KR0176692B1

KR0176692B1 - 송풍팬의 속도제어와 회전날개의 위치제어에 의한 냉장고의 온도제어방법 및 냉장고의 온도제어장치

Info

Publication number: KR0176692B1
Application number: KR1019960013554A
Authority: KR
Inventors: 박해진; 강윤석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1999-10-01
Also published as: JPH1038437A; EP0805319A2; KR970070887A; DE69718373T2; EP0805319A3; EP0805319B1; CN1173625A; US5799496A; CN1114084C; JP3142499B2; DE69718373D1

Abstract

본 발명은 회전날개의 정지각위치에 따른 냉장실 내로의 냉기토출 방향과 송풍팬의 회전속도에 따른 냉기토출 속도를 조절하여, 회전날개의 정지각위치와 송풍팬으로부터의 거리에 따른 냉기배분을 하는 냉장고의 온도제어방법 및 냉장고의 온도제어장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉장고의 온도제어방법은, 냉장실 내의 여러 부위 중 가장 온도가 높은 부위를 추론하는 퍼지모델을 구성하는 단계와; 냉장실 내의 소정개소의 온도변화를 측정하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값에 기초하여 상기 퍼지모델에 의한 퍼지추론을 하여, 냉장실 내의 가장 고온인 추론위치를 산출하는 단계와; 상기 온도변화의 측정치를 입력노드에서 취하고, 냉장실 내의 가장 온도가 높은 부위인 평형위치를 출력노드에서 산출하는 신경회로망을 구성하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값과 상기 추론위치를 이용하여 상기 신경회로망을 학습시키는 단계와; 상기 온도변화의 측정치로부터 상기 평형위치를 산출하는 단계와; 상기 평형위치를 향해 냉기가 송풍되도록 상기 송풍팬의 회전속도와 상기 회전날개의 정지각위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 적은 수의 온도센서만으로도 냉장실의 각 부위의 온도값을 정확히 추론하고, 추론된 위치에 따라 송풍팬의 회전속도와 회전날개의 정지각위치를 조절함으로써 거리와 방향에 따른 냉기 배분을 하여 냉장실 내의 온도가 특정 부위에 편중됨이 없이 고르게 유지되도록 할 수 있다.

Description

송풍팬의 속도제어와 회전날개의 위치제어에 의한 냉장고의 온도제어방법 및 냉장고의 온도제어장치

본 발명은, 송풍팬의 속도제어와 회전날개의 위치제어에 의한 냉장고의 온도제어방법 및 냉장고의 온도제어장치에 관한 것으로서, 퍼지추론과 신경회로망에 의한 학습에 의해 산출된 위치를 향해 냉장실 내의 회전날개의 정지각을 조절하여 냉기토출 각도를 조절하고 송풍팬으로부터의 냉기토출 속도를 조절하여 거리에 따른 냉기배분을 함으로써 고내의 온도를 균일하게 제어하는 것이다.

냉장고, 특히 대형 냉장고에서는 냉장실 내에 수용되는 음식물 등의 부하가 냉장실 내의 각 부위에 따라 틀려짐에 따라 냉장실 내의 온도 분포가 고르게 유지되기가 힘들어, 고내 온도를 고르게 유지하는 방법이 많이 연구되고 있다. 이러한 냉장실 내의 온도조절 방법으로, 냉장실 내의 후면에 회전날개를 부착하고 회전날개를 회전시키며 냉기의 토출 방향을 조절하여, 온도가 높은 쪽으로 냉기를 토출시킴으로써 균일한 온도분포를 유지하는 방법이 있다. 회전날개는 회전시 정지각위치에 따라 냉기를 토출하는 방향을 결정하는데 주로 사용된다. 송풍팬은 회전력에 의해 일정한 속도로 냉기를 토출하여 냉장실 내에 냉기를 공급한다.

그런데, 이러한 냉장고에서는, 송풍팬의 회전에 의한 송풍력은 항상 고정이 되어 있어 냉기가 토출되는 부위의 거리에 따른 배분이 제어가 되지 않는다는 단점이 있다. 즉, 송풍팬으로부터 먼 거리에 있는 냉장실의 전면 부위에 냉기를 토출하고자 할 경우에는 송풍팬을 고속으로 회전시켜 냉기의 토출 속도를 강하게 하는 것이 필요하고, 송풍팬으로부터 가까운 거리에 있는 냉장실의 후면 부위에 냉기를 토출하고자 할 경우에는 송풍팬을 저속으로 회전시키거나 정지시켜 냉기의 토출 속도를 약하게 하는 것이 필요하게 되는데, 종래의 송풍팬은 회전속도가 항상 고정되어 있어 이를 제어하지 못하고 있다.

또한, 송풍팬의 회전속도를 조절하여 냉기의 토출 속도를 조절하기 위한 전제조건으로서, 냉장실 내의 각 부위, 특히 송풍팬으로부터의 거리에 따른 각 부위의 온도가 정확히 측정이 되어야 하는데, 통상의 냉장고에서는 냉장실 상단과 하단에 각각 하나의 온도센서를 가지고 있어 두 개만의 온도센서를 사용하므로, 냉장실 내의 각 부위의 온도가 정확히 측정되지 않고 있다. 이 경우 각 부위의 온도를 퍼지추론 등의 추론방법에 의해 추론하고 어느 정도 정확하게 추론하더라도 냉장고의 양산시 생기는 제품별의 차이에 의해 생기는 각 제품별의 오차를 보정하는 기능은 가지고 있지 않아 추론의 정확성이 한계가 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 추론 기능을 갖는 퍼지모델과 학습기능을 갖는 신경회로망을 이용하여 적은 수의 온도센서만으로도 냉장실의 각 부위의 온도값을 정확히 추론하고, 추론된 위치에 따라 송풍팬의 회전속도와 회전날개의 정지각위치를 조절함으로써, 거리와 방향에 따른 냉기 배분을 하여 냉장실 내의 온도가 특정 부위에 편중됨이 없이 고르게 유지될 수 있도록 하는 냉장고의 온도제어방법 및 온도제어장치를 제공하는 것이다.

제1도는 냉장고의 부분정면도.

제2도는 회전날개의 확대사시도.

제3도는 회전날개의 회전속도에 따라 냉장실 내의 거리에 따른 냉기 배분을 도시한 다이어그램.

