專利名稱：應(yīng)用混沌技術(shù)的器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用混沌技術(shù)的器具。
結(jié)合洗碟機(jī)的例子來描述已有技術(shù)如下。
一普通的洗碟機(jī)示于

圖14。參照數(shù)字1010表示洗碟機(jī)的機(jī)箱，1020是通過它將碟子放入洗碟機(jī)的蓋子，1030是向洗碟機(jī)內(nèi)供水的進(jìn)水軟管，1040是將來自進(jìn)水軟管1030的水加壓的噴管驅(qū)動(dòng)泵，1050是旋轉(zhuǎn)噴管，1060是排放積聚在洗碟機(jī)內(nèi)的水的排水泵，1070是將廢水引出洗碟機(jī)的出水軟管，而1080是控制噴管驅(qū)動(dòng)泵1040和排水泵1060工作時(shí)間安排的控制電路。在這樣構(gòu)成的普通洗碟機(jī)中，由進(jìn)水軟管1030供給的水由噴管驅(qū)動(dòng)泵1040加壓，并送入旋轉(zhuǎn)噴管1050。
旋轉(zhuǎn)噴管的普通例子示于圖15。圖15是旋轉(zhuǎn)噴管105的頂視圖，該噴管由四個(gè)噴射口(A、B、C、D)構(gòu)成，每個(gè)噴射口的噴水方向是這樣設(shè)置的，在A中，噴水方向是在噴管旋轉(zhuǎn)平面的水平方向，而在B、C、D中，噴水方向是在噴管旋轉(zhuǎn)平面的垂直方向。所以，由于噴射口A噴水的反作用使噴管旋轉(zhuǎn)，而由其他噴射口(B、C、D)噴出的水來洗碟子。這樣，當(dāng)噴管旋轉(zhuǎn)時(shí)，噴管向碟子噴水。
噴向碟子的水由排水泵1060收集，加壓，并通過出水軟管1070排出洗碟機(jī)。噴管驅(qū)動(dòng)泵1040和排水泵1080由控制電路1080控制，由此根據(jù)清洗步驟(諸如洗碟、粗沖洗和最后沖洗)以適當(dāng)?shù)墓ぷ鲿r(shí)間安排來加以控制。
普通旋轉(zhuǎn)噴管1050的噴射口的旋轉(zhuǎn)軌跡示于圖16。從圖16顯見，噴管作簡單旋轉(zhuǎn)，而噴射口的軌跡是一完整的圖。因此，由旋轉(zhuǎn)噴管1050噴出的水只能射中碟子的有限區(qū)域，由于碟子的外形或者水不能透入碟子之間的狹小的空隙而不能獲得充分的洗濯效果。
由于這樣的背景，因此本發(fā)明的主要目的是提供一旋轉(zhuǎn)噴管裝置，可以應(yīng)用混沌技術(shù)來驅(qū)動(dòng)該噴管，使得水能均勻地噴向物體。
為了達(dá)到此目的，本發(fā)明提供了一旋轉(zhuǎn)噴管裝置，該裝置包括一臺對于流體加壓的泵、一個(gè)由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)中空環(huán)節(jié)組成的噴管以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)噴射口，當(dāng)中空環(huán)節(jié)靠著由泵加壓的流體的作用力旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體從噴管的噴射口噴出，而環(huán)節(jié)的形狀、重量、重心的位置、噴射口的流體噴射角以及泵的加壓方式都可加以調(diào)節(jié)，使得噴管的運(yùn)動(dòng)被置于混沌態(tài)中。
混沌以不穩(wěn)定軌跡為特征(見T.S.Parker，L.O.Chua《混沌系統(tǒng)的實(shí)用數(shù)值算法》，Springer Verlag出版社，1 989年)，處于混沌態(tài)中的噴管不會(huì)經(jīng)過相同的軌跡。因此，處于混沌態(tài)中的噴管比起普通的噴管來可以更加均勻地噴灑水。
圖1示出本發(fā)明第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置構(gòu)造的示意圖。
圖2是對于雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管的工作軌跡加以說明的圖。
圖3是說明檢測噴管運(yùn)動(dòng)的方法的示意圖。
圖4是處于混沌態(tài)中的旋轉(zhuǎn)噴管的工作軌跡圖。
圖5是與第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管具有相同作用的一種旋轉(zhuǎn)噴管結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是第二實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是表示改變施加壓力方式的示意圖。
圖8是第三實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是第一實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10是第三實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11是說明噴射出的水的強(qiáng)度隨環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)而改變的圖。
圖12是第四實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖13是作為第五實(shí)施例的洗碟機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖14是普通洗碟機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15是普通旋轉(zhuǎn)噴管結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖16為表明圖15中旋轉(zhuǎn)噴管的流體噴射口的旋轉(zhuǎn)軌跡圖。
圖17是已有技術(shù)的空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖18是第六實(shí)施例中的空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖19是說明揉餡餅轉(zhuǎn)換的圖。
圖20是說明伯努利(Bernoulli)偏移的圖。
圖21示出由Bernoulli偏移產(chǎn)生的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
圖22是產(chǎn)生混沌信號的電路的示意圖。
圖23是通/斷混沌信號的示意圖。
