JPH04235601A - Fuzzy controlled blower - Google Patents
Fuzzy controlled blowerInfo
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Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はファジィ制御送風機に関
する。
【0002】
【従来の技術】送風機、例えば扇風機は室内温度を検出
する温度センサを備え、この温度センサにより検出され
た室内温度を受けて予め設定された制御則に従って送風
ファンつまり送風モータの回転数を制御するものとなっ
ている。しかしながら、室内温度のみによる送風モータ
の回転数の制御では周囲雰囲気を充分に検知していると
は言いがたい。例えば、同一温度でも湿度が高い場合と
低い場合とでは、使用者の体感は全く異なる。ところが
、上記扇風機では湿度が異なっても室温が同一であれば
、送風モータの回転数は同一となるので、使用者は不快
感を感じることがある。
【0003】これに対して室内の温度及び湿度を検出し
て送風モータを駆動制御する技術がある。この技術は検
出された温度及び湿度から不快感を数値として求め、こ
の不快感値が設定値以上となったときに送風モータを駆
動するものである。しかし、この技術ではただ単に不快
感によって送風モータを駆動するもので、温度及び湿度
に応じたきめ細かい送風モータの駆動制御ができない。
【0004】温度及び湿度に応じたきめ細かい送風モー
タの駆動制御には、温度と湿度との各条件から決る複数
の送風モータの回転数をマトリックス状に記憶したメモ
リを設け、検出された温度及び湿度に応じてメモリから
回転数を選び出す方法がある。しかしながら、この方法
では温度及び湿度に応じた回転数の記憶量が膨大となり
、大容量のメモリが必要となる。このため、例えば1チ
ップのマイクロコンピュータのメモリではそのエリアの
大部分が回転数により占められる。又、たとえメモリに
全回転数を記憶させようとしても、その量が膨大なため
に困難である。一方、回転数の量を少なくすると、温度
及び湿度に応じた最適な送風モータの回転数を得ること
は困難となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように温度及び
湿度に応じたきめ細かい送風モータの駆動制御を行うに
は、温度及び湿度に応じた回転数の量が膨大となり、大
容量のメモリが必要となる。逆に回転数の量を少なくす
ると、温度及び湿度に応じた最適な送風制御が困難とな
る。そこで本発明は、メモリへの記憶作業を簡単にでき
、温度及び湿度に応じたきめ細かい送風制御ができるフ
ァジィ制御送風機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、送風ファンを
回転駆動する駆動手段と、周囲温度を検出する温度セン
サと、周囲湿度を検出する湿度センサと、少なくも温度
や湿度に対する各メンバーシップ関数を有し温度センサ
の検出温度及び湿度センサの検出湿度を受けてファジイ
推論を実行して送風ファンの回転数を求めるファジィ演
算制御手段とを備えて上記目的を達成しようとするファ
ジィ制御送風機である。
【0007】
【作用】このような手段を備えたことにより、温度セン
サの検出温度及び湿度センサの検出湿度を受けてファジ
ィ制御手段は各メンバーシップ関数に従ってファジイ推
論を実行して送風ファンの回転数を求め、この回転数で
駆動手段は送風ファンを回転駆動する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0009】図1は扇風機に適用したファジィ制御送風
機のブロック構成図である。このファジィ制御送風機に
は温度センサ1及び湿度センサ2が備えられている。温
度センサ1は室温を検出してその室温検出信号を出力す
るもので、サーミスタから成っている。又、湿度センサ
2は室内の湿度を検出してその湿度検出信号を出力する
もので、感温素子及びサーミスタから成っている。これ
ら温度センサ1及び湿度センサ2は入力処理部3に接続
されている。この入力処理部3は温度センサ1からの室
温検出信号を受けて室温tを求めるとともに湿度センサ
2からの湿度検出信号を受けて湿度hを求め、これら温
度t及び湿度hをファジィ演算制御部4に送る機能を有
している。なお、この入力処理部3は例えばマイクロプ
ロセッサにより構成されている。
【0010】ファジィ演算制御部4は温度t、湿度h及
び送風モータ5の回転数Nに対する各ファジィ変数を有
し、温度センサ1により検出された温度t及び湿度セン
サ2により検出された湿度hを受けてファジィ推論を実
行して送風モータ5の回転数Nを求める機能を有してい
る。具体的には人間の経験や勘に基づく知識が制御ルー
ルや各メンバーシップ関数として記憶されている。次表
は制御ルールの一例である。
【0011】この制御ルールは温度t及び湿度hから得
られる送風モータ5の回転数Nを示している。この場合
、温度tは高い(H)、中ぐらい(M)及び低い(L)
の3つに分けられ、又湿度hは高い(H)、中ぐらい(
M)及び低い(L)の3つに分けられ、回転数Nは大き
い(H)、中ぐらい(M)及び少ない(L)の3つに分
けられている。従って、例えば夏期の朝において天気が
良くカラッとした天気に温度が中ぐらい(M)で湿度h
が低い(L)のときには、回転数Nは中ぐらい(M)と
なる。以下、制御ルールをif〜thenの式により表
すと次の通りとなる。
【0012】
if(tisM)and (hisL)then(
NisM) …(1) if(tisL
)and (hisM)then(NisL)
…(2)
if(tisM)and (hisM)then(
NisM) …(3)
if(tisH)and (h
isM)then(NisH) …(4)
if(ti
sM)and (hisH)then(NisH)
…(5) 【0013】次にメンバーシップ
関数について説明する。図2は温度tに対するメンバー
シップ関数で各ファジィ変数H、M、Lから成っている
。又、図3は湿度hに対するメンバーシップ関数で各フ
ァジィ変数H、M、Lから成り、図4は回転数Nに対す