제4도는 거리에 따른 냉기 배분을 이루기 위해 회전날개가 회전해야 하는 속도를 도시한 그래프.

제5도는 TSK퍼지모델을 적용하기 위한 데이타를 예시한 표.

제6도는 제5도의 표 1의 데이타를 퍼지3분할한 경우 각 분할구조를 도시한 그래프.

제7도는 냉장실 내부의 온도를 측정하기 위해 선정한 각 지점을 도시한 냉장실 각 단의 개략적 사시도.

제8도는 본 발명에 따른 신경회로망의 개략적 구조도.

제9도는 제8도의 최종적인 신경회로망.

제10도는 본 발명에 따른 온도제어장치의 제어블럭도.

제11도는 본 발명에 따른 송풍팬의 속도제어와 회전날개의 위치제어를 구현하기 위한 온도제어장치의 회로도.

제12도는 AC전원전압의 파형을 도시한 그래프.

제13도는 영전압검지부에서 영전압을 검지하여 출력하는 파형을 나타내는 그래프.

제14도는 제12도의 파형으로부터 소정구간() 지연된 시간에 마이컴으로부터 발생되는 트리거신호를 나타낸 그래프.

제15도는 소정구간 절취된 AC파형으로서 구동모터에 인가되는 전원전압의 파형을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 냉장실 11,12 : 온도센서

20 : 회전날개 31 : 마이컴

37 : 회전날개 위치센서 41 : 구동모터

45 : 트라이악 47 : AC전원

49 : 변압기 51 : 퍼지추론부

53 : 지연시간산출부 55 : 트리거펄스생성부

57 : 속도오차산출부 59 : 각위치오차산출부

61 : 정지각위치제어부 63 : 신경회로망

65 : 학습부

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전날개의 정지각위치에 따른 냉장실 내로의 냉기토출 방향과 송풍팬의 회전속도에 따른 냉기토출 속도를 조절하여, 회전날개의 정지각위치와 송풍팬으로부터의 거리에 따른 냉기배분을 하는 냉장고의 온도제어방법에 있어서, 냉장실 내의 여러 부위 중 가장 온도가 높은 부위를 추론하는 퍼지모델을 구성하는 단계와; 냉장실 내의 소정 개소의 온도변화를 측정하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값에 기초하여 상기 퍼지모델에 의한 퍼지추론을 하여 냉장실 내의 가장 고온인 추론위치를 산출하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값을 입력노드에서 취하고, 냉장실 내의 가장 온도가 높은 부위인 평형위치를 출력노드에서 산출하는 신경회로망을 구성하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값과 상기 추론위치를 이용하여 상기 신경회로망을 학습시키는 단계와; 상기 온도변화의 측정값으로부터 상기 평형위치를 산출하는 단계와; 상기 평형위치를 향해 냉기가 송풍되도록 상기 송풍팬의 회전속도와 상기 회전날개의 정지각위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법이 제공된다.

여기서, 상기 퍼지모델을 구성하는 단계는, 냉장실 내의 온도센서가 나타내는 온도변화치에 따른, 상기 송풍팬으로부터의 거리와 상기 회전날개로부터의 각위치가 다른 여러 위치의 온도변화율의 측정치 데이타를 마련하는 단계와; 상기 측정치 데이타를 기준으로 퍼지분할을 하는 단계와; 상기 퍼지분할된 영역의 각 분할구조 중 최적의 구조를 선정하는 단계와; 상기 최적의 구조를 기준으로, 상기 추론위치를 추론하는 선형식을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 송풍팬의 회전속도를 제어하는 단계는, 상기 송풍팬의 최대 구동속도에 해당하는 실효치를 갖는 교류전압을 발생시키는 단계와; 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 발생시키는 단계와; 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 산출하는 단계와; 상기 교류전압의 파형을 소정구간 컷팅하여 상기 평형전압을 생성시키는 단계와; 상기 평형전압을 상기 송풍팬을 구동하는 구동모터에 공급하는 단계를 포함하는 것이 효과적일 수 있다.

또한, 상기 교류전압을 컷팅하는 단계는, 상기 교류전압의 파형의 순시치가 영이되는 시점을 검지하는 단계와; 상기 평형전압을 생성시키기 위해서 상기 파형을 컷팅해야 하는, 상기 영이되는 시점으로 부터의 지연시간을 산출하는 단계와; 상기 순시치가 영이되는 시점으로부터 상기 지연시간 동안의 상기 파형을 컷팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

그리고, 상기 송풍팬의 실제 회전속도를 검지하는 단계와; 상기 실제 회전속도와 상기 평형속도 사이의 속도오차를 산출하는 단계와; 산출된 상기 속도오차를 반영하여 상기 송풍팬의 회전속도를 보정하는 단계를 더 포함하도록 함으로써, 목표가 되는 평형속도가 실제의 송풍팬의 회전속도가 차이가 날 경우 이를 보정하여 더욱 정확한 제어가 가능하게 된다.

또한, 상기 회전날개의 실제 정지각위치를 검지하는 단계와; 상기 실제정지각위치와 상기 평형각위치 사이의 각위치오차를 산출하는 단계와; 산출된 상기 각위치오차를 반영하여 상기 회전날개의 정지각위치를 보정하는 단계를 더 포함하도록 함으로써, 더욱 정확한 제어가 가능하게 된다.

상기 신경회로망을 학습시키는 단계는, 동일한 입력값에 대한 상기 추론속도와 상기 평형속도 사이의 오차를 상기 신경회로망에 반영하는 단계를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 회전날개의 정지각위치에 따른 냉장실 내로의 냉기토출 방향과 송풍팬의 회전 속도에 따른 냉기토출 속도를 조절하여, 회전날개의 정지각위치와 송풍팬으로부터의 거리에 따른 냉기배분을 하는 냉장고의 온도제어장치에 있어서, 냉장실 내의 소정개소의 온도변화를 측정하는 측정부와; 상기 측정부의 측정값에 기초하여 퍼지추론을 하여, 냉장실 내의 온도의 평형을 유지하는데 필요한 최적의 송풍팬 추론속도와 최적의 회전날개 정지각위치에 해당하는 추론각위치를 추론하는 퍼지추론부와; 상기 송풍팬의 회전속도 및 회전날개의 정지각위치에 따라 냉장실 내의 온도센서가 나타내는 온도변화치를 입력노드로 취하고 냉장실 내의 온도의 평형을 유지하기 위한 최적의 송풍팬의 구동속도에 해당하는 평형속도 및 최적 회전날개 정지각위치에 해당하는 평형각위치를 갖는 평형위치를 출력노드에서 산출하는 신경회로망연산부와; 상기 평형속도와 상기 추론속도 사이의 오차 및 상기 평형각위치와 상기 추론각위치 사이의 오차를 상기 신경회로망연산부에 반영하여 상기 신경회로망을 학습시키는 학습부와; 신경회로망연산부에 의해 산출된 상기 평형속도에 따라 상기 송풍팬의 회전속도를 제어하는 회전속도제어부와; 신경회로망연산부에 의해 산출된 상기 평형각위치에 따라 상기 회전날개의 정지각위치를 제어하는 정지각위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치가 제공된다.

