科技的不断进步使得智能家居的相关研究和应用得到了普及和发展,而与烹饪场景相关的智能厨房研究也受到了越来越多的关注。虽然目前市场上已有的机器人厨房系统可以实现全自动化烹饪,但是其昂贵的成本还是让普通家庭难以承受。因此低成本的智能化厨房电器对于改善普通家庭的厨房智能化水平来说是很重要的一环。基于此,本文设计了一种适用于普通电灶的智能控温系统。该系统的智能化目标,是最终实现烹饪过程中火候控制的自动化。该系统以模糊自学习算法为主要方法,通过在传统的自学习控制理论中引入专家系统,在普通电灶中实现了火候控制的智能化,可以解决由于经验的局限带来的现有自动烹饪过程中火候控制同实际烹饪过程不匹配的缺点。普通电灶在实现了智能控温升级后,在成本上并没有增加太多,与同价位的电灶相比,具备了火候控制智能化的优势。因此应用了本文智能控温系统的电灶兼具了性价比和智能化两点优势。本文的研究内容主要包括:1.对该电灶的智能控温系统进行了功能分析。通过对智能控温系统设计需求的分析,确定了系统所要实现的两个功能分别是精确控温功能和学习功能,并在理论层面上对这两块功能进行了详细的分析。2.实现了本文智能控温系统的应用载体——电灶。电灶在本质上是一个控温系统,该系统主要包括主控模块、温度检测模块、温度控制模块和人机交互模块。结合硬件功能上的设计需求本文选择了不同的硬件元件,再通过对这些元件进行电气上的有效连接,同时给予软件上的支持,最终实现了本设计所需要的电灶。3.设计并实现了满足精确控温功能的算法——分段式模糊PID控制算法。由于电灶的加热电阻具有大惯性,因此在设计时要求算法具有较快的响应,较小的超调和较高的精度。通过分析不同算法的优缺点,本文最后采用了一种综合控温方案即分段式模糊PID控制算法。4.设计并实现了满足学习功能的算法——模糊自学习算法。该算法以自学习控制理论为基础,通过将专家系统和自学习控制相结合,形成了电灶控温系统智能化升级的核心算法。在分段式模糊PID算法和模糊自学习算法的作用下,本文最终实现了智能电灶控温系统。5.针对所实现的智能电灶控温系统,本文利用MATLAB进行了针对精确控温功能和学习功能的仿真。在实验环节,通过对电灶实际运行过程中的温度数据进行采集,证明所得的温度变化曲线符合学习功能目标,最后通过综合烹饪实验,验证了本文所实现的智能电灶控温系统的可行性。