偿后的温度作为实际温度,从而提高整个烹饪系统的控制精度。
进一步地,本发明还考虑到锅内的盛装物不同,也会对实际温度造成影响,如锅内盛装物为液体水和固体主料时,温度传感器220检测到相同的温度信息时,盛装物的实际温度可能会不同。为此,本发明的控制方法中,还根据盛装物的不同对温度信息进行补偿,从而更好地提高整个烹饪系统的控制精度,具体地,本发明中可以事先设置有不同温度信息、不同盛装物与实际温度的对应关系,在获取到智能锅的温度信息时,直接根据该对应关系确定实际温度。为了进一步提高实际温度的精度,本发明可以提升该对应关系的精度,如设置不同温度信息、不同盛装物、不同火力、不同锅体等因素与实际温度的对应关系。
在温度传感器220设置于锅体210的外侧时,为了对温度传感器220进行更好地保护,可以在锅体210的外侧设置安装凹槽,安装凹槽可以由底部的外表面向内凹陷形成,温度传感器220的检测部安装于安装凹槽内,同时,智能锅200还包括保护底板240,保护底板240覆盖于底部的外侧,以封闭安装凹槽的开口。
温度传感器220具体可以包括热电偶、热敏电阻等,在为热电偶时,可以将热电偶的检测部设置于锅体210的底部,补偿线路部延伸至锅体210的手柄,并与锅体210进行热隔离,以降低锅体210的热量、火焰等对温度检测的影响。在为热敏电阻时,热敏电阻可以直接设置于锅体210内部,当锅体210为铸铝或者铸铁时,可以直接通过压铸的方式压铸于锅体210内。优选地,为了提高温度检测的精度,锅体210和保护底板240均为铝件,以增加锅体210的传热效率,使温度传感器220处的温度与锅内的食物的温度尽可能一致。
实际上,在烹饪前期,智能锅200与燃气灶100通过无线通信单元113和无线传输模块230默认是连接的,智能锅200上的温度传感器220主动向控制单元111发送温度信息,这种方式能够提高温度信息传输的效率,减小温度信息的滞后。当然,也可以控制单元111在需要温度信息时向温度传感器220发送温度使能信号,温度传感器220接收到温度使能信号后再向控制单元111发送温度信息。
智能锅200还可以包括电源240,电源240与温度传感器220、无线传输模块230均连接,以为二者供电,具体地,电源240可以为可充电的电源。在步骤S10执行前,控制器110需要先获取导航菜谱,导航菜谱可以事先存储于存储器112内,控制单元111根据用户的选择直接调用即可;导航菜谱也可以通过手机、云端等设备获取,具体地,手机与云端无线连接,云端与控制单元111无线连接,可以通过手机操作直接从云端选择导航菜谱,云端将选择的导航菜谱发送给控制单元111,也可以用于直接从云端选择导航菜谱,云端将导航菜谱发送给控制单元;当然,在燃气灶100还包括显示屏或者触控显示屏130(下文详述)时,显示屏或者触控显示屏与控制单元111连接,用户也可以直接通过触控显示屏从云端选择导航菜谱。在使用手机时,可以在手机上安装于燃气灶对应的APP,通过对APP的操作执行上述功能。
值得说明的是,虽然控制单元111会依次执行导航菜谱中的各烹饪阶段,控制单元111可以直接根据导航菜谱将各烹饪阶段对应的烹饪信息均提取出来,也可以在执行到哪一个烹饪阶段时,再提取当前烹饪阶段对应的烹饪信息。
在采用温度时间对应关系对火力进行调整时,由于需要关注温度时间对应关系中各时刻的温度,必然会增加整个控制方法的复杂度,降低烹饪系统的工作效率。本发明考虑到,在有些烹饪阶段,虽然在该阶段仍然会遵循温度时间对应关系,但通过该对应关系确定出的火力基本恒定,即采用恒定火力加热,如大火加热、小火加热等,为了提供控制效率,本发明的一种优选实施例中,当烹饪阶段对应的烹饪信息中若为恒定火力加热时则不需要在各时刻关注温度时间对应关系中各时刻的温度,也就是说,至少一个烹饪阶段还具有恒定火力与时间对应关系或者恒定火力与温度对应关系,此时,步骤S30包括:
S31:控制器110判断当前烹饪阶段是否包括恒定火力,具体地,由控制单元111进行判断,若是,执行S32;若否,执行S33。
S32:控制器110调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度使其处于恒定火力,具体地,又控制单元111进行调节,并维持开度,直到当前烹饪阶段中恒定火力与时间对应关系的持续时长后执行S34;或者直到智能锅的实际温度达到当前烹饪阶段中温度时间对应关系中烹饪动作对应的目标温度执行S34。实际上,控制单元111可以根据恒定火力确定出第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度值,然后将第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度设置为该开度值,或者在恒定火力为大火或者小火时,控制单元111可以事先存储大火、小火对应的开度,在该过程中,直接调节到对应开度即可。优选地,设置大火时,第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124均为最大开度;小火时,第一电磁比例阀123为最小开度,同时关闭第二电磁比例阀124。