여기서, 상기 회전속도제어부는, 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 산출하는 평형전압연산부와; 상기 교류전압을 소정구간 컷팅하여 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 생성하여 상기 송풍팬에 공급하는 평형전압발생부를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 평정전압발생부는, 상기 교류전압의 파형의 순시치가 영이되는 시점을 검지하는 영전압검지부와; 상기 평형전압을 생성시키기 위해서 상기 파형을 컷팅해야 하는, 상기 영이되는 시점으로 부터의 지연시간을 산출하는 지연시간 산출부와; 상기 순시치가 영이되는 시점으로부터 상기 지연시간이 경과한 지연시점까지의 상기 파형을 컷팅하는 파형절취부를 포함하도록 구성하는 것이 효과적일 수 있다.

또한, 상기 파형절취부는, 상기 전원발생부와 직렬로 연결된 트라이악과; 상기 지연시점에 상기 트라이악의 게이트단자에 트리거신호를 인가하는 트리거펄스 생성부를 포함하는 것이 효과적일 수 있다.

상기 송풍팬의 실제 회전속도를 검지하는 실제속도검지부와; 상기 실제회전속도와 상기 평형속도 사이의 속도오차를 산출하는 속도오차산출부를 더 포함하도록 하며; 상기 회전속도제어부는 상기 속도오차산출부에 의해 산출된 상기 속도오차를 반영하여 상기 송풍팬의 회전속도를 보정하도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 회전날개의 실제 정지각위치를 검지하는 실제정지각위치검지부와; 상기 실제 정지각위치와 상기 평형각위치 사이의 각위치오차를 산출하는 각위치오차산출부를 더 포함하며; 상기 정지각위치제어부는 상기 각위치오차산출부에 의해 산출된 상기 각위치오차를 반영하여 상기 회전날개의 정지각위치를 보정하도록 구성하는 것이 효과적일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 냉장고의 부분정면도이다. 제2도는 회전날개의 확대사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 냉장고의 하부영역에는 냉장실(10)이 마련되어 있으며, 냉장실(10)의 내부공간은 상하방향을 따라 구획되어 있다. 냉장실(10)의 저부영역에는 소위 야채실(1)이 마련되어 있으며, 상부영역에는 소위 특선실(2)이 마련되어 있다. 이들 야채실(1)과 특선실(2) 사이영역에는 최상단의 ¾H(5)와, 두 번째의 ½H(6)와, 세 번째의 ⅓H(7)로 구획되어 있으며, 이하의 설명에서는 이 명칭을 사용한다.

냉장실(10) 내의 양측벽에는 두 개의 온도센서(11, 12)가 설치되어 있는데, ¾H(5)의 좌측에는 S1센서(11)가 설치되어 주로 냉장실 내의 상단 좌측 부위의 온도를 측정하고, ⅓H(7)의 우측에는 S2센서(12)가 설치되어 주로 냉장실 하단 우측 부위의 온도를 측정한다. 냉장실(10)의 내부 후면에는 냉기토출부(15)가 있고, 냉기토출부(15)의 내부에는 냉기의 토출방향을 조절할 수 있도록 회전날개(20)가 상하방향을 따라 회전가능하도록 설치되어 있다.

회전날개(20)는 상하방향으로 3단계로 나누어져 상측날개(21)와 중간날개(22) 및 하측날개(23)로 이루어져 있고, 각 날개는 ¾H(5), ½H(6), ⅓H(7)의 높이에 각각 대응배치되어 있다. 각 날개(21, 22, 23)는 회전축(25)을 중심으로 일체로 회전하며, 각 날개(21, 22, 23)가 가리키는 방향은 상호 상이하게 배치되어 있다. 각 날개간의 틀어진 각도는 60씩의 차이를 두고 있다.

회전날개(20)의 후면에는 도시 않은 증발기 및 송풍팬이 각각 배치되며, 증발기를 통과하면서 냉각돈 송풍팬에 의해 냉장실(10)의 각 칸(5, 6, 7)으로 제공되며, 토출되는 냉기의 토출 속도는 송풍팬의 속도에 의해 조절된다.

회전날개(20)는 특정 방향에 멈춘 상태로 냉기를 송풍함으로써 온도가 높아진 특정 부위에 집중적으로 냉기를 토출하는 역할을 한다. 이때, 각 단의 회전날개의 각도는 틀리게 되어 있으므로 냉기의 토출 방향도 각각 틀리게 된다.

제3도는 회전날개의 회전속도에 따라 냉장실 내의 거리에 따른 냉기 배분을 도시한 다이어그램으로서 냉장실의 횡단면에 의한 영역을 도시한 것이고, 제4도는 거리에 따른 냉기 배분을 이루기 위해 회전날개가 회전해야 하는 속도를 도시한 것이다.

회전날개의 정지각위치에 따라 송풍이 되는 방향은 좌측, 중앙, 우측 등으로 조절이 된다. 정지각위치의 제어는 냉장실 내의 온도가 가장 높은 부위를 향해 연속적인 값을 가지면서 변하는 것이 바람직하나, 송풍팬에 의한 냉기토출 속도를 함께 제어하므로 불연속적인 값을 갖는 다수개(약 5개 정도)의 각도만으로 제어가 되는 것도 가능하다.

송풍팬의 회전속도가 빠를 경우, 송풍팬으로부터 비교적 먼 거리에 있는 냉장실(10) 내의 전면부까지 냉기가 토출되며, 송풍팬의 회전속도가 상대적으로 느릴 경우, 송풍팬으로부터 상대적으로 가까운 거리에 있는 냉장실(10) 내의 후면부에 냉기가 주로 토출된다.