るメンバーシップ関数で各ファジィ変数H、M、Lから
成っている。なお、各図において縦軸はグレード「0」
〜「1」であって、各ファイジ変数に対する適合度を示
している。
【0014】このファジィ演算制御部4はファジィ推論
により求められた送風モータ5の回転数Nを駆動制御信
号として駆動回路6に送出する機能を有している。なお
、送風モータ5はインバータモータが使用され、このモ
ータ5には送風ファン7が取り付けられている。次に上
記の如く構成された送風機の作用について説明する。
【0015】温度センサ1は室温を検出してその温度検
出信号を出力し、又湿度センサ2は室内の湿度を検出し
てその湿度検出信号を出力する。これら温度検出信号及
び湿度検出信号はともに入力処理部3に送られる。この
入力処理部3は温度センサ1からの室温検出信号を受け
て室温tを求めるとともに湿度センサ2からの湿度検出
信号を受けて湿度hを求め、これら温度t及び湿度hを
ファジィ演算制御部4に送る。
【0016】このファジィ演算制御部4は温度t及び湿
度hを受けてファジィ推論を実行して送風モータ5の回
転数Nを求める。以下、温度t(=28゜)及び湿度h
(=65%)の室内雰囲気の場合を例として説明する。
ファジィ演算制御部4は温度t(=28゜)からファイ
ジ変数M、Lを用いて図5に示すように各グレード「0
.8」「0.2」を求めるとともに湿度h(=65%)
からファイジ変数M、Lを用いて図6に示すように各グ
レード「0.7」「0.3」を求める。次にファジィ演
算制御部4は上記第(1) 式〜第(5) 式に示す
制御ルールの全ての結論値を求める。すなわち、【00
17】
if(tis 0.8)and (his 0.3
)then{Nis 0.3(M)} …(
6) if(tis 0.2)and (his
0.7)then{Nis 0.2(L)}
…(7) if(tis 0.8)
and (his 0.7)then{Nis 0.7
(M)} …(8) if
(tis0)and (his 0.7)then{N
is0(H)} …(9)
if(tis 0.8)and (his0
)then{Nis0(H)} …
(10) と表される。この場合、結論値、
例えば第(6) 式に示す{Nis 0.3(M)}は
図7に示す斜線部分となる。
【0018】次にファジィ演算制御部4は回転数Nの各
ファジィ変数H、M及びLのそれぞれに対する各グレー
ドの最大値(MAX)を求める。すなわち、グレードの
最大値はファジィ変数Mに対して「0.7 」であり、
ファジィ変数Lに対して「0.2 」である。なお、フ
ァジィ変数Hは「0」である。次にファジィ演算制御部
4は図8に示すように各ファジィ変数の各グレード「0
.7 」「0.2 」により回転数の各ファジィ変数M
、Lを切り込み、これらファジィ変数M、L及び各切り
込みラインにより形成される面積Sを求め、さらにこの
面積Sにおける重心Gを求め、この重心Gの位置の回転
数Nsを求める。
しかして、ファジィ演算制御部4はこの回転数Nsを温
度t(=28゜)及び湿度h(=65%)の室内雰囲気
時の回転数とする。ファジィ演算制御部4はこの回転数
Nsを駆動制御信号として駆動回路6に送出する。この
結果、送風モータ5は回転数Nsで回転する。以下、フ
ァジィ演算制御部4は温度t及び湿度hを所定期間毎に
取り込んで、これら温度t及び湿度hに最適な送風モー
タ5の回転数を求める。
【0019】このように上記一実施例においては、温度
センサ1により検出された温度t及び湿度センサ2によ
り検出された湿度hを受けてファジィ演算制御部4によ
り各メンバーシップ関数に従ってファジィ推論を実行し
て送風モータ5の回転数を求めるようにしたので、温度
t及び湿度hの室内雰囲気状態に応じた最適な回転数で
送風モータ5を駆動でき、室内雰囲気状態がいかなる状
態であっても常に使用者に対して快適な風を供給できる
。この場合、ファジィ演算制御部4のメモリに温度t及
び湿度hに対する複数の回転数をマトリックス状に記憶
させる必要がなく、かつその回転数をメモリに記憶させ
る煩雑な作業も必要としない。
【0020】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよい
。温度センサ1及び湿度センサ2はサーミスタを用いる
構成でなくてもよく、例えば温度及び湿度を音声により
認識する構成としてもよい。例えば、人間の声により「
暑い」とか「涼しい」と発する。又、ファジィ変数はH
、M、Lに限らずより複数に設定してもよく、又制御ル
ールについても同様にH、M、Lに限らずより複数に設
定してもよい。上記実施例では扇風機に適用した場合に
ついて説明したが、扇風機に限らず送風機全般に適用で
きる。
【0021】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、メ
モリへの記憶作業を簡単にでき、温度及び湿度に応じた
きめ細かい送風制御ができるファジィ制御送風機を提供
できる。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to fuzzy controlled blowers. [0002] A blower, such as an electric fan, is equipped with a temperature sensor that detects the indoor temperature, and based on the indoor temperature detected by the temperature sensor, the rotation speed of the blower fan, that is, the blower motor, is adjusted according to a preset control law. is to be controlled. However, it cannot be said that controlling the rotation speed of the blower motor based only on the indoor temperature is sufficient to detect the surrounding