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[摘 要]燃气热水器的推广与普及，使其被千家万户所使用，并成为每个家庭不可或缺的一部分，为人们的生活带来了极大的方便。恒温式的燃气热水器使用，能够更好地调节水温，进而满足人们对水温的要求，而将模糊控制加入到燃气热水器当中，促使其更加的智能化与便捷化。基于此，本文根据模糊控制系统的组成和基本工作原理，通过变量控制、自适应的PID控制、硬件控制电路设计、输入变量控制、语言变量控等方式，将模糊控制系统应用到燃气热水器中，以其加快燃气热水器智能化应用的进程。
[关键词]模糊控制；燃气热水器；工作原理
中图分类号：TU822 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0254-01
引言：随着燃气热水器的广泛应用，以及为了确保人们能够安全的使用燃气热水器，我国有关部门逐渐出台了控制燃气热水器的相关政策，促使生产厂家在设计及生产燃气热水器时，愈加规范化。当前，市面上的燃气热水器主要有非恒温和恒温两种类型，针对于燃气热水器的应用现状，非恒温类型的燃气热水器转变为恒温型的燃气热水器，已经成为一种趋势[1]。在未来的发展过程当中，恒温型的燃气热水器的应用，将会被大众所接受与认可，从而在为人们的生活提供方便的同时，极大的提升人们的生活质量，而这也正是将模糊控制应用于燃气热水器中的目的。
1模糊控制技术的基本工作原理
模糊控制技术，主要采用了计算机数据的控制技术，来对其进行研究，所以该系统的组成，与其它数字控制系统的组成，存在很多的相同之处。一般情况下，该系统是由以下几个部分构成：第一，传感器。当前随着传感器的广泛使用，实现了控制系统以及各类被控制变量电源信的转换。模糊控制系统中的传感器，发挥着重要的作用，其精确度一般能够影响整个模糊控制系统的精确度。第二，模糊控制器。该组件属于一种微型的处理器，按照主控制系统的实际要求，能够在微机和单片机当中合理的进行选择。第三，传输输出口的装置。模糊控制器是采用该装置来获得数字的信号源，并运用控制器来制造决策的信号，根据信号的转变获取模拟信号，进而发挥出控制系统自身的控制功能。如图1为模糊控制系统的方框图。由于模糊控制是计算机数字的一种表现形式，也能够看出模糊控制系统的构成和一般控制系统较为类似。模糊控制系统在实际工作的过程中，是在微机采样中收集被控制量的精确数值，应用定值来获取误差的信号，再将误差的信号当成输入量，经过一系列的工作后，将采用此误差信号获取模糊量，进而实现模糊控制[2]。
图1模糊控制方框图
2热水器中模糊控制的实际应用
2.1变量控制
燃气热水器在应用模糊控制系统时，需要对燃气热水器的水温进行调整，因此应该满足以下的关系：
Wc.Wv.T=N.Gc.Gv
在此关系式当中N代表了热变效应，使用它能够保持热平衡的基本常数。Gc代表了燃气燃烧值。Gv代表燃气的流量，它的数值大小是受到气阀的控制。T是水在加热之后的温度。由此能够看出，运用模糊控制的原理能够使得进水阀和气阀，对燃气热水器起到一定的保护作用。按照上述的关系式，总结分析出温度的变化量[3]。
2.2自适应的PID控制
很多燃气热水器中的模糊控制系统，其前期都应考虑模糊控制器的简单和便捷性，在一般情况下通常采用二维结构的模糊控制器。应用模糊控制器时，运用线性的理论分析能够得出，燃气热水器通过对其进行模糊控制，能夠有效的消除燃气热水器当中存在的稳定性误差，但燃气热水器在实际运行的过程中，速率相对来说会比较慢，比例的控制动态响应速度相对较快。所以，在控制燃气热水器的恒温时，应该合理的控制模糊比例的积分，有效的提升燃气热水器的稳态精度，此外也能促使热水器具有较强的动态响应。设计恒温燃气热水器时，会在模糊系统中引入PI的策略，进而构成PID的复合性控制，促使燃气热水器能获得较强的性能。