P_R은 회전날개에 가까운 냉장실의 후면 영역을 의미하고, P_F는 회전날개에서 먼 냉장실의 전면 영역을 의미하며, P_M은 이들의 중간 영역을 의미한다. 제4도의 V_L의 속도로 회전날개가 회전할 때는 주로 P_R영역에 냉기가 배분되고, V_M의 속도로회전날개가 회전할 때는 주로 P_M영역에 냉기가 배분되며, V_H의 속도로 회전날개가 회전할 때는 주로 P_F영역에 냉기가 배분되게 된다. 송풍팬의 회전속도는 불연속적인 값을 갖도록 제어되는 것이 아니고, 온도가 가장 높은 곳으로 추론된 곳에 냉기가 이르는 속도로 회전을 하도록 제어되므로, 실제로는 최저 회전속도와 최고 회전속도 사이에서 연속적인 값을 갖는 속도로 제어를 하게 된다.

본 발명에서는, 냉장실 내의 각 부위의 온도를 추론하고 추론된 온도에 따른 데이타를 기준으로 학습을 하여 가장 온도가 높은 것으로 판별된 부위를 향하여 냉기가 토출되도록 함으로써, 냉장실 내부가 항상 고른 냉기분포를 갖도록 하는 것을 목적으로 하며, 이를 위한 방법의 구현은 크게 세가지 단계로 나누어져 있다.

첫번째 단계는, 퍼지추론에 의해 두개의 온도센서(S1, S2)만으로도 냉장실(10) 내의 여러 부위, 특히 송풍팬으로부터의 거리가 다른 여러 부위 중 온도가 가장 높은 부위(이하, '추론위치'라 한다.)를 정확히 추론하는 단계이다. 여기에는 TSK퍼지 모델에 의한 퍼지추론을 사용한다.

두번째 단계는, 퍼지추론된 추론위치를 신경회로망에 의해 보정하여 더욱 정확한 위치를 산출하는 단계이다. 두개의 온도센서(S1, S2)에 의해 감지된 값을 입력노드로 취하고 냉장실내의 가장 온도가 높은 위치(이하, '평형위치'라 한다.)를 출력노드로 취하는 신경회로망을 구성하고, 추론위치와 비교하여 학습시킴으로써 냉장실 내에서 온도가 가장 높은 부위를 더욱 정확히 산출한다.

세번째 단계는, 추론된 거리와 방향에 이르기 위한 최적의 속도로 냉기가 토출될 수 있도록 송풍팬의 회전속도와 회전날개의 정지각위치를 제어하는 단계이다.

이하 각 단계를 상술한다.

먼저 첫번째 단계로서, TSK퍼지(다카기-스게노-강 퍼지)에 의한 추론단계이다. 이 단계를 설명하기 위해서, 먼저 TSK퍼지의 추론 과정을 일반적인 예를 들어 설명한다.

퍼지추론을 위해서는 다수개의 변수 각각에 대한 여러개의 데이타가 필요하다. 이러한 데이타를 예를 들어 설명하기 위해 제5도에는 표 1을 예시하였다. 표 1에서, X1, X2, X3, X4는 입력변수이고 Y는 출력변수이다. 이 예에서 입력변수는 4개이고 출력변수는 1개가 된다. 입력변수와 출력변수의 표 1에서와 같은 수치 관계는 측정에 의해 구해진 것이다. 이러한 다수의 측정값의 표를 이용해서 입력변수와 출력변수 사이의 선형관계를 수식으로 표현하고자 하는 것이 TSK퍼지의 궁극적인 목표이다. 따라서 우리가 구하고자 하는 입출력관게를 표현하는 궁극적인 선형식은 다음식과 같이 표현되며, 이러한 식을 퍼지추론의 결론부라 한다.

표 1에 예시된 바와 같이 각각의 입력변수의 변화에 따른 출력의 값은 각 변수가 전체 출력에 기여하는 정도에 따라 각각 다르게 되고, 그 다른 정도는 각 입력변수(X1, X2, X3, X4)에 곱해지는 계수(a₁, a₂, a₃, a₄)에 의해 표현된다. 이하 각 스테이지(STAGE)별로 분설한다.

(스테이지 1)

먼저, 표 1에 주어진 데이타를 이용하여 입출력관계를 나타내는 선형식을 구성한다. 이에는 수치해석에서 사용하는 최소자승법 등이 일반적으로 사용되며, 오차율에 의한 변수감소법을 이용하여 기여도가 적은 변수는 최소한 감소시킨다. 이에 따라 구해진 식은 다음과 같다.

이 식은 형태는 (1)식과 같으나 구하고자 하는 최종식이 아니고 퍼지추론을 위한 퍼지모델을 구성하기 위한 기초가 되는 식이다. 이 식을 기초로 기여도가 가장 큰 변수를 중심으로 영역분할을 해서 각 변수의 기여도를 가장 적절히 표현한 최적의 선형식을 구한다. (2)식에서 변수 X4는 변수감소법에 의한 알고리즘에 의해 제거되었다.

이 식에 대해, 비선형 시스템의 입출력 관계를 입력변수의 다항식으로 모델화하는 방법으로서 일반적으로 사용되는 불편성규범을 적용한다. 불편성규범값을 구하기 위해서 전체 데이타를 두 그룹으로 나누어 그룹A와 그룹B를 만들고 다음 식에 대입한다.

여기서,는 그룹A에 따라 구해진 퍼지모델에 의한 그룹A의 출력의 추정치,는 그룹B에 따라 구해진 퍼지모델에 의한 그룹A의 출력의 추정치,는 그룹B에 따라 구해진 퍼지모델에 의한 그룹B의 출력의 추정치,는 그룹A에 따라 구해진 퍼지모델에 의한 그룹B의 출력의 추정치, n_A는 그룹A의 데이타 갯수, n_B는 그룹B의 데이타 갯수이고, 제1항은 그룹A의 입력 데이타에 대하여 그룹A와 그룹B에 의한 출력의 추정치의 차, 제2항은 그룹B의 입력 데이타에 대하여 그룹A와 그룹B에 의한 출력의 추정치의 차이다.

이렇게 구해진 불편성규범값을 U.C(1)이라 한다. 표 1의 데이타에 대해 구해진 불편성규범값은,

이다.

