电控智能加热杯控制设计

1、前言

随着社会经济的不断发展，目前人们生活使用的水杯已经不能很好地满足现代人对于智能化生活的需求。因此，设计一款新颖、实用、操作简单的智能温控水杯很有必要。智能温控杯可以通过 LCD 显示杯内的实时水温，并根据个人需求有效地调节杯内水温，满足人们的多样化需求。智能温控杯的设计主要分为两部分，一部分是机械结构的设计: 确定所需材料、构型分布以及合理的执行机构等，保证智能温控杯美观、节能，并可高效地加热和制冷;另一部分是控制系统的设计: 实时显示温度、人机交互、有效控温等。本文主要介绍智能温控杯控制系统的设计^[1]。

2、研究课题的背景及意义

2.1 电控智能加热杯的发展背景

水杯已然是人们生活中必不可少的日常用品, 在日常生活中, 我们只用到它盛装和保温的功能, 而在旅途和一些无法实现加热水供我们饮用的条件下, 水杯自身实现加热的功能就显得非常重要^[2]。目前水温控制大多采用常规 PID 控制算法，然而水温变化具有大滞后性，系统难以对实时操作及时响应，因此这样的水温恒温控制效果并不理想。模糊控制具有鲁棒性好、动态响应好、上升时间快和超调小等特点，应用在含有时变、非线性和滞后环节的控制系统中可以获得很好的控制性能， 如水温恒温控制系统和刚体平衡控制系统等。利用常规的 PID 控制难以实现水温的精确控制，采用模糊控制算法避免了对水温升降过程复杂的建模，并且获得了更快的控制响应^[3]。

2.2 电控智能加热杯的发展意义

智能化属于社会发展的新生产物，在现代社会生产行业中所起到的作用愈发明显。通过分析能够看出，智能化得到了显著的发展，而且无论是日常生活还是日常生产，都会涉及到对于智能化技术的使用，而且智能化技术主要就是对于计算机技术的使用，所以能够看出，机械制造智能化会获得更加显著的发展^[4]。这是需求促进了生产制造的进步。最能体现电热杯的便利的应用便是车载电热杯了。点烟器插头电源供给与普通USB接口电源供给的设计使用电热杯煮水，而轻触式的感应按键使得用户使用更方便、更安全。如今的智能技术已经深入到我们的生活中，电控智能加热技术目前也是应用在各个方面。可以预见，电控智能加热技术将越来越智能化，更加便捷。

1. 现有电热杯的分类及优缺点

3.1直插式加热杯