一种智能马桶的温度控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能马桶的温度控制系统和控制方法,包括基于温度控制系统对智能马桶的温度进行控制，温度控制系统包括控制模块、温度模块、温度采集模块，控制模块包括信息传输模块、信息输入终端和控制器，温度采集模块、信息传输模块分别与控制器连接，本发明专利技术通过神经网络的反向传播算法以及设置K

【技术实现步骤摘要】
一种智能马桶的温度控制系统和控制方法


[0001]本专利技术属于智能马桶的温度控制领域，涉及一种智能马桶的温度控制系统和控制方法。

技术介绍

[0002]对于对温度有要求的行业而言，例如冶炼、智能家居等，温度控制技术是尤为关键的。针对不同温度控制精度的场景和不同的环境情况，常采用的PID算法进行温度控制。PID算法对于线性系统有着良好的拟合度，但是对于非线性系统的控制效果不佳，难以实现较高精度的控制。
[0003]智能马桶模型采用制冷/制热元件(半导体片)实现制冷或制热，因制冷/制热元件非线性的电学特性以及空间分布的离散型，导致智能马桶模型的制冷/制热元件温度控制系统成为典型的非线性系统，采用传统的PID算法难以实现良好的温度控制效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种智能马桶的温度控制方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种智能马桶的温度控制器,包括基于温度控制系统对智能马桶的温度进行控制，温度控制系统包括控制模块、温度模块、温度采集模块，控制模块包括信息传输模块、信息输入终端和控制器，温度采集模块、信息传输模块分别与控制器连接，包括以下步骤：
[0006]步骤1：输入设定目标温度T
S
；
[0007]信息传输模块获取信息输入终端的目标温度数据并向控制器传输设定的目标温度T
S
；
[0008]步骤2：获取实际温度T
R
(n)(k)；
[0009]步骤3：确定基础参数；
[0010]步骤4：控制器获取目标温度T
S
以及实际温度T
R
(n)(k)，得到某n次控制过程中某k路的PWM波的占空比；
[0011]步骤5：控制器向温度模块输出PWM波使各测点的温度达到目标温度；
[0012]步骤6：信息传输模块在每一次控制流程执行完成后，读取一次信息输入终端的数据，用以获取用户对于目标温度的设置，若有更新的目标温度数据，信息传输模块将更新后目标温度数据将传入控制器，执行步骤1，若否，执行下一步骤。
[0013]进一步的，所述步骤2中一次控制过程中，一处温度采集模块采集一处温度模块所在测点的温度形成一路输送至控制器的实际温度数据T
R
(1)(1)，第k处温度采集模块采集第k处温度模块所在区域的温度形成k路输送至控制器的实际温度数据T
R
(1)(k)，第n次控制过程中，一处温度采集模块采集一处温度模块所在区域的温度形成一路输送至控制器的实际温度数据T
R
(n)(1)，第k处温度采集模块采集第k处温度模块所在区域的温度形成k路输送至控制器的实际温度数据T
R
(n)(k)。
[0014]进一步的，所述k的数值与温度采集模块的采集次数以及温度模块的数量相同。
[0015]进一步的，所述步骤3包括以下步骤：
[0016]步骤3.1：确定PID各项权重参数；
[0017]w
p
(n+1)(k)＝w
p
(n)(k)+v
p
u(n)(k)e(n)(k)x1(n)(k)；
[0018]w
i
(n+1)(k)＝w
i
(n)(k)+v
i
u(n)(k)e(n)(k)x2(n)(k)；
[0019]w
i
(n+1)(k)＝w
i
(n)(k)+v
i
u(n)(k)e(n)(k)x2(n)(k)；
[0020]其中n为实际温度达到目标温度的控制过程的次数，k为智能马桶的测点标号，
[0021]w
p
(n)(k)为第n次控制过程中第k路神经元PID比例项权重参数，w
p
(n+1)(k)为第n+1次控制过程中第k路神经元PID比例项权重参数，v
p
为神经元PID比例项的学习速率，x1(n)(k)为神经元输入1时，PID中的比例项；
[0022]w
i
(n)(k)为第n次控制过程中第k路神经元PID积分项权重参数，w
i
(n+1)(k)为第n+1次控制过程中第k路神经元PID积分项权重参数，v
i
为神经元PID积分项的学习速率，x2(n)(k)为神经元输入2时，PID中的积分项；
[0023]w
d
(n)(k)某n次控制过程中第k路神经元PID微分项权重参数，w
d
(n+1)(k)某n+1次控制过程中第k路神经元PID微分项权重参数，v
d
为神经元PID微分项的学习速率，x3(n)(k)为神经元输入3时，PID中的微分项；
[0024]公式中e(n)(k)为某n次控制过程中某k路实际温度T
R
(n)(k)和设定的目标温度T
S
之间的误差，e(n
‑
1)(k)为前n
‑