atmosphere. For example, even if the temperature is the same, the user's experience will be completely different depending on whether the humidity is high or low. However, in the above-mentioned electric fan, if the room temperature is the same even if the humidity is different, the number of revolutions of the fan motor is the same, so the user may feel uncomfortable. On the other hand, there is a technique that detects indoor temperature and humidity and controls the drive of a blower motor. This technique calculates the discomfort as a numerical value from the detected temperature and humidity, and drives the blower motor when the discomfort value exceeds a set value. However, with this technique, the blower motor is simply driven based on discomfort, and the blower motor cannot be precisely controlled in response to temperature and humidity. [0004] For fine-grained drive control of the blower motor according to temperature and humidity, a memory is provided that stores the rotational speed of a plurality of blower motors in matrix form, which is determined based on each condition of temperature and humidity. There is a method to select the rotation speed from memory depending on the speed. However, in this method, the amount of storage of rotational speeds corresponding to temperature and humidity is enormous, and a large-capacity memory is required. For this reason, for example, in the memory of a one-chip microcomputer, most of the area is occupied by the number of revolutions. Furthermore, even if it were attempted to store the total number of rotations in the memory, it would be difficult because the amount would be enormous. On the other hand, if the number of revolutions is reduced, it becomes difficult to obtain the optimum number of revolutions of the blower motor depending on the temperature and humidity. Problems to be Solved by the Invention As described above, in order to perform detailed drive control of the blower motor according to the temperature and humidity, the number of revolutions depending on the temperature and humidity becomes enormous, and a large capacity motor is required. Memory is required. Conversely, if the number of rotations is reduced, it becomes difficult to optimally control air blowing according to temperature and humidity. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a fuzzy control blower that can easily store information in a memory and perform fine air blowing control according to temperature and humidity. Means for Solving the Problems The present invention provides a driving means for rotationally driving a blower fan, a temperature sensor for detecting ambient temperature, a humidity sensor for detecting ambient humidity, and a A fuzzy calculation