圖24是風(fēng)向板按混沌方式工作的一種空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖25是以混沌方式驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的一種空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖26是作為第七實(shí)施例的空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖27是作為第八實(shí)施例的空調(diào)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖28是作為第九實(shí)施例的電冰箱結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖29是作為第十實(shí)施例的電冰箱結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖30是作為第十一實(shí)施例的電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖31是作為第十二實(shí)施例的電加熱桌結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖32是電子地毯結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖33是作為第十三實(shí)施例的微波爐結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖34是以混沌方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的微波爐結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖35是以混沌方式驅(qū)動(dòng)磁控管的微波爐結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖36是是以混沌方式改變加熱器輸出的電烤箱結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖37是作為第十四實(shí)施例的電飯煲結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖38是作為第十五實(shí)施例的熱板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖39是作為第十六實(shí)施例的電磁灶結(jié)構(gòu)的示意圖。實(shí)施例圖1(a)是本發(fā)明第一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照數(shù)字1000表示用來對供水加壓的噴管驅(qū)動(dòng)泵，而2000是一個(gè)雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管，由于噴管驅(qū)動(dòng)泵加壓的水的作用力使噴管旋轉(zhuǎn)并噴射出水。
雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示于圖1(b)。圖1(b)的上半部分是雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的頂視圖，而下半部分是側(cè)視圖。如圖l(b)所示，雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000由兩個(gè)環(huán)節(jié)(第一環(huán)節(jié)2—1，第二環(huán)節(jié)2—2)組成。每個(gè)環(huán)節(jié)有多個(gè)噴射口，在圖1(b)中以符號A至F來表示。每個(gè)噴射口的噴水方向是不同的。
兩個(gè)環(huán)節(jié)和環(huán)節(jié)的連接部分都呈中空的，而加至位于第一環(huán)節(jié)下方的進(jìn)水口的水將穿過中空環(huán)節(jié)的內(nèi)部，并到達(dá)第一環(huán)節(jié)或第二環(huán)節(jié)的噴射口。附帶指出，示意圖中的兩個(gè)環(huán)節(jié)在中心02處耦合，而第二環(huán)節(jié)2—2可在中心02處自由旋轉(zhuǎn)。第一環(huán)節(jié)的進(jìn)水口連接至目標(biāo)機(jī)械，但第一環(huán)節(jié)2—1可在中心01處自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
在這樣組成的旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，其工作描述如下。
首先，水由噴管驅(qū)動(dòng)泵1000加壓，并注入雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的進(jìn)水口，注入的水穿過第一環(huán)節(jié)和第二環(huán)節(jié)的內(nèi)部，并由噴射口A至F噴射出來。由每個(gè)噴射口噴出水的方向在B、C、D、E中是在相對于噴管旋轉(zhuǎn)平面向上的方向，而在A和F中是在橫向。
圖1(b)以箭頭示出在每個(gè)噴射口處的噴水方向。噴射口B、C、D、E以與噴管旋轉(zhuǎn)平面相垂直的方向噴出水，并洗濯碟子。另一方面，噴射口A和F噴出的水在平行于噴管旋轉(zhuǎn)平面的方向，因而由于噴射水的反作用可以使噴管旋轉(zhuǎn)。
這樣，把數(shù)個(gè)噴射口的噴水方向斜向噴管的旋轉(zhuǎn)方向，將有一旋轉(zhuǎn)力施加在環(huán)節(jié)上，而噴管在旋轉(zhuǎn)時(shí)可噴射出水來。
在示于圖15的普通旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，由于水是平行于環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)平面而噴射出來的，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)噴射出水。然而，在普通的旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，由于只有一個(gè)環(huán)節(jié)，噴射口的軌跡是一簡單的圓。
相反地，在本實(shí)施例中，噴管由兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，因而第二環(huán)節(jié)上的噴射的旋轉(zhuǎn)軌跡要比普通的圓形軌跡復(fù)雜得多。
圖15中普通旋轉(zhuǎn)噴管裝置的噴射口D的旋轉(zhuǎn)軌跡的模擬結(jié)果示于圖2(a)，而在雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000第二環(huán)節(jié)2—2上的噴射口C的模擬結(jié)果示于圖2(b)。然而在圖2(b)中，雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管的第一環(huán)節(jié)2—1和第2環(huán)節(jié)2—2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得對于每個(gè)環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心來說是對稱的(在這種情形下，每一環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心與每一環(huán)節(jié)的重心位置相重合)，而噴射口A和F的噴水方向完全在橫向，由此得到模擬結(jié)果，因而，在此情形下，第一環(huán)節(jié)2—1的旋轉(zhuǎn)速度對第二環(huán)節(jié)2—2的旋轉(zhuǎn)速度的比值是恒定的，在本情形下約為2∶5。
由圖2可以知道，普通旋轉(zhuǎn)噴管的噴射口在一圓周上運(yùn)動(dòng)，而在本實(shí)施例中，噴管作更復(fù)雜的動(dòng)作。