S33:控制器110根据温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度,具体由控制单元111进行调节,以分别调节燃气灶的内环火力和外环火力,使实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中温度时间对应关系。
S34:提醒执行烹饪动作。
上述方法中,首先判断在当前烹饪阶段是恒定火力,如果不是恒定火力,才根据温度时间对应关系实时调整火力,如果在整个阶段均为恒定火力,则在该烹饪阶段的初始时刻调整好第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度后,后续对火力不进行时刻调整,而仅关心加热的时间或者达到的实际温度,如此能够简化整个控制过程,降低对系统资源的占用。
需要说明的是,虽然在包括恒定火力的烹饪阶段,包括恒定火力与时间对应关系或者恒定火力与温度对应关系,但是这个烹饪阶段的温度时间仍然遵循该阶段的温度时间对应关系,因此,恒定火力与时间对应关系中的持续时长即为温度时间对应关系中的总时长,恒定火力与温度对应关系中的最终温度即为温度时间对应关系中的最终温度。另外,主料投放时都会造成温度下降,之后才温度会上升,因此,具有主料投放动作的烹饪阶段优选根据温度时间曲线调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度。
可以理解地,有的烹饪阶段中,仅部分时间段采用恒定火力加热,此时,仅在设置恒定火力加热的时间段采用恒定火力加热,不根据温度时间对应关系时刻调整第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度,在除了恒定火力加热之外的其他时间段,仍根据温度时间对应关系调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度。
在当前烹饪阶段包括恒定火力时,可以在步骤S34执行烹饪动作前执行上述提醒步骤。
在当前烹饪阶段中的烹饪动作为投放主料时,当食材投放后,有可能主料的种类、重量都与导航菜谱中的限定值不同,若一味的只关心烹饪动作是否执行,则会仍然完全按照当前烹饪阶段的温度时间对应关系或者火力去执行,然而,在重量差距较大时,如重量太大,且在该阶段本来是恒定火力的话(即不跟踪直温度时间对应关系),仍然按照原火力执行的话,明显会火力不足,升温较慢;如重量太小的话,可能糊锅。再如若主料种类差别较大的话,按照当前烹饪阶段的温度时间对应关系执行,则做出的菜品大概率不会令人满意。这种,造成在烹饪时仍然需要人工参与,对火力进行人为调整,而认为调整则无法保证菜肴的一致性,实际上,即使有人工参与,上述问题也无法避免。为此,本发明的一种优选实施例中,对投放后的主料进行判断之后再进行后续烹饪工序,具体地,步骤S40包括:
S41:控制器110判断烹饪动作是否执行,具体地,控制单元111对烹饪动作的是执行情况进行判断,如果执行完成,则执行S42;如果未执行,则执行S50;
S42:控制器110判断投放主料的重量、种类是否与当前烹饪阶段对应的导航菜谱中的重量、种类一致,若一致,则执行S43;若不一致,可能种类、重量均不一致,可能仅重量或者种类不一致,则执行S44;
S43:控制器110将当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;
S44:判断实际投放主料的种类、重量与导航菜谱中的种类、重量的差异值是否在允许差异范围内,说明实际投放的主料种类和重量对应的实际菜谱可以按照现在执行的当前烹饪阶段的温度时间对应关系、火力等执行,因此按照当前导航菜谱执行,则执行S43;若否,说明实际投放的主料种类和重量对应的实际菜谱与当前烹饪阶段的温度时间对应关系、火力差距较大,需要更换新的导航菜谱,并将其作为当前导航菜谱,返回S42。
上述控制方法,不仅考虑了食材投放后的种类和重量的差异,还考虑到不论是机械手还是用户自己投放,都可能与导航菜谱发生一定的差异,因此,在投放的主料种类和重量均在预设差异范围内时,仍然按照当前烹饪阶段食材投放后的各工序执行,只有在差异较大时,更换导航菜谱,然后重新判断与新的导航菜谱的重量、种类是否一致,如此,根据投放主料的种类和重量在烹饪方式上进行了适时的调整,从而进一步提高菜肴的成功率。需要说明的是,对于不同重量范围的同一主料会存储有多个导航菜谱,即上述步骤S44中的新的导航菜谱也是事先存储在存储单元112或者手机端、云端的。