(스테이지 2)

2가지 플랜트법칙으로 되는 퍼지모델을 설정한다. 여기서 퍼지모델의 if-then 룰의 if 부분에 해당하는 전제부의 구조설정 문제가 나온다. 구조설정에 있어서는 변수의 선택과 퍼지분할을 동시에 생각해 간다.

우선 전제부 변수로서 X1, X2, X3, X4의 어느 것인가 하나만 가지는 구조를 생각하고, 공간을 2개로 분할한다. 따라서 전제부의 구조로서는 4가지가 생각된다.

예를 들면, 최초의 구조는,

L1 : if X1=SMALL, then Y=

L2 : if X1=BIG, then Y=

라는 2가지 플랜트법칙으로 되는 모델을 의미한다.

또, 2번째의 구조는,

L1 : if X2=SMALL, then Y=

L2 : if X2=BIG, then Y=

이다.

이들의 전제부 구조에 대해서 전제부 파라메타의 설정을 하고 이 결과에 의거하여 결론부의 구조 설정과 파라메타 설정을 한다. U.C값을 계산하면, 다음과 같다.

U.C(2-1) = 5.4

U.C(2-2) = 3.5

U.C(2-3) = 3.3

U.C(2-4) = 4.6

여기서, 괄호 안의 첫번째 숫자는 퍼지 2분할을 의미하고, 두번째 숫자는 변수의 인덱스와 같은 숫자로서, 예컨데 U.C(2-4)는 X4를 중심으로 퍼지2분할을 한때의 불편성규범값을 의미한다.(이하 같다)

이 값을 비교하면 U.C(2-3)의 값이 가장 작으므로 이를 중심으로 퍼지모델을 구성한다. 구성된 퍼지모델은 다음과 같다.

(스테이지 3)

스테이지 2의 전제부에 변수 X3가 들어가므로 이를 중심으로 퍼지3분할을 한다. 퍼지3분할에 추가되는 변수는 스테이지2에서 U.C값이 작게 나온 값이 우선이 된다. 그러므로 여기서는 X2를 중심으로 퍼지3분할을 한다.

전제부의 가능한 구조는 제6도에서와 같이 분할된 영역으로서 3가지가 있다.

이 중 세번째의 것을 예로 들면,

L1 : if X3=SMALL, then Y=

L2 : if X2=MEDIUM, then Y=

L3 : if X2=BIG, then Y=

과 같이 분할한 것이다.

이들의 3가지 구조에 대해서 파라메타 설정 및 결론부의 설정을 하고 U.C값을 구하면 첫번째 구조가 U.C값이 가장 작게 나오는 구조로서 다음과 같이 됨을 알 수 있다.

이것을 스테이지 3의 퍼지모델 분할구조로 한다.

(스테이지 4)

이와 같은 퍼지분할과 각 분할구조에 대한 불편성규범을 구하는 과정을 반복한다. 이는 U.C값이 가장 작은 값에 이를때까지 시행한다. 더 이상 작은 값이 나오지 않으면, 그때의 구조를 최적의 구조로 취하고 결론부의 식을 구한다.

이렇게 구해진 결론부의 식은 각 변수의 기여도를 최적으로 반영하고 있다고 볼 수 있고, 이에따라 구해진 결론부의 식은 이 관계를 충분히 표현하고 있는 식으로 볼 수 있다.

이하에서는, 이와 같은 과정에 의해 본 발명에서의 if-then 룰의 결론부를 구하여 선형식을 만드는 과정을 상술한다.

제1도의 S1센서(11) 및 S2센서(12)의 측정치를 이용하여 냉장실(10) 내의 온도 분포를 추정하기 위한 퍼지모델을 구하기 위해서는, 먼저 냉장실 내부를 상하위치 및 회전날개로부터의 거리에 따라 다른 여러 점에서의 온도변화에 관한 데이타가 필요하다.

제7도에 냉장실 내부의 온도를 측정하기 위해 선정한 각 지점을 도시한 냉장실 각 단의 개략적 사시도이다. 도시된 바와 같이, 냉장실 내의 각 단(¾H, ½H, ⅓H)의 평면을 3×3의 9개점으로 표시되며, 측정하는 지점의 총 수는 27개가 된다. 이 27개의 점을 t1부터 t27까지로 명명한다. 먼저 두개의 온도센서(S1, S2)가 나타내는 온도의 차와 그 변화율에 따른 27점의 온도변화율의 측정치를 표로 만든다. 이러한 방법에 의한 표는 제5도의 표 1과 유사한 형식이 된다. 이렇게 구성한 표는, 본 발명에서의 퍼지추론을 위한 퍼지모델을 구성하기 위해, 온도센서(S1, S2)가 나타내는 온도차의 변화치에 대한 27점의 온도변화율을 나타낸다.

여기서 입력변수는, 다음의 X1, X2, X3 변수의 측정치에 대한 상기 27점(t1, 내지 t27)의 온도의 측정치가 된다.

X1 = S2(k) - S1(k)

X2 = S2(k-1) - S1(k-1)

X3 = S2(k-2) - S1(k-2)

이다.

여기서, S1(k)는 현재 S1센서(11)의 측정값, S1(k-1)은 1분전의 S1센서의 측정값, S1(k-2)는 2분전의 S1센서의 측정값이다. S2도 마찬가지이다. 따라서, X1은 현재 두 온도센서(S1, S2)의 온도측정치의 차, X2는 1분전의 두 온도센서의 온도측정치의 차, X3는 2분전의 두 온도센서의 온도측정치의 차를 나타낸다.

출력변수는 상기 X1, X2, X3 변수의 측정치에 대한 상기 27점(t1 내지 t27)중 가장 온도가 높은 부위가 된다. 따라서, 이 데이타들은 두 온도센서(S1, S2)의 측정치가 나타내는 온도차와, 이 온도차의 시간적 변화에 따른 각 27점의 온도변화의 추이에 관한 데이타를 가지고 있다.

이러한 표를 이용하여 상술한 바와 같은 TSK퍼지이론을 적용한다. 즉, 각 변수에 대한 퍼지2분할을 행하고 그 중 가장 U.C값이 작은 변수를 기준으로 3분할을 행하는 식으로 퍼지분할을 행하면서 U.C값이 가장 작은 퍼지구조를 선정한다. 선정된 퍼지구조에 대핸 전제부의 파라메타들을 구하고, 이에 따라 구하고자 하는 최종 선형식을 구성한다.