在圖2(b)的情形中，旋轉(zhuǎn)是周期性的，并且不管過了多少時(shí)間，噴射口不會(huì)經(jīng)過示于圖2(b)以外的軌跡。然而，在雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000中，靠改變環(huán)節(jié)和噴射口的設(shè)計(jì)，可以對噴管以更復(fù)雜的方式來驅(qū)動(dòng)。
混沌態(tài)指的是具有更復(fù)雜的軌跡狀態(tài)。這里的混沌指的是確定的混沌，并且認(rèn)為是這樣一個(gè)狀態(tài)，雖然可以用完整的運(yùn)動(dòng)方程來描寫，但它卻是極不穩(wěn)定和隨機(jī)的。即混沌不是“隨機(jī)”的，但在理論上它從不取相同的軌跡，即，它不取周期的軌跡。具有多個(gè)環(huán)節(jié)的裝置，諸如雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000，可以轉(zhuǎn)換為混沌態(tài)。例如，已知具有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)的操縱器或雙擺可轉(zhuǎn)換為混沌態(tài)(見Na-gashima&Baba《混沌導(dǎo)論》Baifukan出版社，1992年，文)。
混沌以不穩(wěn)定軌跡為其基本特征，并且它不再通過相同軌跡。所以，將雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管置為混沌態(tài)中，就能更均勻地噴水。
混沌特征量(諸如不規(guī)則碎片形維數(shù)(fractal dimension)和李雅普諾夫(Lyapunov)指數(shù)被當(dāng)作是混沌態(tài)的指標(biāo)?？扛淖儑娚淇趪娝较蚧颦h(huán)節(jié)的重心、形狀或重量，使得這些值取適當(dāng)值，可將雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管置于混沌態(tài)中。
這里，作為一個(gè)例子示出用最大Lyapunov指數(shù)來確定噴射口的噴水方向、環(huán)節(jié)的形狀和重心位置的方法。
Lyapunov指數(shù)是一個(gè)顯示狀態(tài)軌跡對于初始值敏感程度的數(shù)值，特別，當(dāng)最大Lyapunov指數(shù)是一正值時(shí)，系統(tǒng)以混沌方式工作。對于計(jì)算Lyapunov指數(shù)，在多次的科學(xué)會(huì)議上已經(jīng)提出了幾種方法。這里，最大Lyapunov指數(shù)是用Sato等人提出的方法計(jì)算的(S.Sato，M.Sano，Y.Sawada“在高維混沌系統(tǒng)中測量廣義維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)的實(shí)際方法”，《理論物理進(jìn)展》，Vol，77，Nol，1987年1月)。
假設(shè)，如圖3所示，將一角度傳感器接在雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000上，用以分別檢測第一環(huán)節(jié)和第二環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角。由檢測得的旋轉(zhuǎn)角，第二環(huán)節(jié)前端的位置可容易地計(jì)算出來，而位置用x(i)、y(i)來表示，這里i代表時(shí)間。由噴管前端位置x(i)，隨之建立起一時(shí)間序列矢量χ(i)＝{χ(i)，χ(i＋T)，χ(i＋2T)，…，χ(i＋(d－1)T)}，并且重組attractor，這里d表示時(shí)間序列矢量的維數(shù)，而T是時(shí)間延遲量。d和T都設(shè)置在特殊值上。此時(shí)，在一d維空間中選擇一特殊的超平面，并確定與此超平面相交的矢量χ(i)－χ(i＋1)。在超平面上交點(diǎn)的坐標(biāo)定為χ(i)和χ(i＋1)的點(diǎn)，并在平面{χp1，χp2，…，χpk，…}上建立一組。在這一組中，選取其距離不超過規(guī)定的閾值E的各對，在這些點(diǎn)中有兩點(diǎn)表示為χpk，χpk′。此時(shí)，最大Lyapunov指數(shù)L用下面的公式來計(jì)算。L(tau)=1tau1NpΣk=1Np|χpk+tau-χpk′+tau||xpk-xpk′|---(1)]]>這里Np表示其距離不超過閾值E的數(shù)據(jù)對的總數(shù)。
在公式(1)中，當(dāng)tau值增加時(shí)L(tau)收斂。當(dāng)收斂時(shí)，L(tau)的值就是最大Lyapunov指數(shù)。還提出了計(jì)算最大Lyapunov指數(shù)的其他方法(例如，T.S.Parker，L.O.Chua《混沌系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)值算法》，Springer—Verlag出版社，1988年)。如果用其他方法計(jì)算，將得到與本實(shí)施例中的相同結(jié)果。
當(dāng)改變第二噴管上的噴射口的角度或環(huán)節(jié)的重心等等，來重復(fù)這樣的計(jì)算，以確定最大Lyapunov指數(shù)時(shí)，可能發(fā)現(xiàn)最大Lya-punov指數(shù)變?yōu)檎刀皇橇愕臅r(shí)刻。
當(dāng)最大Lyapunov指數(shù)變?yōu)檎禃r(shí)使噴射口和環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)，噴管可工作于混沌態(tài)中。
圖4示出混沌狀態(tài)下雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管的噴射口C的軌跡。圖4不是由數(shù)值計(jì)算得到的，而是當(dāng)雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的實(shí)際機(jī)械被置于混沌態(tài)中時(shí)，用圖3中的角度傳感器得到的。
由圖4可見，噴管經(jīng)過的區(qū)域要比圖2(a)、(b)中的狀態(tài)經(jīng)過的區(qū)域增大，因而水能均勻地噴灑。
附帶指出，只是在噴管的設(shè)計(jì)階段才如圖3所示那樣安裝角度傳感器，而在裝運(yùn)的產(chǎn)品中以及在正常工作中這是不需要的，旋轉(zhuǎn)噴管裝置的構(gòu)造如圖1所示。
按照本實(shí)施例，如到現(xiàn)在所描述的，采用由兩個(gè)環(huán)節(jié)組成的噴管，在特別設(shè)置噴管的噴水方向，或環(huán)節(jié)的重心位置、重量或形狀時(shí)，可將噴管的運(yùn)動(dòng)置于混沌態(tài)中。處于混沌態(tài)中的噴管的軌跡是不穩(wěn)定的，它不再通過相同的軌跡。因此，能均勻地噴灑水，并且通過研究混沌特性量(諸如Lyapunov指數(shù))可將噴管置于適當(dāng)?shù)幕煦鐟B(tài)中。
在本實(shí)施例中，噴射口的噴水方向、環(huán)節(jié)的重心位置與重量以及類似的參數(shù)都可用作要改變的噴管參數(shù)。因此，總能把噴管運(yùn)動(dòng)置于混沌態(tài)中，因而即使在圖5所示的各種情形下仍能實(shí)現(xiàn)均勻洗濯，(a)改變第二環(huán)節(jié)重心的位置，(b)在第二環(huán)節(jié)上放置一重量來改變重心位置，(c)不用兩個(gè)環(huán)節(jié)而用多個(gè)環(huán)節(jié)，或(d)增大在第一環(huán)節(jié)和第二環(huán)節(jié)的接頭之間的間隙，因而環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心或重心將隨水流而改變。