虽然在S44中,当实际投放主料的种类、重量与导航菜谱中的种类、重量的差异值在允许差异范围内也执行S43,但是此时要跟踪温度时间对应关系,实际上,在重量稍大时,火力相较于之前的火力已经发生了变化,会随着重量的增大火力也加大;在重量稍小时,火力会随着重量的减小而调小,因此,当此烹饪阶段为恒定火力加热时,由于投放主料的重量与导航菜谱的不一致,因此,该恒定火力实际上相对于该烹饪阶段设定的恒定火力发生了变化。
具体地,食材投放执行与否可以通过温度传感器220检测,本发明所给的实施例中,温度传感器220安装于智能锅200上,实际上,温度传感器220也可以安装于灶头120处,在该实施例中,温度传感器220可以通过导线或者无线方式与控制单元111连接。食材投放的执行与否也可以通过重量传感器检测,也就是说,燃气灶100还包括重量传感器140,可以在盖板的下侧均安装重量传感器140,用于获取智能锅200的重量变化,重量传感器140与控制单元111连接,以将检测的重量信息发送给控制单元111。
重量传感器140还可以用于判断判断是否也有辅料加入,如加入葱、姜等固体调味料,或者酱油、醋等液体调味料,即在至少一个烹饪阶段还包括辅料投放与温度对应关系或者辅料投放与时间对应关系,相应地,在当前烹饪动作包括辅料投放与温度对应关系或者辅料投放与时间对应关系时,步骤S30还包括:
当实际温度达到辅料投放作对应的目标温度,或者当执行时间达到辅料投放动作对应的时间时,执行辅料投放动作。
有些用户本来也不喜欢这些辅料,因此在烹饪过程中不会加入这些辅料,本发明的一种优选实施例中,在S30中发出辅料投放动作后,可以通过重量传感器确认其执行与否,仅做记录,以便后续可能更新导航菜谱提取,而对烹饪中的火力控制不作调整。
重量传感器140还可以用于检测翻炒动作,具体地,在当前烹饪阶段的烹饪动作为翻炒动作时,步骤S40包括:
S46:控制器110获取重量传感器140的重量信息,具体可以通过控制单元111获取;
S47:控制器110判断重量信息是否在第二预设时间内发生变化,具体可以通过控制单元111执行,可以发生一次变化,即翻炒一次,也可以使发生多次变化,即发生了多次翻炒。若发生变化,则烹饪动作执行,即认为执行了翻炒动作,控制器110将当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;若未发生变化,则烹饪动作未执行,即认为未执行翻炒动作,执行S50。
其中,第二预设时间与第一预设时间可以相等,也可以小于第一预设时间。一般地,翻炒动作中,会连续执行多次翻炒,而相邻两次翻炒的时间间隔较小,因此,本发明的一种优选实施例中,第二预设时间可以远小于第一预设时间。由于每次翻炒,铲子都会与智能锅200发生碰撞,从而被重量传感器140感知到,因此,采用重量传感器140对翻炒动作进行检测,能够减少整个烹饪系统的检测元件,进而简化整体结构。
可以理解地,当前烹饪阶段中的烹饪动作为翻炒动作时,也可以直接检测第一预设时间重量信息是否发生了变化。
在实际操作中,重量传感器140可以主动发送重量信息给控制单元111,若控制单元111此时不需要重量信息,控制单元111可以关闭接收重量信息的端口;或者控制单元111持续接收重量信息,但不对其进行处理;在前种方式中,若控制单元111需要重量信息,则打开接收重量信息的端口,在后种方式中,控制单元11只有在需要重量信息时才对接收到的重量信息进行处理。也可以控制单元111在需要获取重量信息时,发送重量使能信号给重量传感器140,重量传感器140在接收到重量使能信号时,才发送重量信息给控制单元111,当然,重量传感器140也可以在仅接收到重量使能信号时才进行重量采集。
当然,烹饪动作的执行与否也可以通过其他传感器检测,如摄像头。对于主料种类的检测可以采用摄像头,具体地,摄像头安装于燃气灶200、油烟机(下文会详述)或者厨房墙壁等结构上,摄像头采集投放的主料图片,将图片信息发送给控制单眼111,控制单元根据主料图片判断主料的种类。
需要说明的是,不论是温度传感器220还是重量传感器140,一般都不会连续进行采集,而是每个一段时间(即采样周期,如200ms)采样一次,相应地,然后再发送给控制单元111。
需要说明的是,上述食材投放、辅料投放、翻炒等动作,可以通过人工操作执行,也可以连接机械手进行执行,如控制单元111与食材投放机械手、固体辅料投放机械手、液体辅料投放机械手、翻炒机械手等连接,在需要执行这些动作时,控制单元111发送指令给机械手,机械手接收到指令后进行投放相应主料、辅料或者执行翻炒动作。