1控制过程中第k路实际温度和设定的目标温度之间的误差，e(n
‑
2)(k)为前n
‑
2控制过程中第k路控制过程中该路实际温度和设定的目标温度之间的误差，u(n)(k)为某n次控制过程中某k路的PWM波的占空比；
[0025]步骤3.2：确定占空比增量；
[0026]占空比增量Δu(n)(k)为第n次控制过程每n路的输出量：
[0027]Δu(n)(k)＝K
G
(w
p
'(n)(k)x1(n)(k)+w
i
'(n)(k)x2(n)(k)+w
d
'(n)(k)x3(n)(k))；
[0028]公式中KG为神经元的总学习速率；
[0029]步骤3.3：确定PWM波的占空比；
[0030]占空比设为u(n)(k)，
[0031]u(n)(k)＝Δu(n)(k)+Δu(n
‑
1)(k)+...+Δu(1)(1)+u
a
；
[0032]公式ua为PWM波占空比设定的初始值；
[0033]进一步的，所述步骤3.1中x1(n)(k)＝e(n)(k)
‑
e(n
‑
1)(k)。
[0034]进一步的，所述步骤3.1中x2(n)(k)＝e(n)(k)+e(n
‑
1)(k)+e(n
‑
2)(k)。
[0035]进一步的，所述步骤3.1中
[0036]x3(n)(k)＝e(n)(k)
‑2×
e(n
‑
1)(k)+e(n
‑
2)(k)。
[0037]进一步的，所述v
p
、v
i
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能马桶的温度控制系统,其特征在于：包括智能马桶、控制模块、温度模块、温度采集模块，控制模块包括信息传输模块、信息输入终端和控制器，温度采集模块、信息传输模块分别与控制器连接；温度模块设置若干，若干温度模块分布在智能马桶的垫圈对垫圈进行制热或制冷，实现温度的准确控制；温度采集模块设置于垫圈且靠近温度模块，温度采集模块获取实际温度T
R
(n)(k)；信息传输模块获取信息输入终端的目标温度数据并向控制器传输设定的目标温度T
S
；n为实际温度达到目标温度的控制过程的次数；经n次控制过程使各测点的实际温度达到设定的目标温度。2.根据权利要求1所述的一种智能马桶的温度控制系统，其特征在于：一处温度采集模块采集一处温度模块所在测点的温度形成一路输送至控制模块的实际温度数据，多个测点形成多路数据，将多个测点进行标号，形成1..k路数据，k为智能马桶的测点标号。3.根据权利要求3所述的一种智能马桶的温度控制系统，其特征在于：所述信息传输模块设置为WIFI模块，用于控制器与信息输入终端的数据传输。4.根据权利要求1所述的一种智能马桶的温度控制系统，其特征在于：所述信息输入终端包括按键或/和遥控器或/和手机APP，信息传输模块获取信息输入终端的温度数据。5.根据权利要求2所述的一种智能马桶的温度控制系统，其特征在于：所述温度模块设置为半导体片。6.根据权利要求2所述的一种智能马桶的温度控制系统，其特征在于：温度采集模块和温度模块至少一一对应设置。7.一种智能马桶的温度控制方法，其特征在于：基于温度控制系统对智能马桶的温度进行控制，温度控制系统包括控制模块、温度模块、温度采集模块，控制模块包括信息传输模块、信息输入终端和控制器，温度采集模块、信息传输模块分别与控制器连接，包括以下步骤：步骤1：输入设定目标温度T
S
；信息传输模块获取信息输入终端的目标温度数据并向控制器传输设定的目标温度T
S
；步骤2：获取实际温度T
R
(n)(k)；步骤3：确定基础参数；所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1：确定PID各项权重参数；w
p
(n+1)(k)＝w
p
(n)(k)+v
p
u(n)(k)e(n)(k)x1(n)(k)；w
i
(n+1)(k)＝w
i
(n)(k)+v
i
u(n)(k)e(n)(k)x2(n)(k)；w
d
(n+1)(k)＝w
d
(n)(k)+v
d
u(n)(k)e(n)(k)x3(n)(k)；v
p
、v
i
和v
d
为设定值；其中n为实际温度达到目标温度的控制过程的次数，k为智能马桶的测点标号，w
p
(n)(k)为第n次控制过程中第k路神经元PID比例项权重参数，w
p
(n+1)(k)为第n+1次控制过程中第k路神经元PID比例项权重参数，v
p
为神经元PID比例项的学习速率，x1(n)(k)为神经元输入1时，PID中的比例项；神经元输入1时，PID中的比例项，如下式所示：
x1(n)(k)＝e(n)(k)
‑
e(n
‑
1)(k)；w
i
(n)(k)为第n次控制过程中第k路神经元PID积分项权重参数，w
i
(n+1)(k)为第n+1次控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，何一坚，胡靖超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：