雖然在本實(shí)施例中采用了最大Lyapunov指數(shù)來作為判斷混沌態(tài)的方法，但采用其他特征量(諸如不規(guī)則碎片形維數(shù))也能得到同樣的結(jié)果。特別在判斷混沌態(tài)方面用不規(guī)則碎片形維數(shù)是極好的，不規(guī)則碎片形維數(shù)據(jù)指出了所得數(shù)據(jù)的自相似性，而在混沌態(tài)中呈現(xiàn)非整數(shù)維。提出了數(shù)種維數(shù)作為不規(guī)則碎片維數(shù)，其中包括信息維數(shù)、容量維數(shù)以及相關(guān)性維數(shù)。在這些維數(shù)中，相關(guān)性維數(shù)因計(jì)算容易，采用最廣。
相關(guān)性維數(shù)是Grassberger和Procaccia在1983年首先提出的，并且是用相關(guān)積分來確定的。相關(guān)積分C(r)由下式確定C(r)=1N*NΣi,jNM(r-|χ(i)-χ(j)|)---(2)]]>這里χ(i)是上面定義過的時(shí)間序列矢量，H代表亥維賽德(Heavi-side)函數(shù)，而N是時(shí)間序列矢量的總數(shù)。
當(dāng)相關(guān)積分C(r)具有下述關(guān)系時(shí)，D稱為相關(guān)性維數(shù)logC(r)＝Dlogr＋Q (3)這里Q是一常數(shù)。為確定相關(guān)性維數(shù)，首先，對于某些r值，用公式(2)計(jì)算C(r)，然后對算得的logC(r)和logr數(shù)據(jù)運(yùn)用最小二乘法來得到比例常數(shù)D。當(dāng)矢量χ的維數(shù)d增加時(shí)，得出的D收斂。當(dāng)收斂到足夠程度時(shí)，D就是相關(guān)性維數(shù)的最后計(jì)算結(jié)果。因此，當(dāng)改變雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的設(shè)計(jì)項(xiàng)目(諸如噴射口的噴水角度以及環(huán)節(jié)的重心位置)，作重復(fù)計(jì)算來找出相關(guān)性維數(shù)，有可能發(fā)現(xiàn)相關(guān)性維數(shù)取一特殊值(非整數(shù))的時(shí)刻。將雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管設(shè)置于這一時(shí)刻的情況下，即可得到混沌態(tài)。
如上面所提到的，對于不規(guī)則碎片形維數(shù)提出了各種計(jì)算方法，可以由除相關(guān)性維數(shù)之外包括容量維數(shù)和信息維數(shù)的各種維數(shù)來計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)，然而如果用其他的方法確定不規(guī)則碎片形維數(shù)，也將得到如本實(shí)施例的相同結(jié)果，即，可以達(dá)到均勻噴灑水的能力。
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照數(shù)字1000是用以對進(jìn)水加壓的噴管驅(qū)動(dòng)泵，2000是雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管，由于被噴管驅(qū)動(dòng)泵1000加壓的水的作用力使該噴管旋轉(zhuǎn)而噴水，它們與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是相同的。與第一實(shí)施例所不同的是，在第二實(shí)施例中提供了一個(gè)施加壓力控制電路1001，用來控制噴管驅(qū)動(dòng)泵的施加壓力。在這樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，其工作如下所述。
在第一實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了，靠特殊設(shè)計(jì)噴射口的噴水角度、環(huán)節(jié)的重心等等，可將雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管置于混沌態(tài)中。處于混沌態(tài)的噴管的軌跡是不穩(wěn)定的，其軌跡總在改變，不再通過相同的軌跡。所以，與作周期運(yùn)動(dòng)的噴管相比，它能更均勻地噴灑水。
人們知道，在自由度較多的系統(tǒng)中容易發(fā)生混沌態(tài)。在本實(shí)施例中，作為一個(gè)更容易實(shí)現(xiàn)混沌態(tài)的系統(tǒng)，可以給出這樣的解釋，即采用了施加壓力控制電路1001來改變噴管驅(qū)動(dòng)泵的施加壓力，使旋轉(zhuǎn)噴管裝置的自由度增加了。
如圖7所示當(dāng)由施加壓力控制電路1001來改變噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的輸出時(shí)，整個(gè)旋轉(zhuǎn)噴管裝置的自由度增加，而噴管更容易改變至混沌態(tài)。在圖7中，以橫軸代表時(shí)間，而以縱軸代表噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力，示出了(a)，(b)，(c)三種施加壓力改變方式的例。圖7(a)表示通和斷的重復(fù)，(b)表示按三角函數(shù)改變，而(c)表示按鋸齒波改變。
采用這些施加壓力方式中的任何一種方式，雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管很容易被設(shè)置于混沌態(tài)之中。用這種方法，采用施加壓力控制電路1001，相對于時(shí)間來改變噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力，就能把噴管設(shè)置在混沌態(tài)之中。
如此處所解釋的，按照本實(shí)施例，采用雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管，用施加壓力控制電路1001來改變噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力，可使噴管的行為設(shè)置于混沌態(tài)之中。處于混沌態(tài)的噴管的行為是不穩(wěn)定的，它不再通過相同的軌跡。所以，實(shí)現(xiàn)了均勻噴灑水。
或者，當(dāng)研究諸如Lyapunov指數(shù)的混沌特征量時(shí)，與第一實(shí)施例中揭示的方法相結(jié)合，可以改變噴管驅(qū)動(dòng)泵的施加壓力方式，或者改變噴射口的噴水方向、或者環(huán)節(jié)的重心位置，而把噴管設(shè)置于特殊的混沌態(tài)之中。在此情形中，由于檢測了諸如Lyapunov指數(shù)的特征量，可特殊設(shè)置混沌度，而當(dāng)應(yīng)用于洗碟機(jī)時(shí)，在洗濯速度方面將得出進(jìn)一步的效果。
在圖7中示出施加壓力控制電路1001的施加壓力方式的一些例子，然而不示于圖7中的其他方式也可采用一特別可采用由用以直接產(chǎn)生混沌信號的這樣一個(gè)函數(shù)所產(chǎn)生的施加壓力方式。由此通過描述，采用作為眾所周知的混沌信號的邏輯函數(shù)來施加壓力的方式的例子將給出如下。