不论采用人工执行上述动作还是机械手执行,在控制单元111发出烹饪动作或者辅料投放的指令时,烹饪系统和人工可能都没有自动执行,为了提高烹饪的成功率,本发明的一种优选实施例中,控制器110还包括语音单元,语音单元可以为蜂鸣器,也可以为喇叭等器件,相应地,步骤S30还包括提醒步骤:
当实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时,控制器110发出执行烹饪动作的语音提醒信息,即S30中提示执行对应烹饪动作可以通过发送语音提醒信息进行提醒。具体地,可以控制单元111控制语音单元发出语音提醒信息。同理,当实际温度达到辅料投放作对应的目标温度,或者当执行时间达到辅料投放动作对应的时间时,控制单元111还控制语音单元发出语音提醒信息。语音提醒信息可以仅为单调的铃声,也可以为具体的烹饪动作内容,如“食材投放”、“翻炒”、“辅料投放”等。
燃气灶100还包括触摸显示屏130,触摸显示屏130与控制单元111连接,用于显示下述数据中的至少一者:控制单元111通过手机、云端或者其自身的存储单元获取的导航菜谱、耗气量、火力功率、燃气灶的能耗、智能锅的实际温度、炒菜用时、翻炒次数,以使用户了解烹饪过程中的各种情况。具体地,耗气量指燃气灶100在烹饪过程中消耗的燃气量,火力功率可以为第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的功率,燃气灶的能量指燃气灶的用电量。
在烹饪过程中,用户还可以根据自己的口味等调节烹饪中的各参数,如调节火力,具体可以通过触摸显示屏130输入的火力调节信息,即触控显示屏130接收到用户的触控指令后,将其发送给控制单元111,控制单元111通过触控指令对火力进行调节。具体地,控制方法还包括步骤:
在当执行前烹饪阶段时,控制器110若接收到外界输入的火力调节信息,则步骤S30具体为:
控制器110按照火力调节信息调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124的开度,且当实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行烹饪动作。
也就是说,用户可以在执行当前导航菜单的任何过程中,对火力进行人工调节,以烹饪出更适合自己口味的饭菜。当然,也可以调节烹饪的时长等其他参数,这些信息均可以通过触控显示屏130实现。
火力调节信息以及其他烹饪参数还可以通过手势指令、语音指令、无线信号指令中的至少一种输入到控制器110(具体可以为控制单元111),在使用手势指令时,燃气灶100上可以安装摄像头;在使用语音指令时,燃气灶100上可以安装麦克;在使用无线信号时,用户可以在手机上输入无线信号指令,然后发送给控制单元111。
进一步地,在烹饪过程中,若有外界输入的信息时,控制单元111还可以将这些信息记录下来,存储于存储单元112中,制作成新的导航菜单,或者覆盖原始对应的导航菜单,以便在后续烹饪中可以直接调用。同理,用户也可以直接自己制定各种烹饪阶段的排列顺序,使用该烹饪系统进行烹饪,在烹饪过程中,记录各烹饪阶段,并存入存储单元112,进而形成新的导航菜单。
本发明为了防止在烹饪过程中,尤其是在有时候人工参与烹饪时,发生干烧,造成安全隐患,步骤S10之后还包括步骤:
S60:控制器110(具体为控制单元111)判断智能锅200的实际温度是否大于防干烧阈值,若是,关闭第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124,即启动熄火装置,停止加热。
燃气灶100上可以设置有一个灶头,也可以设置有两个或者多个灶头120,在设置有多个灶头120时,若各灶头120上均放置有智能锅200,或者虽然只有一个灶头120,但是配置了多个智能锅200,此时,需要确认所要启动的灶头120上使用的是哪个智能锅200,这个操作可以将匹配的智能锅200均显示于触控显示屏130,进而通过触控指令输入对应的智能锅200。本发明的一种优选实施例中,智能灶100能够自动匹配灶头120和智能锅200,具体地,步骤S10之前还包括灶头与智能锅的匹配步骤,所述匹配步骤包括:
S81:控制器110控制与预烹饪的灶头对应的点火单元点火;
S82:控制器110获取各智能锅200的温度传感器的温度信息;
S83:控制器110判断哪一个智能锅的温度信息满足预期温度变化,并确定满足预期温度变化的智能锅200为烹饪当前导航菜谱的锅具,执行S10;若均不满足预期温度变化,则输出锅具错误信息,返回S81。