control means having each membership function and performing fuzzy inference in response to the temperature detected by the temperature sensor and the humidity detected by the humidity sensor to obtain the rotation speed of the blower fan. It is a controlled blower. [Operation] By having such means, the fuzzy control means executes fuzzy inference according to each membership function in response to the temperature detected by the temperature sensor and the humidity detected by the humidity sensor, and determines the rotation speed of the blower fan. is determined, and the driving means rotates the blower fan at this rotation speed. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a fuzzy control blower applied to an electric fan. This fuzzy control blower is equipped with a temperature sensor 1 and a humidity sensor 2. The temperature sensor 1 detects the room temperature and outputs a room temperature detection signal, and is composed of a thermistor. The humidity sensor 2 detects the indoor humidity and outputs a humidity detection signal, and is composed of a temperature sensing element and a thermistor. These temperature sensor 1 and humidity sensor 2 are connected to an input processing section 3. The input processing unit 3 receives the room temperature detection signal from the temperature sensor 1 and calculates the room temperature t, receives the humidity detection signal from the humidity sensor 2 and calculates the humidity h, and calculates the temperature t and humidity h by the fuzzy calculation control unit 4. It has a function to send to. Note that this input processing section 3 is constituted by, for example, a microprocessor. The fuzzy calculation control unit 4 has fuzzy variables for the temperature t, the humidity h, and the rotation speed N of the blower motor 5, and calculates the temperature t detected by the temperature sensor 1 and the humidity h detected by the humidity sensor 2. It has a function of determining the rotational speed N of the blower motor 5 by executing fuzzy inference based on the received information. Specifically, knowledge based on human experience and intuition is stored as control rules and membership functions. The following table is an example of control rules. This control rule indicates the rotational speed N of the blower motor 5 obtained from the temperature t and humidity h. In this case, the temperatures t are high (H), medium (M) and low (L).
Humidity h is divided into three types: high (H) and medium (H).
M) and low (L), and the number of revolutions N is divided into three: high (H), medium (M), and low (L). Therefore, for example, on a summer morning, the weather is bright and crisp, the temperature is medium (M), and the humidity is h.
