hrfd51智能方煲温控方案及结构改进设计分析-design and analysis of hrfd 51 intelligent square cooker temperature control scheme and structural improvement.docx

HR-FD51智能方煲温控方案及结构改进设计研究摘要随着经济的快速发展，人们对高品质生活的需求愈加强烈，对电饭煲提出了更高的性能要求。采用机械式或电子式控制的电饭煲，由于其加热功率固定，不仅能源使用率较低、功能单一，而且米饭的口感不佳、营养成分也没有最大程度保留下来。与之相比，智能电饭煲采用模糊控制技术、模仿人的智能行为，可以根据个性化的需求，进行多功能选择和自由调整烹饪的口感，使生活变得十分舒适。此外，它还可以根据不同的加热阶段采用不同的加热功率，也可以达到节省能源的目的。本课题来源于鸿智电器有限公司的一个预研项目，以HR-FD51智能方煲为研究对象，根据模糊控制技术和煮饭专家建议的煮饭工艺流程设计出硬件电路，并编写、调试程序，最终完成其温控方案的修正。同时，在用户体验使用的过程中，发现该款电饭煲没有设计导流槽，从而导致在煮熟米饭、打开盖子后有大量的冷凝水溢出。此外，电饭煲内胆主要承受的载荷之一就是热载荷，其底部过渡圆角设计对热传导有着很大影响，因此它的合理设计对于内胆使用寿命十分重要。基于这些问题，进行了电饭煲的结构改进设计。本文具体研究的内容如下：首先，基于模糊控制原理，模糊控制器的结构以及它在智能电饭煲中的应用，参考煮饭专家建议的煮饭工艺过程控制曲线，分别设计米量模糊推理控制器和温度模糊控制器。其次，完成了电饭煲控制系统的硬件电路和软件设计。硬件电路设计主要包含MCU系统设计、电源电路设计、复位和晶振电路设计、显示和按键扫描电路设计、侧面和顶盖加热电路设计、温度检测电路设计、蜂鸣报警电路设计，并分析了各元器件的选型以及各电路的主要工作原理。软件部分采用模块化的设计方法，主要包括煮饭子程序和主程序设计、液晶显示程序、按键扫描程序、软件抗干扰程序等子程序设计。再次，基于用户体验的理念，对电饭煲的结构进行改进设计，包括蒸汽导流槽设计、积水盒设计以及内胆形态改良设计，并利用ANSYSWorkbench软件在稳态下对锅胆进行温度场和应力分析，找出薄弱环节进而指导生产。最后，利用Agilent34970A数据采集仪和计算机构建温度采集平台，对电饭煲的煮饭性能和米种选择功能进行了测试，然后用感官评价法来鉴定米饭的食用品质，对实验结果进行分析，验证了模糊控制系统设计的准确性和多米种选择功能的可行性。关键词：智能电饭煲，模糊控制，米种选择，硬件电路，软件设计，结构改进TheImprovedResearchofTemperatureControlSchemeandStructuralDesignaboutHR-FD51IntelligentRiceCookerAbstractWiththerapiddevelopmentofeconomy,thedemandforhighqualityoflifeisincreasingdramatically.Therefore,betterperformancerequirementsforthericecookerarealsoexpected.Today,thetraditionalmechanicalorelectronicricecookernotonlylimitenergyutilizationandfeatures,butalsoinfluencethericetastewiththefixedpowerheating.However,theintelligentricecookerappliesthefuzzycontroltechnologyandimitateshuman’slogic.Ithasmultifunctionalselectionsofthericetastebasedonindividualneeds,whichmakelifemorecomfortable.Inaddition,itcanvarytheheatingpowerduringdifferentheatingstages,andhence,achievesthegoalofenergysaving.Thestudycomesfromapre-researchprojectofHall-Smartlimitedcompany.IttakestheHR-FD51intelligentricecookerastheresearchobject.Accordingtothefuzzycontroltechnologyandthepropositionalcookingprocess,thesoftwareandhardwarecircuitaredesigned.Thereforethenewrevisionoftemperaturecontroldesignoftheintelligentricecooker