可以理解地,如图4、图5所示,燃气灶100还包括点火机构170,点火机构170设置于灶头120处,通常设置于内环火道121和外环火道122之间。点火机构与控制单元111连接,以用于通过控制单元111控制点火单元工作,进而控制点火机构170进行点火。燃气灶100可以设置有多个灶头120时,各灶头120都会配置自己的内环火道121、外环火道122、第一电磁比例阀123、第二电磁比例阀124、点火机构。
以设置有两个灶头120、两个智能锅200为例,两个灶头120分别记为第一灶头和第二灶头,两个智能锅200分别记为第一锅和第二锅,若第一灶头为预烹饪灶头,则控制单元111首先控制第一灶头对应的点火机构点火,然后通过第一锅和第二锅发送的温度信息判断哪个锅达到了预期的温度变化,如第一锅达到了,说明第一锅放置于第一灶头,然后执行S10、S20等步骤,使用第一灶头和第一锅进行导航菜谱的烹饪。
继续参考图4、图5,燃气灶100包括盖板150、壳体160以及炉架180,盖板150覆盖壳体160,控制器110、第一电磁比例阀123、第二电磁比例阀124以及触控显示屏130安装于壳体160内,灶头120安装于壳体160,部分露出盖板150,如部分内环火道121和部分外环火道124露出盖板150,炉架180设置于灶头120处,以支撑智能锅200,具体地,内环火道123包括内火道本体和内环火盖,外环火道124包括外火道本体和外环火盖。灶头120还包括截止阀125,第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124通过截止阀125与外界燃气通道连通,截止阀125为电气阀,与控制器110连接,用于控制进入各灶头120的燃气的通断,具体与控制单元111连接,以通过控制单元111对其通断进行控制。其际上,为了使进入燃气灶的燃气压力更稳定,有益于火力的精确控制,燃气灶还包括稳压阀190,各灶头120的截止阀125通过稳压阀190与外界燃气通道连通。控制器110也设置于壳体160内,在设置有触控显示屏130时,可以位于触控显示屏130的下侧。
为了隔绝燃气灶内的空气对控制器110等的影响,燃气灶100还包括有隔板191,隔板191将壳体160内的空间分割成第一空间和第二空间,各灶头120的第一电磁比例阀123、第二电磁比例阀124以及截止阀125、控制器110均设置于第一空间,且触控显示屏130位于控制器110的上方(靠近盖板150的一侧);内环火盖、外环火盖与第二空间相对。进一步地,在第一空间的两侧各设置有风扇,两个内环火盖对应的第二空间之间设置有进气口193,如此,第二空间内在环绕第一空间的外侧形成了散热通道,有利于热空气快速排出。此时,稳压阀190设置于第二空间,且位于靠近风扇192的位置。
烹饪系统还可以包括油烟机,油烟机与控制单元111连接,控制单元111还用于控制油烟机工作和关闭,具体地,控制单元111在执行各烹饪阶段时,可以根据烹饪过程的需要启动油烟机并对其风量进行调整。在该实施例中,触摸显示屏130还用于显示油烟机风量。如此,进一步提高烹饪系统的智能化。
需要说明的是,上述控制方法中,S10、S20、S30、S40、S50、S60并不代表执行的先后顺序,只是为了文中表述方便,具体执行顺序与各步骤的具体内容有关。如S10只要在S30之前执行即可,其可以在S20前执行,也可以在S20后执行,或者与S20同时执行;S30则需要在S40之前执行,S40需要在S50执行,而S60只要在S10之后执行即可。
上述第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124可以通过施加在其控制端的电流控制二者的开度,如二者的控制端输入最大电流,则二者的开度为最大开度,控制端输入最小的电流,二者的开度最小,对应于其他开度,可以施加对应的电流即可。其中,所述控制器将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,具体可以通过PID模型、模糊控制算法,本发明的一种优选实施例中,采用ADRC(自抗扰控制)模型对第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀124进行调节,具体地,包括:
首先,控制器110(具体为控制单元111)将温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,将目标温度作为ADRC模型中非线性跟踪微分器的输入,智能锅200的实际温度作为被控对象,作为ADRC模型中的扩张状态观测器的反馈输入,根据ADRC模型的输出以及被控对象得到第一电磁比例阀和第二电磁比例阀各自的电流值;