設(shè)時(shí)間為t而噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力為P(t)；施加壓力的改變范圍O≤P(t)≤P，假設(shè)施加壓力方式為下述函數(shù)P(t＋T)＝4*P(t)*(l＝P(t)/P) (4)由此，直接把邏輯函數(shù)表示為施加壓力，而當(dāng)用此公式(4)來控制噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力時(shí)，噴管的行為進(jìn)入混沌態(tài)。附帶指出，當(dāng)不用邏輯函數(shù)，而用產(chǎn)生混沌信號的其他函數(shù)(諸如帳蓬(tent)函數(shù)、Bernoulli偏移以及間歇混沌)來控制噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的施加壓力時(shí)，可以得到與本實(shí)施例相同的結(jié)果。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照數(shù)字1000是對進(jìn)水加壓的噴管驅(qū)動(dòng)泵，它與第一實(shí)施例中的相同。與第一實(shí)施例不同的是把雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000改為水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2001。在這樣構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，其工作如下所述。
當(dāng)目標(biāo)系統(tǒng)的自由度較多時(shí)，就更容易發(fā)生混沌態(tài)。在第二實(shí)施例中，靠改變噴管驅(qū)動(dòng)泵1000的輸出，使整個(gè)噴管驅(qū)動(dòng)裝置的自由度增加，從而產(chǎn)生混沌態(tài)、在增加系統(tǒng)自由度的其他方法中，舉例來說，可以改變每個(gè)環(huán)節(jié)的連接結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，改變了環(huán)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，而如下所述把旋轉(zhuǎn)噴管裝置設(shè)置于混沌態(tài)之中。
在第一實(shí)施例中所揭示的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的環(huán)節(jié)的接頭部分的結(jié)構(gòu)如圖9所示。
圖9(1)示出雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000的第一環(huán)節(jié)2—1和第二環(huán)節(jié)2—2的連接結(jié)構(gòu)。通常，第二環(huán)節(jié)2—2放在圖中用一個(gè)圓圈起來的接頭之上，并用一螺帽來固定，使得第二環(huán)節(jié)2—2不能與第一環(huán)節(jié)2—1脫開。然而第二環(huán)節(jié)2—2仍可自由旋轉(zhuǎn)。
圖9(a)，(b)是圖9(1)中第一環(huán)節(jié)2—1用圓圈出的部分(接頭)的放大圖，圖9(a)是側(cè)視圖，而(b)是頂視圖。在示于圖9的接頭中，為使水可平滑地從第一環(huán)節(jié)流向第二環(huán)節(jié)，在接頭中有四個(gè)大孔，能以很小的阻力將水從第一環(huán)節(jié)引至第二環(huán)節(jié)。
相反，在第三實(shí)施例中，有一水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2001，它具有如圖10所示的連接結(jié)構(gòu)。由圖10清楚可見，與第一實(shí)施例相比，此水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2001在其接頭部分有較少個(gè)數(shù)的孔，因而在接頭區(qū)域的水流幾乎被限制在一個(gè)方向上。
在圖9的連接結(jié)構(gòu)中，孔的總面積較大，這樣不管由第一環(huán)節(jié)和第二環(huán)節(jié)構(gòu)成的角度如何，接頭中的水的阻力幾乎不改變。另一方面，在水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2001中，如圖10所示，由于水流幾乎被限制在接頭區(qū)域的一個(gè)方向上，因而水的噴射力隨環(huán)節(jié)的相對位置而改變。
參看圖11可以解釋在水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管中，水的噴射力隨環(huán)節(jié)的相對位置而改變。在圖11(a)中。第二環(huán)節(jié)20—2幾乎與第一環(huán)節(jié)20—1取相同的方向。此時(shí)，在圖中以虛線表示升至噴射口F的水流。由于第一環(huán)節(jié)的接頭如圖10所示，對升至噴射口F的水流的阻力很小，因而從噴射口F射出的水很急。
在圖11(b)中，由第二環(huán)節(jié)20—2和第一環(huán)節(jié)20—1構(gòu)成的角度約為90°。在此情形下，升至噴射口F的水流如虛線所示的那樣彎曲。此時(shí)，由于第一環(huán)節(jié)的接頭的構(gòu)造如圖10所示，水流的彎曲要比在某一點(diǎn)上預(yù)期的更厲害。與(a)中的情形相比，水流的彎曲部分變窄，因而對水流的阻力增加。因此，從噴射口F噴出的水流減少，而從第一環(huán)節(jié)的噴射口噴出的水因其容易通過而增加。
這樣，采用在接頭結(jié)構(gòu)方面有所改變的水流抑制型雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2001，每個(gè)噴射口的水的噴射力都隨環(huán)節(jié)的相對位置而改變。因此，與第一實(shí)施例相比，噴管行為的自由度增加，因而它更容易轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦鐟B(tài)。
如這里所解釋的，按照本發(fā)明，采用帶多個(gè)環(huán)節(jié)的噴管，用部分抑制流入噴管或接頭區(qū)域的水流，從噴射口噴出的水流可隨環(huán)節(jié)的相對位置而改變。這意味著整個(gè)噴管驅(qū)動(dòng)裝置的自由度可以增加，由此噴管行為可容易地設(shè)置于混沌態(tài)之中。處于混沌態(tài)之中的噴管的軌跡是不穩(wěn)定的，它不再經(jīng)過相同的軌跡，因此，能均勻地噴灑水。
與在第一實(shí)施例中揭示的方法相組合，靠研究諸如Lyapunov指數(shù)的混沌特征量，來改變接頭的設(shè)計(jì)、或改變水從噴射口噴射的方向或者環(huán)節(jié)的重心位置，可以將噴管設(shè)置在適當(dāng)?shù)幕煦鐟B(tài)之中。在此情形中，由于檢測了諸如Lyapunov指數(shù)的特征量，可特殊設(shè)置混沌度，這將對洗濯速度等引出進(jìn)一步的效果。