When the rotation speed N is low (L), the rotational speed N is medium (M). Hereinafter, the control rule will be expressed by an equation of if to then as follows. if(tisM)and(hisL)then(
NisM) …(1) if(tisL
) and (hisM) then (NisL)
...(2)
if(tisM)and(hisM)then(
NisM) …(3)
if(tisH)and(h
isM) then(NisH)…(4)
if(ti
sM) and (hisH) then (NisH)
(5) Next, the membership function will be explained. FIG. 2 shows a membership function for temperature t, which is made up of fuzzy variables H, M, and L. Further, FIG. 3 shows a membership function for humidity h, which is made up of fuzzy variables H, M, and L, and FIG. 4 is a membership function for rotational speed N, which is made up of fuzzy variables H, M, and L. In addition, in each figure, the vertical axis is grade "0"
˜“1”, indicating the goodness of fit for each phisi variable. The fuzzy arithmetic control section 4 has a function of sending the rotational speed N of the blower motor 5 determined by fuzzy reasoning to the drive circuit 6 as a drive control signal. Note that an inverter motor is used as the blower motor 5, and a blower fan 7 is attached to this motor 5. Next, the operation of the blower configured as described above will be explained. Temperature sensor 1 detects room temperature and outputs a temperature detection signal, and humidity sensor 2 detects indoor humidity and outputs a humidity detection signal. Both the temperature detection signal and the humidity detection signal are sent to the input processing section 3. The input processing unit 3 receives the room temperature detection signal from the temperature sensor 1 and calculates the room temperature t, receives the humidity detection signal from the humidity sensor 2 and calculates the humidity h, and calculates the temperature t and humidity h by the fuzzy calculation control unit 4. send to The fuzzy arithmetic control unit 4 receives the temperature t and the humidity h and executes fuzzy reasoning to determine the rotational speed N of the blower motor 5. Below, temperature t (=28°) and humidity h
(=65%) indoor atmosphere will be explained as an example. The fuzzy calculation control unit 4 uses the fuzzy variables M and L from the temperature t (=28°) to calculate each grade "0" as shown in FIG.
.. 8" Find "0.2" and find the humidity h (=65%)
Using the Feige variables M and L, the grades "0.7" and "0.3" are determined as shown in FIG. Next, the fuzzy calculation control unit 4 obtains all conclusion values of the control rules shown in equations (1) to (5) above. That is, [00
17] if (tis 0.8) and (his 0.3
) then {Nis 0.3 (M)} …(
6) if (tis 0.2) and (his
0.7) then{Nis 0.2(L)}
...(7) if(tis 0.8)
and (his 0.7) then {Nis 0.7
(M)} …(8) if
(tis0)and (his0.7)then{N
is0(H)}...(9)
if (tis 0.8) and (his0
) then{Nis0(H)}...
(10) It is expressed as In this case, the conclusion value,
For example, {Nis 0.3(M)} shown in equation (6) becomes the shaded part shown in FIG. Next, the fuzzy calculation control unit 4 finds the maximum value (MAX) of each grade for each of the fuzzy variables H, M, and L of the rotation speed N. In other words, the maximum value of the grade is "0.7" for the fuzzy variable M,
It is "0.2" for the fuzzy variable L. Note that the fuzzy variable H is "0". Next, the fuzzy calculation control unit 4 calculates each grade of each fuzzy variable "0" as shown in FIG.
.. 7” and “0.2” for each fuzzy variable M of rotation speed.