然后,控制器110(具体为控制单元111)按照各自的电流值控制第一比例阀123和第二电磁比例阀124工作,以调节第一电磁比例阀123和第二电磁比例阀123的开度,进而实现实际温度能够更好地跟踪温度时间对应关系。
其中,本发明中ADRC模型如图7所示,图中的n为自然数,ADRC模型包括非线性跟踪微分器TD、非线性状态误差反馈控制律NLSEF和扩张状态观测器ESO。目标温度v(t)作为整个模型的输入信号,输入非线性跟踪微分器TD;非线性跟踪微分器TD的输出Z1n与扩张状态观测器ESO的反馈Z2n的差值en作为非线性状态误差反馈控制律NLSEF的输入;非线性状态误差反馈控制律NLSEF的输出u0(t)与扩张状态观测器ESO的反馈的差值记为输出差值,输出差值与增益b的商以及被控对象的变化率d(t)共同作用于被控对象,得到输出y(t);输出差值与增益b的乘积与被控对象共同作用于扩张状态观测器ESO。在发明中,目标温度作为输入信号v(t),被控对象为烹饪锅的实际温度,输出y(t)为第一比例阀和第二比例阀的电流。如此,首先,非线性跟踪微分器TD用来实现对系统目标温度的快速无超调跟踪,并能对其给出良好的微分信号;其次,ADRC模型把系统自身的不确定性当做系统的内扰,它和系统的外扰一起被看作整个系统的扰动,不区分内扰和外扰而直接监测它们的综合作用,即系统的总扰动,通过扩张状态观测器ESO对系统的状态和扰动分别进行估计,扩张状态观测器ESO将有未知外扰(如外界环境温度、空气流动)的非线性不确定对象用非线性状态误差反馈控制律NLSEF化为“积分器串联型”,是一种对非线性不确定对象实现反馈线性化的结构;最后,ADRC利用非线性状态误差反馈控制律NLSEF获得扰动分量的补偿作用,并得到整个模型的输出。
采用ADRC模型,对于不同的烹饪阶段,不需要变换不同的参数,能够简化整个控制过程,且采用该模型能够综合各种因素对火力的影响,如外界环境温度等,进一步提高火力控制的精度。
其中,上述所述的温度时间对应关系可以表现为曲线形式、表格形式或者函数形式,如曲线形式为温度随时间变化形成的曲线,表格形式为各时刻和其对应的温度形成的表格,函数形式为温度随时间变化的函数,其中,在为曲线的时候,可以以公式形式给出,也可以通过多点的方式给出。当然,温度时间对应关系也可以表现为其他形式。同理,恒定火力与时间对应关系、恒定火力与温度对应关系也可以表现为曲线形式、表格形式或者函数形式等。
此外,本发明还提供了一种用于燃气烹饪系统的计算机可读存储介质,如芯片、光盘等,计算机可读存储介质上存储有执行程序,该执行程序被执行时实现如上述任一项所述的控制方法。
需要说明的是,本公开的实施例所述的计算机可读存储介质并不限定于上述所给实施例,例如还可以为电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。其中,附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生,例如,两个接连表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本文中对于各步骤的编号仅为了方便说明和引用,并不用于限定前后顺序,在不冲突的前提下,各步骤可以是同时执行或任意顺序执行。
本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (16)
1.一种燃气烹饪系统的控制方法,其特征在于,所述燃气烹饪系统包括燃气灶和智能锅,所述燃气灶包括控制器和具有可调开度的第一电磁比例阀和第二电磁比例阀,所述控制方法包括步骤:
S10:控制器通过无线信号接收当前烹饪的智能锅上的温度传感器检测的温度信息,并根据所述温度信息和所述智能锅内的盛装物确定所述盛装物的实际温度;
S20:所述控制器获取多个烹饪阶段中当前烹饪阶段对应的烹饪信息,其中,所述烹饪信息包括温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,各所述烹饪阶段对应的温度时间对应关系中的起始时间各自独立,所述烹饪动作包括食材投放动作和翻炒动作;
S30:所述控制器将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,以分别调节燃气灶的内环火力和外环火力,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系,且当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时提示执行对应的烹饪动作;