圖12是本發(fā)明的第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)噴管的結(jié)構(gòu)示意圖。參照數(shù)字1000是用來對進(jìn)水加壓的噴管驅(qū)動(dòng)泵，2000是一雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管，由于噴管驅(qū)動(dòng)泵1000對噴水加壓的水力使噴管旋轉(zhuǎn)，而1001是施加壓力控制電路用來控制噴管驅(qū)動(dòng)泵的加壓大小，而這些是與第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相似的。
與第三實(shí)施例所不同的是提供一傳感器3000來檢測雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管的運(yùn)動(dòng)，以及混沌特征量計(jì)算電路3100以根據(jù)傳感器3000檢測的對噴管的運(yùn)動(dòng)的觀測來計(jì)算混沌特征量。在如此構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)噴管裝置中，其工作描述如下。
第一至第三實(shí)施例與工作于混沌態(tài)的噴管驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)系。例如，在洗碟機(jī)中，要求均勻噴水，因此要求噴管總是工作于混沌態(tài)之中。
然而，如果噴管受到灰等的攪動(dòng)，系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生變化，用在第一至第三實(shí)施例中解釋的方法，并不總能維持混沌態(tài)。為避免這種情形，在本實(shí)施例中，實(shí)時(shí)檢測噴管運(yùn)動(dòng)，從而提供了一臺總能處于穩(wěn)定的混沌態(tài)的裝置。
傳感器3000檢測噴管運(yùn)動(dòng)，并可采用多個(gè)如圖3所示的角度傳感器，或可應(yīng)用諸如攝象機(jī)的圖象處理技術(shù)。在本情形中，采用圖3所示的角度傳感器。
把由傳感器3000檢測的每個(gè)環(huán)節(jié)的角度送入混沌特征量計(jì)算電路3100，并計(jì)算出已在第一實(shí)施例中解釋過的作為混沌特征量之一的最大Lyapunov指數(shù)。在混沌特征量計(jì)算電路3100中的最大Lya-punov指數(shù)計(jì)算方法可以是在第一實(shí)施例中提到的方法或者是在科學(xué)界提出的其他方法。
當(dāng)最大Lyapunov指數(shù)為正值時(shí)，意味著噴管處于混沌態(tài)，而當(dāng)該指數(shù)為零，噴管處于同期態(tài)或準(zhǔn)周期態(tài)。
因而，根據(jù)計(jì)算得的Lyapunov指數(shù)，如果最大Lyapunov指數(shù)接近零或?yàn)樨?fù)值時(shí)，混沌特征量計(jì)算電路送出指令至施加壓力控制電路1001，用來改變施加壓力方式，或如果最大Lyapunov指數(shù)為不接近0的正值，送出一信號至施加壓力控制電路1001，來繼續(xù)提供當(dāng)前的施加壓力方式。
根據(jù)混沌特征量計(jì)算電路3100的信號，施加壓力控制電路1001改變其施加壓力的方式。改變的方法是，如果按圖7(a)所示的方式來施加壓力，則改變圖7(a)中的接通時(shí)間Ton或關(guān)斷時(shí)間Toff，如果按圖7(b)所示的方式來施加壓力，則改變正弦曲線的周期。
如此處所解釋的，按照本發(fā)明，靠用傳感器來觀測噴管運(yùn)動(dòng)和由觀測結(jié)果來計(jì)算混沌特征量，可以得知噴管驅(qū)動(dòng)態(tài)。再者，在控制施加壓力時(shí)采用此信息，總能使噴管在最佳混沌態(tài)下驅(qū)動(dòng)。處于混沌態(tài)的噴管的行為是不穩(wěn)定的，它不再經(jīng)過相同的軌跡。因此，靠始終保持在混沌態(tài)來實(shí)現(xiàn)均勻噴水。
在本發(fā)明中，由于加入了傳感器3000，亦可檢測非混沌態(tài)即周期態(tài)或準(zhǔn)周期態(tài)。因此，不僅是維持在混沌態(tài)，也可以在混沌態(tài)和周期態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這要看噴管的使用目的或者噴管的使用情況。在本實(shí)施例中，混沌特征量計(jì)算電路3100計(jì)算最Lyapunov指數(shù)，但采用諸如相關(guān)性維數(shù)、容量維數(shù)、信息維數(shù)，而不采用不規(guī)則碎片形維數(shù)和Lyapunov指數(shù)，也能得到相同的結(jié)果。
作為本發(fā)明的第五實(shí)施例，來解釋一洗碟機(jī)。圖13示出這一實(shí)施例中的洗碟機(jī)的結(jié)構(gòu)，圖中參照數(shù)字1010是洗碟機(jī)的機(jī)箱，1020是蓋子，1030是將水引入洗碟機(jī)的進(jìn)水軟管，1040是噴管驅(qū)動(dòng)泵，它將來自進(jìn)水軟管1030的水加壓，以旋轉(zhuǎn)噴管和噴水，1060是排水泵，用來排出噴在碟子上的水，1070是將廢水引出洗碟機(jī)的出水軟管，而1080是控制噴管驅(qū)動(dòng)泵1040和排水泵1060的控制電路。至此，這些都是圖14已有技術(shù)中共有的部分。與已有技術(shù)不同的是用在第一實(shí)施例中解釋的雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000取代單環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管。
如在第一實(shí)施例中所解釋的，可將雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管置于混沌態(tài)中。采用處于混沌態(tài)的雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管2000，噴管按圖4所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，比起圖2中已有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)軌跡來，水從更多的方向射向碟子，因而水能均勻地噴灑。
因此，與已有技術(shù)相比，在采用雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管的洗碟機(jī)中，水能射入碟子的每個(gè)凹處和縫隙，可充分去除碟子的污漬。此外，在已有技術(shù)中，噴管的軌跡是一特殊的圓周，而為了去除污漬，放置碟子的方法必須加以充分的考慮，但在本實(shí)施例中，由于噴管軌跡總是在改變，不需特別碟子的旋轉(zhuǎn)方法即可作充分的洗濯。
如這里所描述的，采用由處理混沌態(tài)中的多個(gè)環(huán)節(jié)組成的旋轉(zhuǎn)噴管，比起已有技術(shù)來，水能更均勻地射向碟子，而使洗碟機(jī)的洗濯效果得以提高。與此同時(shí)，在本實(shí)施例中，可將第一實(shí)施例中解釋過的雙環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)噴管用于洗碟機(jī)中，然而也可以采用第二至第四實(shí)施例中描述的旋轉(zhuǎn)噴管裝置。在本實(shí)施例中是在洗碟機(jī)中采用了旋轉(zhuǎn)噴管裝置，但它也能用于其他的洗濯機(jī)器，用來洗汽車、半導(dǎo)體器件以及其他物品，不限于碟子，也能期望洗濯效率有類似的提高。也可以將它用于灑水車、噴霧機(jī)和其他噴灑機(jī)，以均勻地噴灑液體。