2.3设计硬件控制电路
设计模糊燃气热水器的控制系统时，为了更好的满足于控制复合燃气热水器的整体要求，可在设计燃气热水器电路时引入单片机。在一般情况下，中段的设计一般会加入二十个单片机，还会在外部加入三个。为了提升燃气热水器整体的使用效果，设计水温输入和输出的过时，一般会在模糊控制中加入监控水温的装置系统，进而检测中间的水温。这样不仅能在出水前确保水的水温合理，也能有效的预估燃气热水器的整体工作情况。在检测水温的过程中，模糊系统会通过检测水温度的电路，将相关信息传输给单片机的转换器，能够形成水位数据。单片机在辨认水温的过程中，采用了水温设计和水温度间存在的差值实现相关工作，由此能选择出较为合理的水温系数，并且借助控制器协助工作，最后实现恒温控制的工作。
2.4模糊热水器控制的步骤
2.4.1控制语言变量
模糊系统器当中，控制输入变量，能够有效的实现对所设定的温差值和实际温度的误差进行合理的设置，进而获取语言的变量，与此同时，语言变量的数值也可以通过单片机中的PWM值获取到，进而，进而帮助温度系统选择模糊控制器。
2.4.2控制输入变量
通过相关实践操作了解到，输出变量是在语言变量的基础上而形成，在此前应该创建模糊函数，归纳和总结多个模糊条件，再创建模糊控制的状态表。再通过多个模糊的关系，得出燃气热水器的恒温控制当中总模糊的关系式：
R=
通过此关系模糊公式能够实现R离线的计算。
2.5恒温控制
设计恒温燃气热水器时，需要注意以下几个方面的要求，热水器在起初进行起动的过程中，一般默认的温度为42℃，此外需要燃气热水器在通电后的30秒内能达到默认的温度，并且其前后温差不能多于4℃，燃气热水器后期运行的过程中，温度也不能出现较大的波动。为了更好的保障燃气热水器能够达到恒温控制的效果，在设计时应将模糊控制技术加入其中，进而更好满足于人们的对燃气热水器的根本要求。第一，在初级使用的阶段，系统会进行自检，有效的排除内部存在的故障，进而能够确保下一阶段工作的顺利实施。第二，恒温运行阶段。在此阶段中，是燃气热水器当中恒温控制的重要阶段。在燃气热水器实现恒温运行时，将模糊控制思想合理的融入进燃气热水器的系统当中，系统在采集水温数据信息的过程中给，会制定出一定的参数，然后将参数转换成为控制量然后再将其传输到模糊系统当中的执行机构中，然后再通过控制风机风量和燃气阀门的开度，实现水温的恒定。第三，关机阶段。在此状态下，采用模糊控制系统能够保障燃气热水器的安全性和稳定性，不会受到外界因素的干扰，可为下次开启热水器做好准备，通过对其进行模糊控制，能够提升风机的转速，排出燃气热水器内未完全燃烧或有毒的气体，进而加快水温降低的速度。
总结：综上，模糊控制系统是智能控制系统的重要组成部分，当前已经受到人们的广泛应用与推广。而且模糊控制已被广泛的应用到了军事、航天等方面。以上对模糊控制技术进行了全面的介绍，阐述了燃气热水器当中的模糊控制系统的实际应用，进而不断完善燃气热水器中的控制系统，然后再通过对其进行适当的调试与控制，从而促使其对燃气热水器的出水水温控制更精准、更稳定，并以此推动燃气热水器朝着更智能化的方向发展。
参考文献：
[1]邓先全. 模糊控制在燃气热水器中的应用分析[J]. 中国房地产业， 2017（19）.