S40:所述控制器判断在规定的时间内所述烹饪动作是否执行,如果已执行,则将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中对应所述烹饪动作之后的部分更新为当前烹饪阶段,并重新计时,返回步骤S30,或者将下一烹饪阶段更新为当前烹饪阶段,返回步骤S20;如果未执行,则执行S50;
S50:控制器调节所述第一电磁比例阀为最小开度,关闭第二电磁比例阀,等待第一预设时间后,所述控制器将当前所述烹饪阶段的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回步骤S30;或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,至少一个所述烹饪阶段对应的烹饪信息中还具有恒定火力与时间对应关系或者恒定火力与温度对应关系,所述步骤S30包括步骤:
S31:所述控制器判断所述当前烹饪阶段是否包括恒定火力,若是,执行S32;若否,执行S33;
S32:所述控制器调节所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度使其处于所述恒定火力,并维持所述开度,直到当前烹饪阶段中恒定火力与时间对应关系的持续时长后执行步骤S34;或者直到所述智能锅的实际温度达到当前烹饪阶段中温度时间对应关系中烹饪动作对应的目标温度执行步骤S34;
S33:所述控制器根据温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,以分别调节燃气灶的内环火力和外环火力,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系,直到所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行S34;
S34:提示执行所述烹饪动作。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述步骤S30包括:
当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时,所述控制器发出执行所述烹饪动作的语音提醒信息。
4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,当前烹饪阶段中的所述烹饪动作为投放主料;所述步骤S40包括步骤:
S41:所述控制器判断所述烹饪动作是否执行,如果执行完成,则执行S42;如果未执行,则执行S50;
S42:所述控制器判断投放主料的重量、种类是否与所述当前烹饪阶段对应的导航菜谱中的重量、种类一致,若一致,则执行S43;若不一致,则执行S44;
S43:所述控制器将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;
S44:判断实际投放主料的种类、重量与所述导航菜谱中的种类、重量的差异值是否在允许差异范围内,若是,则执行S43;若否,则更换新的导航菜谱,并将其作为当前导航菜谱,返回S42。
5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述燃气灶的灶头处安装有重量传感器;
所述当前烹饪阶段的所述烹饪动作为翻炒动作,所述步骤S40包括:
S46:所述控制器获取所述重量传感器的重量信息;
S47:所述控制器判断所述重量信息是否在第二预设时间内发生变化,若发生变化,则所述烹饪动作执行,所述控制器将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中,对应烹饪动作之后的部分的时间重新计时后返回S30,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,返回步骤S20;若未发生变化,则所述烹饪动作未执行,执行S50;
其中,第二预设时间小于第一预设时间。
6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,
所述控制器将当前烹饪阶段的温度时间对应关系中各时刻的温度作为目标温度,调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,包括:
所述控制器将所述目标温度作为ADRC模型中非线性跟踪微分器的输入,所述实际温度作为被控对象,作为ADRC模型中的扩张状态观测器的反馈输入,根据所述ADRC模型的输出以及所述被控对象得到第一电磁比例阀和第二电磁比例阀各自的电流值;