, L is cut, the area S formed by these fuzzy variables M, L and each cut line is determined, the center of gravity G in this area S is determined, and the rotation speed Ns at the position of this center of gravity G is determined. Therefore, the fuzzy calculation control unit 4 sets the rotation speed Ns as the rotation speed in an indoor atmosphere of temperature t (=28°) and humidity h (=65%). The fuzzy calculation control section 4 sends this rotational speed Ns to the drive circuit 6 as a drive control signal. As a result, the blower motor 5 rotates at the rotation speed Ns. Thereafter, the fuzzy calculation control section 4 takes in the temperature t and humidity h at predetermined intervals, and determines the rotational speed of the ventilation motor 5 that is optimal for these temperature t and humidity h. As described above, in the above-mentioned embodiment, in response to the temperature t detected by the temperature sensor 1 and the humidity h detected by the humidity sensor 2, the fuzzy calculation control unit 4 executes fuzzy inference according to each membership function. Since the rotational speed of the blower motor 5 is determined by the following steps, the blower motor 5 can be driven at the optimum rotational speed according to the indoor atmospheric condition of temperature t and humidity h, and the rotational speed of the blower motor 5 can always be driven no matter what the indoor atmospheric condition. A comfortable breeze can be supplied to the user. In this case, there is no need to store in the memory of the fuzzy calculation control unit 4 a plurality of rotation speeds for the temperature t and humidity h in a matrix format, and there is no need for the complicated work of storing the rotation speeds in the memory. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified without changing the gist thereof. The temperature sensor 1 and the humidity sensor 2 do not need to be configured to use a thermistor, and may be configured to recognize temperature and humidity by voice, for example. For example, if a human voice says,
Say "It's hot" or "It's cool." Also, the fuzzy variable is H
, M, and L, and may be set to a plurality of numbers. Similarly, the control rules may be set to a plurality of numbers, not limited to H, M, and L. In the above embodiment, a case where the present invention is applied to an electric fan has been described, but the present invention is applicable not only to electric fans but also to blowers in general. [0021] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a fuzzy control blower that can easily store data in a memory and can perform fine air blowing control according to temperature and humidity.
【図1】本発明に係るファジィ制御送風機の一実施例を
示すブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a fuzzy control blower according to the present invention.
【図2】同送風機における温度のファジィ変数を示す図
。FIG. 2 is a diagram showing fuzzy variables of temperature in the blower.
【図3】同送風機における湿度のファジィ変数を示す図
。FIG. 3 is a diagram showing fuzzy variables of humidity in the blower.
【図4】同送風機における送風モータ回転数のファジィ
変数を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a fuzzy variable of the rotation speed of the blower motor in the same blower.
【図5】同送風機における温度のファジィ変数からグレ
ードを求める作用を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the effect of determining the grade from the temperature fuzzy variable in the same blower.
【図6】同送風機における湿度のファジィ変数からグレ
ードを求める作用を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the effect of determining the grade from the fuzzy variable of humidity in the same blower.
【図7】同送風機における送風モータ回転数のファジィ
変数の切り込みを示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing the notch of the fuzzy variable of the rotation speed of the blower motor in the same blower.
【図8】同送風機における送風モータ回転数を求める作
用を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the operation of determining the rotation speed of the blower motor in the same blower.
1…温度センサ、2…湿度センサ、3…入力処理部、4
…ファジィ演算制御部、5…送風モータ、6…駆動回路
。1... Temperature sensor, 2... Humidity sensor, 3... Input processing section, 4
...Fuzzy calculation control unit, 5...Blower motor, 6...Drive circuit.
Claims (1)
、周囲温度を検出する温度センサと、周囲湿度を検出す
る湿度センサと、少なくも温度や湿度に対する各メンバ
ーシップ関数を有し前記温度センサの検出温度及び前記
湿度センサの検出湿度を受けてファジイ推論を実行して
前記送風ファンの回転数を求めるファジィ演算制御手段
とを具備したことを特徴とするファジィ制御送風機。1. A driving means for rotationally driving a blower fan, a temperature sensor for detecting ambient temperature, a humidity sensor for detecting ambient humidity, and a temperature sensor having at least membership functions for temperature and humidity. A fuzzy control blower comprising: fuzzy calculation control means for calculating the rotational speed of the blower fan by performing fuzzy reasoning in response to detected temperature and humidity detected by the humidity sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP158391A JPH04235601A (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Fuzzy controlled blower |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP158391A JPH04235601A (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Fuzzy controlled blower |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04235601A true JPH04235601A (en) | 1992-08-24 |
Family
ID=11505540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP158391A Pending JPH04235601A (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Fuzzy controlled blower |
Country Status (1)
Country | Link |
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