作為應(yīng)用混沌技術(shù)的設(shè)備，在下面將描述在空調(diào)設(shè)備中應(yīng)用混沌技術(shù)的例子。在圖17中示出普通空調(diào)器的結(jié)構(gòu)，圖17示出空調(diào)器的制冷工作。在圖17中，參照數(shù)字101代表壓縮如CFC致冷劑的壓縮機(jī)，102是四路閥門用以根據(jù)致冷還是致熱工作來改變致冷劑的流動(dòng)方向，103是室外熱交換器用來交換致冷劑和周圍空氣的熱量(當(dāng)致冷時(shí)釋放致冷劑的熱量，而當(dāng)致熱時(shí)吸收外部熱量)，104是室外風(fēng)扇用來使室外熱交換器103中的熱交換更有效，105是室外風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變裝置用來根據(jù)空調(diào)器的工作狀態(tài)來改變室外風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度，106是由極細(xì)的銅管構(gòu)成的毛細(xì)管用以施加一阻力并降低致冷劑壓力，做法是讓來自室外熱交換器103的高壓致冷劑通過一窄的通道，107是室內(nèi)熱交換器用以交換致冷劑和室內(nèi)空氣的熱量，108是向室內(nèi)吹出冷空氣(在致冷情形下)的室內(nèi)風(fēng)扇，109是風(fēng)向板用以調(diào)節(jié)由室內(nèi)風(fēng)扇108產(chǎn)生的風(fēng)的方向，110是檢測室內(nèi)溫度或濕度的傳感器，111是室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速改變裝置用以根據(jù)傳感器110的輸出信號改變室內(nèi)風(fēng)扇108的旋轉(zhuǎn)速度，而112是壓縮機(jī)控制裝置用以根據(jù)傳感器110的輸出來控制壓縮機(jī)101。在示意圖中，粗線代表使致冷劑在其內(nèi)循環(huán)的封閉的管路。
在如此構(gòu)造的空調(diào)器中，通過下述步驟完成致冷工作。
1.致冷劑由壓縮機(jī)101壓縮，使致冷劑處于高溫和高壓的狀態(tài)。
2.高溫高壓的致冷劑通過四路閥門102，并被導(dǎo)入室外熱交換器103，致冷劑被冷卻到接近環(huán)境溫度，而致冷劑被液化。
3.因此，經(jīng)冷卻的高壓液體致冷劑通過毛細(xì)管106，而致冷劑的壓力降低了。
4.壓力經(jīng)降低的致冷劑在室內(nèi)熱交換器107中蒸發(fā)，在蒸發(fā)時(shí)，致冷劑奪去汽化熱，因而室內(nèi)熱交換器107及其周圍的空氣被冷卻至零點(diǎn)之下。
5.冷卻的空氣從室內(nèi)風(fēng)扇內(nèi)吹出，在室內(nèi)循環(huán)，并降低整個(gè)室內(nèi)的溫度。
6.在室內(nèi)熱交換器107中蒸發(fā)的致冷劑經(jīng)過四路閥門102，并導(dǎo)入壓縮機(jī)101，由此回到步驟1。
在此過程中，實(shí)現(xiàn)了致冷工作。由四路閥門102改變致冷劑的流動(dòng)方向可以實(shí)現(xiàn)致熱工作。
根據(jù)由傳感器110檢測的室溫和其他條件，來控制壓縮機(jī)101和室內(nèi)風(fēng)扇108。更具體地說，壓縮機(jī)控制裝置112和室內(nèi)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變裝置111接收了傳感器110的輸出信號，并分別控制壓縮機(jī)101的輸出和室內(nèi)風(fēng)扇108的旋轉(zhuǎn)速度。圓柱形風(fēng)扇普通用作室內(nèi)風(fēng)扇108，可對它進(jìn)行分段控制，當(dāng)由傳感器110檢測得室溫超過規(guī)定值時(shí)，它產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)，而當(dāng)室溫低于規(guī)定值時(shí)，它產(chǎn)生弱風(fēng)。
然而，當(dāng)室溫在某一范圍內(nèi)設(shè)定時(shí)，只用分段改變室內(nèi)風(fēng)扇108的輸出，使室內(nèi)的空氣流的循環(huán)路徑變?yōu)楹愣?，而形成某種特殊的對流。因此，在室內(nèi)，冷風(fēng)(在致冷的情況下)送至某些地點(diǎn)，而不送至另外一些地點(diǎn)，從而產(chǎn)生了冷點(diǎn)和非冷點(diǎn)的不均勻的溫度分布。本實(shí)施例企圖解決這些問題。
圖18示出本發(fā)明的第六實(shí)施例，具體地說，示出一臺空調(diào)器的結(jié)構(gòu)。
圖18示出空調(diào)器的致冷工作，圖中，參照數(shù)字101代表壓縮機(jī)，102是四路閥門，105是室外風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變裝置，106是毛細(xì)管，107是室內(nèi)熱交換器，108是室內(nèi)風(fēng)扇，109是風(fēng)向板，110是檢測室內(nèi)溫度和濕度的傳感器，而112是壓縮機(jī)控制裝置，這些都與已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相同。
與已有技術(shù)不同的是提供了用以產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路1以及室內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置2，該裝置根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1的輸出信號以及傳感器的輸出信號來控制室內(nèi)風(fēng)扇108的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
混沌信號是一種由相當(dāng)簡單的規(guī)則所支配的復(fù)雜信號。然而，它具有不同于純隨機(jī)信號的特征。(見Nagashima，Baba《混沌導(dǎo)論——現(xiàn)象的分析和數(shù)學(xué)原理》，Baifukan出版社)。
作為產(chǎn)生混沌信號的系統(tǒng)的原理的是所謂揉餡餅轉(zhuǎn)換(pie—kneading conversion)(即糕點(diǎn)師傅(baker)變換)。如圖1a所示，揉餡餅轉(zhuǎn)換是一種重復(fù)拉伸和折疊的轉(zhuǎn)換。在圖1a中，將一塊餡餅面團(tuán)拉伸并折疊成兩層。重復(fù)這一拉伸和折疊轉(zhuǎn)換數(shù)次，餡餅面團(tuán)的成分就很好地混合了，得到一塊質(zhì)地均勻的面團(tuán)。
特別，揉餡餅轉(zhuǎn)換在使物品均勻的能力方面是極好的。舉例來說，對于一塊1cm厚的餡餅面團(tuán)，當(dāng)施行了10次揉餡餅轉(zhuǎn)換后，餡餅面團(tuán)由10微米厚的層褶成1024層，而當(dāng)轉(zhuǎn)換重復(fù)了20次后，面團(tuán)層厚度薄至分子水平，而層數(shù)超過1,000,000。這樣，可見揉餡餅轉(zhuǎn)換能使物體充分均勻。
稱之為Bernoulli偏移的轉(zhuǎn)換是用作發(fā)生混沌信號的函數(shù)的典型例子，Bernoulli偏移表示如下 從公式(5)，Bernoulli偏移的χ(n)和χ(n＋1)的關(guān)系可以如圖20所示。由按公式計(jì)算的Bernoulli偏移產(chǎn)生的時(shí)間序列數(shù)據(jù)可顯示于圖21中。雖然用如公式(5)所示的非常簡單的數(shù)值表達(dá)式來計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)，它還是呈現(xiàn)了不規(guī)則的特性。