[2]阳立庚， 李克西. 模糊控制及其在液压伺服系统中的应用探析[J]. 硬质合金， 2016， 33（6）：423-427.
[3]杨帅， 孟文， 徐文， et al. 热泵系统中电子膨胀阀的模糊控制应用[J]. 自动化与仪表， 2016， 31（6）：42-45.
[关键词]模糊控制；燃气热水器；工作原理
中图分类号：TU822 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0254-01
引言：随着燃气热水器的广泛应用，以及为了确保人们能够安全的使用燃气热水器，我国有关部门逐渐出台了控制燃气热水器的相关政策，促使生产厂家在设计及生产燃气热水器时，愈加规范化。当前，市面上的燃气热水器主要有非恒温和恒温两种类型，针对于燃气热水器的应用现状，非恒温类型的燃气热水器转变为恒温型的燃气热水器，已经成为一种趋势[1]。在未来的发展过程当中，恒温型的燃气热水器的应用，将会被大众所接受与认可，从而在为人们的生活提供方便的同时，极大的提升人们的生活质量，而这也正是将模糊控制应用于燃气热水器中的目的。
1模糊控制技术的基本工作原理
模糊控制技术，主要采用了计算机数据的控制技术，来对其进行研究，所以该系统的组成，与其它数字控制系统的组成，存在很多的相同之处。一般情况下，该系统是由以下几个部分构成：第一，传感器。当前随着传感器的广泛使用，实现了控制系统以及各类被控制变量电源信的转换。模糊控制系统中的传感器，发挥着重要的作用，其精确度一般能够影响整个模糊控制系统的精确度。第二，模糊控制器。该组件属于一种微型的处理器，按照主控制系统的实际要求，能够在微机和单片机当中合理的进行选择。第三，传输输出口的装置。模糊控制器是采用该装置来获得数字的信号源，并运用控制器来制造决策的信号，根据信号的转变获取模拟信号，进而发挥出控制系统自身的控制功能。如图1为模糊控制系统的方框图。由于模糊控制是计算机数字的一种表现形式，也能够看出模糊控制系统的构成和一般控制系统较为类似。模糊控制系统在实际工作的过程中，是在微机采样中收集被控制量的精确数值，应用定值来获取误差的信号，再将误差的信号当成输入量，经过一系列的工作后，将采用此误差信号获取模糊量，进而实现模糊控制[2]。
图1模糊控制方框图
2热水器中模糊控制的实际应用
2.1变量控制
燃气热水器在应用模糊控制系统时，需要对燃气热水器的水温进行调整，因此应该满足以下的关系：
Wc.Wv.T=N.Gc.Gv
在此关系式当中N代表了热变效应，使用它能够保持热平衡的基本常数。Gc代表了燃气燃烧值。Gv代表燃气的流量，它的数值大小是受到气阀的控制。T是水在加热之后的温度。由此能够看出，运用模糊控制的原理能够使得进水阀和气阀，对燃气热水器起到一定的保护作用。按照上述的关系式，总结分析出温度的变化量[3]。
2.2自适应的PID控制
很多燃气热水器中的模糊控制系统，其前期都应考虑模糊控制器的简单和便捷性，在一般情况下通常采用二维结构的模糊控制器。应用模糊控制器时，运用线性的理论分析能够得出，燃气热水器通过对其进行模糊控制，能夠有效的消除燃气热水器当中存在的稳定性误差，但燃气热水器在实际运行的过程中，速率相对来说会比较慢，比例的控制动态响应速度相对较快。所以，在控制燃气热水器的恒温时，应该合理的控制模糊比例的积分，有效的提升燃气热水器的稳态精度，此外也能促使热水器具有较强的动态响应。设计恒温燃气热水器时，会在模糊系统中引入PI的策略，进而构成PID的复合性控制，促使燃气热水器能获得较强的性能。