所述控制器按照所述电流值控制所述第一比例阀和第二比例阀工作,以调节所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在执行所述当前烹饪阶段时,所述控制器若接收到外界输入的火力调节信息,则步骤S30具体为:
所述控制器按照所述火力调节信息调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,且当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行所述烹饪动作。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述火力调节信息通过触控指令、手势指令、语音指令、无线信号指令中的至少一种输入到所述控制器。
9.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法,其特征在于,所述步骤S10之后还包括步骤:
S60:所述控制器判断所述智能锅的实际温度是否大于防干烧阈值,若是,关闭所述第一电磁比例阀和第二电磁比例阀。
10.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制器还包括显示屏;所述步骤S10前还包括:
所述控制器通过手机、云端或者其自身的存储单元获取导航菜谱,并控制所述显示屏显示所述导航菜谱。
11.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法,其特征在于,所述步骤S10之前还包括灶头与智能锅的匹配步骤,所述匹配步骤包括:
S81:所述控制器控制预烹饪的灶头对应的点火单元点火;
S82:所述控制器获取各智能锅的温度传感器的温度信息;
S83:所述控制器判断哪一个智能锅的温度信息满足预期温度变化,并确定满足预期温度变化的智能锅为烹饪当前导航菜谱的锅具,执行S10;若均不满足预期温度变化,则输出锅具错误信息,返回S81。
12.一种燃气烹饪系统,包括燃气灶和智能锅,其特征在于,
所述智能锅包括锅体、安装于所述锅体且相互连接的温度传感器和无线传输模块,所述温度传感器用于检测所述锅体的温度,所述无线传输模块用于将所述锅体的温度信息发送给所述燃气灶;
所述燃气灶包括控制器和灶头,所述灶头包括内环火道、外环火道、第一电磁比例阀、第二电磁比例阀,所述内环火道通过所述第一电磁比例阀与供气端连通,所述外环火道通过所述第二电磁比例阀与所述供气端连通;所述控制器包括控制单元、与所述控制单元连接的存储单元、无线通信单元,
所述存储单元存储有各所述烹饪阶段对应的烹饪信息,所述烹饪信息包括温度时间对应关系、烹饪动作与目标温度对应关系,其中,各所述烹饪阶段对应的温度时间对应关系中的起始时间各自独立,所述烹饪动作包括食材投放动作和翻炒动作;
所述无线通讯单元能够与所述无线传输模块连接,以用于接收所述智能锅上的温度传感器检测的温度信息;
所述控制单元与所述第一电磁比例阀、所述第二电磁比例阀均电性连接;
所述控制单元用于:
根据所述温度信息和所述智能锅内的盛装物确定所述盛装物的实际温度,并用于根据当前烹饪阶段的温度时间对应关系调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀的开度,使所述实际温度随着时间的变化关系跟踪当前烹饪阶段中所述温度时间对应关系;
当所述实际温度达到当前烹饪阶段中烹饪动作对应的目标温度时执行对应的烹饪动作并在烹饪动作执行后,将所述当前烹饪阶段中的温度时间对应关系中对应烹饪动作之后的部分的更新为当前烹饪阶段,或者将下一烹饪阶段作为当前烹饪阶段,重新执行当前烹饪阶段。
13.根据权利要求12所述的烹饪系统,其特征在于,所述燃气灶还包括触摸显示屏,用于显示下述数据中的至少一者:所述控制单元通过手机、云端或者其自身的存储单元获取的导航菜谱、耗气量、火力功率、燃气灶的能耗、智能锅的实际温度、炒菜用时、翻炒次数、输入的火力调节信息。
14.根据权利要求13所述的烹饪系统,其特征在于,还包括油烟机,所述油烟机与所述控制单元连接,所述控制单元还用于控制所述油烟机工作和关闭;所述触摸显示屏还用于显示油烟机风量。
15.根据权利要求12-14任一项所述的烹饪系统,其特征在于,所述燃气灶的灶头处安装有重量传感器,用于获取所述智能锅的重量变化,以检测是否执行翻炒动作,或者判断是否有主料加入、判断是否也有辅料加入。
16.一种用于燃气烹饪系统的计算机可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有执行程序,所述执行程序被执行时实现如权利要求1-11任一项所述的控制方法。
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