설명상의 편의를 위해 구해진 최종의 퍼지구조가 다음과 같다고 가정한다. (실험데이타에 따라 최종적으로 선택된 퍼지구조는 달라질 수 있으며, 여기서 선택된 구조와 그에 따른 결과의 수치는 실제 실험에 의한 것이 아니고 최종 결과치의 수식 형태를 나타내기 위해 가상으로 설정한 값이다.)

이 식은 퍼지4분할에서 최적의 구조가 구해졌다고 가정한 것이고, Y1 내지 Y4는 이 4분할한 구조의 각 영역에서의 선형식이다. 위의 퍼지모델로부터 출력 Y를 계산하면,

g1 = -(X1 + 6-X1 - 8) / 14

g2 = -(X1 + 18-X1 - 29) / 11

W1[1] = 0.5(1+g1)

W1[2] = 0.5(-g1 - g2)

W1[3] = 0.5(1+g2)

W2[1] = 0.5(1 -X2 - 2-X2 - 16) / 14

W2[2] = 1-W2[1]

Y' = W1[1]Y1 + W1[2]W2[1]Y2 + W1[2]W2[1]Y3 + W1[3]Y4

이다. g1, g2는 상기 구조의 분할패턴 중 첫번째와 두번째 분할패턴의 멤버쉽함수이고, W가 나타내는 것은 TSK퍼지의 일반이론의 수식에 따라 각 영역이 전체 수식에 기여하는 정도를 보상하여 가해지는 퍼지추론의 가중치이다. Y는 최종출력으로서 최적의 온도평형을 위해 냉기를 토출해야 하는 추론위치이다.

이하, 두번째 단계로서, 신경회로망에 의해 학습을 하고 최적의 온도평형을 위해 냉기를 토출해야 하는 평형위치를 구하는 단계를 설명한다.

실제 제품에서 얻을 수 있는 정보인 S1센서와 S2센서의 과거 및 현재의 값과 앞 샘플시간동안의, 과거의 송풍팬의 회전속도 및 회전날개의 정지각위치등으로부터 다음 샘플 주기 동안의 송풍팬의 회전날개의 회전속도를 구한다. 이 신경회로망의 입력노드는 4개로서 다음과 같다.

a1 : Y'(퍼지추론부에 의해 추론된 추론위치)

a2 : X1

a3 : X2

a4 : X3

여기서 X1, X2, X3는 퍼지추론에 사용한 변수와 같다.

출력노드는 1개이며, 다음과 같다.

Y : 퍼지추론에 의한 추론위치가 신경회로망에 의해 보정되어 산출된 평형위치.

이와 같은 구성에 의해 싱경회로망을 구성한 것이 제8도에 도시되어 있다. 이 도면에서의 W1은 입력층과 중간층 사이의 웨이트(weight)값이고, W2는 중간층과 출력층 사이의 웨이트값이며, B1은 중간층에 적용되는 바이어스(bias)이고, B2는 출력층에 적용되는 바이어스이다. B1과 B2는 학습의 정확도를 높이기 위해 외부에서 가해지는 상수 입력값이며, 통상적으로 '1'의 값이 가해진다.

이때 중간층(Hidden Layer)는 한 층으로 구성하고 그 노드의 수는 20개로 하였다. 이에 따라 구성된 신경회로망은 제9도에 도시되어 있다.

이러한 입력노드와 출력노드를 갖는 신경회로망에 상술한 첫번째 단계에서 구한 수퍼바이저(Supervisor)용 TSK퍼지 모델의 출력값을 이용하여 역전파(Back Propagation)법에 의해 신경회로망을 학습시킨다. 학습의 기준이 되는 데이타는, 상술한 바와 같이, 입력측의 기준데이타는 a1 내지 a4의 실제의 측정값이고, 출력측의 기준데이타는 Y값과 Y'값과의 차이값으로서 퍼지추론에 의한 추론평형속도와 비교를 하여 학습의 정도를 반영한다. 이와 같은 신경회로망의 학습과정은 제10도에 도시된 학습부(65)에 의해 실행된다.

제9도에서의 입력노드와 중간노드의 관계는 신경회로망에서의 일반적인 식에 따라 다음과 같고,

중간노드와 출력노드의 관계는 다음과 같다.

이하, 세번째 단계로서, 추론된 최적의 회전속도로 송풍팬을 제어하는 단계를 설명한다.

제10도는 본 발명에 따른 온도제어장치의 제어블럭도이다. 냉장고의 전체적인 제어는 마이컴(31)에 의해 이루어진다. 온도센서로는 S1센서(11)와 S2센서(12)가 있어 냉장실 내의 온도를 검지하여 퍼지추론에 필요한 온도변화의 데이타를 제공한다. F팬(33)과 R팬(34)은 각각 냉장실 송풍팬과 냉장실 송풍팬이다. 마이컴(31)은 이 송풍팬(33, 34)들과 컴프레서(32)를 제어하여 냉장고 전체의 작동을 조절하게 된다.

회전날개 위치센서(37)는 회전날개(20)의 위치 변화에 따른 실제회전날개의 정지각위치를 검지하여, 정확한 정지각위치의 제어가 되도록 하는 데이타를 제공하며, R팬속도센서(39)는 송풍팬의 위치 변화에 따른 실제 송풍팬의 회전속도를 검지하여, 정확한 회전속도의 제어가 되도록 하는 데이타를 제공한다. 영전압검지회로에 대해서는 후술한다.

제11도는 본 발명에 따른 회전날개의 속도제어방법을 구현하기 위한 냉장고의 온도제어장치의 회로도이고, 제12도는 AC전압의 파형을 도시한 그래프이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 온도제어장치는, 구동모터(41)와, 구동모터(41)에 인가되는 교류전원전압을 발생시키는 AC전원(47)과, AC전원(47)으로부터의 전압을 마이컴(31)이 인지할 수 있는 소신호로 변환시키는 변압기(49), 및 파형절취부를 가진다.

마이컴(31)은 퍼지추론부(51)와 신경회로망(63)을 가지고 있어 온도센서(S1, S2)들로부터의 온도감지에 따라 평형속도를 산출하고 이에 따른 회전날개의 속도제어를 수행한다.