2.3设计硬件控制电路
设计模糊燃气热水器的控制系统时，为了更好的满足于控制复合燃气热水器的整体要求，可在设计燃气热水器电路时引入单片机。在一般情况下，中段的设计一般会加入二十个单片机，还会在外部加入三个。为了提升燃气热水器整体的使用效果，设计水温输入和输出的过时，一般会在模糊控制中加入监控水温的装置系统，进而检测中间的水温。这样不仅能在出水前确保水的水温合理，也能有效的预估燃气热水器的整体工作情况。在检测水温的过程中，模糊系统会通过检测水温度的电路，将相关信息传输给单片机的转换器，能够形成水位数据。单片机在辨认水温的过程中，采用了水温设计和水温度间存在的差值实现相关工作，由此能选择出较为合理的水温系数，并且借助控制器协助工作，最后实现恒温控制的工作。
2.4模糊热水器控制的步骤
2.4.1控制语言变量
模糊系统器当中，控制输入变量，能够有效的实现对所设定的温差值和实际温度的误差进行合理的设置，进而获取语言的变量，与此同时，语言变量的数值也可以通过单片机中的PWM值获取到，进而，进而帮助温度系统选择模糊控制器。
2.4.2控制输入变量
通过相关实践操作了解到，输出变量是在语言变量的基础上而形成，在此前应该创建模糊函数，归纳和总结多个模糊条件，再创建模糊控制的状态表。再通过多个模糊的关系，得出燃气热水器的恒温控制当中总模糊的关系式：
R=
通过此关系模糊公式能够实现R离线的计算。
2.5恒温控制
设计恒温燃气热水器时，需要注意以下几个方面的要求，热水器在起初进行起动的过程中，一般默认的温度为42℃，此外需要燃气热水器在通电后的30秒内能达到默认的温度，并且其前后温差不能多于4℃，燃气热水器后期运行的过程中，温度也不能出现较大的波动。为了更好的保障燃气热水器能够达到恒温控制的效果，在设计时应将模糊控制技术加入其中，进而更好满足于人们的对燃气热水器的根本要求。第一，在初级使用的阶段，系统会进行自检，有效的排除内部存在的故障，进而能够确保下一阶段工作的顺利实施。第二，恒温运行阶段。在此阶段中，是燃气热水器当中恒温控制的重要阶段。在燃气热水器实现恒温运行时，将模糊控制思想合理的融入进燃气热水器的系统当中，系统在采集水温数据信息的过程中给，会制定出一定的参数，然后将参数转换成为控制量然后再将其传输到模糊系统当中的执行机构中，然后再通过控制风机风量和燃气阀门的开度，实现水温的恒定。第三，关机阶段。在此状态下，采用模糊控制系统能够保障燃气热水器的安全性和稳定性，不会受到外界因素的干扰，可为下次开启热水器做好准备，通过对其进行模糊控制，能够提升风机的转速，排出燃气热水器内未完全燃烧或有毒的气体，进而加快水温降低的速度。
总结：综上，模糊控制系统是智能控制系统的重要组成部分，当前已经受到人们的广泛应用与推广。而且模糊控制已被广泛的应用到了军事、航天等方面。以上对模糊控制技术进行了全面的介绍，阐述了燃气热水器当中的模糊控制系统的实际应用，进而不断完善燃气热水器中的控制系统，然后再通过对其进行适当的调试与控制，从而促使其对燃气热水器的出水水温控制更精准、更稳定，并以此推动燃气热水器朝着更智能化的方向发展。
参考文献：
[1]邓先全. 模糊控制在燃气热水器中的应用分析[J]. 中国房地产业， 2017（19）.
[2]阳立庚， 李克西. 模糊控制及其在液压伺服系统中的应用探析[J]. 硬质合金， 2016， 33（6）：423-427.
[3]杨帅， 孟文， 徐文， et al. 热泵系统中电子膨胀阀的模糊控制应用[J]. 自动化与仪表， 2016， 31（6）：42-45.