AC전원(47)은 회전날개(20)를 회전시키는데 필요한 전원을 공급한다. AC전원(47)이 공급하는 전압은 송풍팬을 회전시키는데 있어서 최대의 회전속도를 발생시키는 전압으로서 제12도에 도시된 바와 같이, 사인(sine)파형을 갖고, 이 전압을 파형절취부에서 소정 구간 컷팅함으로써 실제로 구동모터(41)에 인가되는 전압의 실효치를 조절하여 송풍팬의 회전속도를 조절한다. 그 과정은 다음과 같다.

AC전원(47)으로부터의 전압은 변압기(49), 브리지회로(46) 및 스위칭동작을 하는 트랜지스터(48)에 의해 마이컴(31)에 인지할 수 있는 펄스형태로 변환된다. 즉, 변압기(49)의 출력전압은 브리지회로(46)에 의해 전파정류되어 트랜지스터(48)를 거쳐 마이컴(31)에 인가된다. 마이컴(31) 내의 트리거펄스생성부(55)는 이 전파정류된 전압의 파형에서 영전압이 되는 시점을 검지한다.

마이컴(31) 내의 퍼지추론부는 각 온도센서로부터의 온도측정치에 따라 퍼지추론을 한 상기의 최종식에 따라, 냉장실 내의 온도 평형을 위해 송풍팬을 회전시키고 회전날개를 정지시키기 위한 냉장실 내의 최고온도 위치인 추론위치를 출력한다. 그러면, 평형전압연산부(52)는 퍼지추론부(51)에 의해 추론된 송풍팬의 평형속도를 출력하기 위한 구동모터(41)에 인가해야 하는 전압의 실효치를 계산한다.

계산된 실효치를 갖는 전압을 발생시키기 위해서 제12도의 파형을 소정구간 컷팅하는 과정은 파형절취부에서 이루어진다. 파형절취부는 광트라이악(43)과 트라이악(45)으로 이루어져 있다. 트라이악(45)은 AC전원(47) 및 구동모터(41)와 직렬로 연결되어 있고, 광트라이악(43)으로부터의 출력을 게이트신호로 입력받는다. 광트라이악(43)은 마이컴(30)으로부터의 트리거신호에 의해 트라이악(45)으로의 게이트신호를 발생시킨다.

마이컴(31) 내의 지연시간산출부(53)는 검지된 영전압 시점으로부터 파형을 절취할 구간을 정하고, 마이컴(31) 내의 트리거펄스생성부(55)는 그 구간만큼 지연된 시간 후에 광트라이악(43)에 트리거 신호를 내보낸다.

제13도는 영전압검지부에서 영전압을 검지하여 출력하는 파형을 나타내는 그래프이고, 제14도는 제12도의 파형으로부터 소정구간() 지연된 시간에 마이컴으로부터 발생되는 트리거신호를 나타낸 그래프이며, 제15도는 소정구간 절취된 AC파형으로서 구동모터에 인가되는 전원전압의 파형을 나타낸 그래프이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 트라이악(45)에 인가된 AC전압은 제14도 및 제15도에 도시된 바와 같이, 영전압으로부터구간만큼 지연된 시간동안 절취되고 이에 따라 구동모터(41)에 공급되는 전압의 실효치도 적어지게 되어 회전날개의 회전속도가 줄어들게 된다.

마이컴(31)내의 퍼지추론부(51)에 추론된 평형속도가 비교적 적은 회전속도일 경우 절취구간()는 더욱 커지며, 평형속도가 클 경우에는 절취구간()은 작아져 구동모터(41)의 회전속도가 커지게 된다. 이러한 방식에 의해 회전날개의 회전속도의 조절이 이루어지게 된다.

회전날개(20)는 회전날개를 구동하는 별도의 회전날개구동모터에 의해 구동되며, 마이컴(31) 내의 각위치오차산출부(59)는 회전날개(20)의 실제 정지각위치를 검지하는 회전날개위치센서(37)로부터 검출된 실제정지각위치와 퍼지추론부(51)로 부터의 추론된 평형각위치를 비교하여 회전날개의 각위치오차를 산출한다. 그러면, 마이컴(31)내의 정지각위치제어부(61)는 각위치오차산출부(59)에 의해 산출된 각위치오차를 반영하여 회전날개(20)의 정지각위치를 보정하게 된다.

한편, R팬속도감지센서(39)는 실제 송풍팬의 회전시 매 시간의 송풍팬의 각 위치를 출력하여 마이컴(31)에 송신한다. 마이컴(31) 내의 속도오차산출부(57)는 R팬속도감지센서(39)로부터 감지된 송풍팬의 실제회전속도와 마이컴(31) 내의 신경회로망(63)에 산출된 평형속도를 비교하여 속도오차를 산출하게 된다.

그러면, 지연시간산출부(53)는 속도오차산출부(57)에 의해 산출된 송풍팬의 속도오차를 반영하여 지연시간을 산출하며, 트리거펄스생성부(55)는 속도오차가 반영된 지연시간에 기초하여 광트라이악(43)에 트리거신호를 출력함으로써, 송풍팬의 회전속도를 보정하게 된다. 즉, R팬속도감지센서(39)에 의해 감지된 송풍팬의 실제속도가 신경회로망(63)에 의해 산출된 평형속도보다 빠를 경우에는,를 더 크게하여 전원전압의 실효치를 더 작게 함으로써 실제회전속도를 줄이도록 제어하고, 실제회전속도가 목표하는 평형속도보다 느릴 경우에는를 감소시켜 전원전압의 실효치를 더 크게 함으로써 실제 회전속도를 더 크게 만든다. 이와같은 피이드백 과정에 의해 평형속도로의 보다 정확한 제어가 이루어진다.

이와 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 퍼지모델과 신경회로망을 이용하여 적은 수의 온도센서만으로도 냉장실의 각 부위의 온도값을 정확히 추론하고, 추론된 위치에 따라 송풍팬의 회전속도와 회전날개의 정지각위치를 조절함으로써, 거리와 방향에 따른 냉기 배분을 하여 냉장실 내의 온도가 특정 부위에 편중됨이 없이 고르게 유지될 수 있는 냉장고의 온도제어방법 및 냉장고의 온도제어장치가 제공된다.

Claims

회전날개의 정지각위치에 따른 냉장실 내로의 냉기토출 방향과 송풍팬의 회전속도에 따른 냉기토출 속도를 조절하여, 회전날개의 정지각위치와 송풍팬으로부터의 거리에 따른 냉기배분을 하는 냉장고의 온도제어방법에 있어서, 냉장실 내의 여러 부위 중 가장 온도가 높은 부위를 추론하는 퍼지모델을 구성하는 단계와; 냉장실 내의 소정 개소의 온도변화를 측정하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값에 기초하여 상기 퍼지모델에 의한 퍼지추론을 하여, 냉장실 내의 가장 고온인 추론위치를 산출하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값을 입력노드에서 취하고, 냉장실 내의 가장 온도가 높은 부위인 평형위치를 출력노드에서 산출하는 신경회로망을 구성하는 단계와; 상기 온도변화의 측정값과 상기 추론위치를 이용하여 상기 신경회로망을 학습시키는 단계와; 상기 온도변화의 측정값으로부터 상기 평형위치를 산출하는 단계와; 상기 평형위치를 향해 냉기가 송풍되도록 상기 송풍팬의 회전속도와 상기 회전날개의 정지각위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제1항에 있어서, 상기 퍼지모델을 구성하는 단계는, 냉장실 내의 온도센서가 나타내는 온도변화치에 따른, 상기 송풍팬으로부터의 거리와 상기 회전날개로부터의 각위치가 다른 여러 위치의 온도변화율의 측정치 데이타를 마련하는 단계와; 상기 측정치 데이타를 기준으로 퍼지분할을 하는 단계와; 상기 퍼지분할된 영역의 각 분할구조 중 최적의 구조를 선정하는 단계와; 상기 최적의 구조를 기준으로, 상기 추론위치를 추론하는 선형식을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송풍팬의 회전속도를 제어하는 단계는, 상기 송풍팬의 최대 구동속도에 해당하는 실효치를 갖는 교류전압을 발생시키는 단계와; 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 산출하는 단계와; 상기 교류전압의 파형을 소정구간 컷팅하여 상기 평형전압을 생성시키는 단계와; 상기 평형전압을 상기 송풍팬을 구동하는 구동모터에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제3항에 있어서, 상기 교류전압을 컷팅하는 단계는, 상기 교류전압의 파형의 순시치가 영이되는 시점을 검지하는 단계와; 상기 평형전압을 생성시키기 위해서 상기 파형을 컷팅해야 하는, 상기 영이되는 시점으로 부터의 지연시간을 산출하는 단계와; 상기 순시치가 영이되는 시점으로부터 상기 지연시간 동안의 상기 파형을 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송풍팬의 실제 회전속도를 검지하는 단계와; 상기 실제회전속도와 상기 평형속도 사이의 속도오차를 산출하는 단계와; 산출된 상기 속도오차를 반영하여 상기 송풍팬의 회전속도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전날개의 실제 정지각위치를 검지하는 단계와; 상기 실제정지각위치와 상기 평형각위치 사이의 각위치오차를 산출하는 단계와; 산출된 상기 각위치오차를 반영하여 상기 회전날개의 정지각위치를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 신경회로망을 학습시키는 단계는, 동일한 입력값에 대한 상기 추론속도와 상기 평형속도 사이의 오차를 상기 신경회로망에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
회전날개의 정지각위치에 따른 냉장실 내로의 냉기토출 방향과 송풍팬의 회전속도에 따른 냉기토출 속도를 조절하여, 회전날개의 정지각위치와 송풍팬으로부터의 거리에 따른 냉기배분을 하는 냉장고의 온도제어장치에 있어서, 냉장실 내의 소정개소의 온도변화를 측정하는 단계와; 상기 측정부의 측정값에 기초하여 상기 퍼지추론을 하여, 냉장실 내의 가장 고온인 평형을 유지하는데 필요한 최적의 송풍팬 추론속도와 최적의 회전날개 정지각우치에 해당하는 추론각위치를 추론하는 퍼지추론부와; 상기 송풍팬의 회전속도 및 회전날개의 정지각위치에 따라 냉장실 내의 온도센서가 나타내는 온도변화치를 입력노드로 취하고 냉장실 내의 온도의 평형을 유지하기 위한 최적의 송풍팬의 구동속도에 해당하는 평형속도 및 최적의 회전날개 정지각위치에 해당하는 평형각위치를 갖는평형위치를 출력노드에서 산출하는 신경회로망과; 상기 평형속도와 상기 추론속도 사이의 오차 및 상기 평형각위치와 상기 추론각위치 사이의 오차를 반영하여 상기 신경회로망을 학습시키는 학습부와; 신경회로망에 의해 산출된 상기 평형속도에 따라 상기 송풍팬의 회전속도를 제어하는 회전속도제어부와; 신경회로망에 의해 산출된 상기 평형각위치에 따라 상기 회전날개의 정지각위치를 제어하는 정지각위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
제8항에 있어서, 상기 회전속도제어부는, 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 산출하는 평형전압연산부와; 상기 교류전압을 소정구간 컷팅하여 상기 평형속도에 해당하는 실효치를 갖는 평형전압을 생성하여 상기 송풍팬에 공급하는 평형전압발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
제9항에 있어서, 상기 평형전압발생부는, 상기 교류전압의 파형의 순서치가 영이되는 시점을 검지하는 영전압검지부와; 상기 평형전압을 생성시키기 위해서 상기 파형을 컷팅해야 하는, 상기 영이되는 시점으로 부터의 지연시간을 산출하는 지연시간산출부와; 상기 순시치가 영이되는 시점으로부터 상기 지연시간이 경과한 지연시점까지의 상기 파형을 컷팅하는 파형절취부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
제10항에 있어서, 상기 파형절취부는, 상기 전원발생부와 직렬로 연결된 트라이악과; 상기 지연시점에 상기 트라이악의 게이트단자에 트리거신호를 인가하는 트리거펄스생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송풍팬의 실제 회전속도를 검지하는 실제속도검지부와; 상기 실제회전속도와 상기 평형속도 사이의 속도오차를 산출하는 속도오차산출부를 더 포함하며; 상기 회전속도제어부는 상기 속도오차산출부에 의해 산출된 상기 속도오차를 반영하여 상기 송풍팬의 회전속도를 보정하도록 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전날개의 실제 정지각위치를 검지하는 실제정지각위치검지부와; 상기 실제 정지각위치와 상기 평형각위치 사이의 각위치오차를 산출하는 각위치오차산출부를 더 포함하며; 상기 정지각위치제어부는 상기 각위치오차산출부에 의해 산출된 상기 각위치오차를 반영하여 상기 회전날개의 정지각위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.