在Bernoulli偏移和揉餡餅轉(zhuǎn)換之間有關(guān)聯(lián)。在圖20中的橫軸上屬于0＜χ(n)≤0.5區(qū)域的數(shù)據(jù)χ(n)被Bernoulli偏移放大(2倍)，并在0＜χ(n＋1)≤1.0標(biāo)繪入χ(n＋1)。在0.5＜χ(n)≤1.0部分情況也是相同的。這一轉(zhuǎn)換相應(yīng)于揉餡餅轉(zhuǎn)換中的拉伸。此外，由曲線圖很清楚，0＜χ(n)≤0.5和0＜χ(n)＜0.1的數(shù)據(jù)一徑放大，并分別標(biāo)繪入相同的區(qū)域0＜χ(n)＜1.0。這一操作意味著揉餡餅操作中的摺疊。
因此，由重復(fù)諸如Bernoulli偏移的轉(zhuǎn)換若干次后得出的混沌信號以具有揉餡餅轉(zhuǎn)換作為其基本特征，而知道它有使物體均勻的能力。附帶指出，以揉餡餅轉(zhuǎn)換作原理的函數(shù)不限于Bernoulli偏移，它還包括邏輯函數(shù)和帳篷映射等各種函數(shù)。
這一使之均勻的特性與混沌的基本特性相聯(lián)系，諸如對初始值、軌跡的不穩(wěn)定性以及一致性的依從關(guān)系。(見T.S.Parker，L.O.Chua《混沌系統(tǒng)的實(shí)用數(shù)值算法》，Springger—Verlag出版社，1989年。)這些性質(zhì)是互相關(guān)聯(lián)的，但以軌跡的不穩(wěn)定性特別重要。這意味著系統(tǒng)持續(xù)不斷地不穩(wěn)定地改變其狀態(tài)，而其輸出稠密地填充了輸出空間或狀態(tài)空間。
按這樣的混沌信號來旋轉(zhuǎn)空調(diào)器的室內(nèi)風(fēng)扇108，即可將室內(nèi)風(fēng)扇設(shè)置于各種工作狀態(tài)，而不重復(fù)相同的狀態(tài)序列。這樣，可充分?jǐn)噭?dòng)室內(nèi)空氣。
在普通空調(diào)器中，室內(nèi)風(fēng)扇108的輸出只是與由傳感器110檢測的溫度成正比地分段改變。因此，當(dāng)室溫在某一范圍內(nèi)，室內(nèi)的空氣流的循環(huán)路徑變得恒定，而冷空氣(在致冷情形下)只到達(dá)室內(nèi)的某些地點(diǎn)而到不了另一些地點(diǎn)，從而產(chǎn)生冷處和不冷處的不均勻溫度。在本實(shí)施例中，由于有了這種構(gòu)造，空氣流的循環(huán)路徑能總是改變，而與分段控制的普通室內(nèi)風(fēng)扇相比，室內(nèi)的溫度分布可變得更加均勻。
圖18中的混沌信號發(fā)生電路1由產(chǎn)生混沌信號的電路構(gòu)成。例如，在一具體構(gòu)造中，可以由微型計(jì)算機(jī)對公式(5)作計(jì)算并產(chǎn)生一信號，或采用圖22中的電路，該電路在出版物《混沌——混沌的基礎(chǔ)和應(yīng)用》(Kazuyuki Aihara編，Science Co.出版)的第二章中已提及。由混沌信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的信號可以是如圖23所示的作為混沌信號的通/斷信號，它是具有脈沖間隔t1，t2，……作為時(shí)間序列的信號，或者是一間歇混沌信號。
圖18中的室內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置2是按照混沌信號發(fā)生電路1的輸出和傳感器110的輸出來改變室內(nèi)風(fēng)扇108旋轉(zhuǎn)速度的裝置，舉例來說，按照下面的公式，來改變室內(nèi)風(fēng)扇108的旋轉(zhuǎn)速度。室內(nèi)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度＝K1*(目標(biāo)溫度－由傳感器檢測得的溫度)
＋K2*混沌信號發(fā)生電路的輸出這里K1和K2是常數(shù)。由在室內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置2中完成這一計(jì)算，可將混沌分量加至室內(nèi)風(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)，而可將室內(nèi)風(fēng)扇置于各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中。作為結(jié)果，由空調(diào)器出來的冷空氣(或熱空氣)在整個(gè)房間內(nèi)分布，而室內(nèi)的溫度分布如同在揉餡餅轉(zhuǎn)換那樣可設(shè)置得均勻。
這樣，按照本發(fā)明，靠根據(jù)混沌信號來旋轉(zhuǎn)室內(nèi)風(fēng)扇，可使室內(nèi)溫度分布保持均勻，實(shí)現(xiàn)無溫度不均勻的均勻空氣調(diào)節(jié)。此外，由于使室溫均勻了，即可避免過度的空氣調(diào)節(jié)，從而減少了整個(gè)空調(diào)器的電力消耗，因而節(jié)省了能源。
在本實(shí)施例中，室內(nèi)風(fēng)扇108的旋轉(zhuǎn)速度靠混沌信號來改變，然而靠采用示于圖24的風(fēng)向板驅(qū)動(dòng)裝置10，可以使風(fēng)向板上下運(yùn)動(dòng)，而混沌信號發(fā)生電路1可接至風(fēng)向驅(qū)動(dòng)裝置10以根據(jù)混沌信號來改變風(fēng)向板109的角度和角速度，從而得到相同的結(jié)果。在圖24中，只有風(fēng)向板109用來在垂直方向(上、下)改變風(fēng)吹方向，但是如果為進(jìn)一步在水平方向(右、右)改變風(fēng)吹方向采用風(fēng)向板，以根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1的輸出來改變風(fēng)向板的角度和角速度，也會(huì)得到相似的結(jié)果。
此外，將混沌信號發(fā)生電路1如圖25所示接至壓縮機(jī)控制裝置122，并按混沌信號發(fā)生電路1的輸出來改變壓縮機(jī)101的輸出，也能得到相同的結(jié)果。
本實(shí)施例雖涉及空調(diào)器，但對于其他空氣調(diào)節(jié)裝置諸如油風(fēng)扇加熱器、陶瓷加熱器以及電爐等也同樣適用，根據(jù)混沌信號來控制室內(nèi)風(fēng)扇和風(fēng)向板，可以使室溫設(shè)置得均勻。
圖26是本發(fā)明第七實(shí)施例的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，具體示出一臺空調(diào)器的構(gòu)造。
圖26示出空調(diào)器的致冷工作，在圖中，參照數(shù)字101是壓縮機(jī)，102是四路閥門，103是室外熱交換器，104是室外風(fēng)扇，105是室外風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變裝置，106是毛細(xì)管，107是室內(nèi)熱交換器，108是室內(nèi)風(fēng)扇，109是風(fēng)向板，112是壓縮機(jī)控制裝置，1是混沌信號發(fā)生電路，而111是室內(nèi)揉餡餅轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)速度改變裝置，而至此為止這些與第六實(shí)施例的構(gòu)成相同。
與第六實(shí)施例不同的是提供了作為傳感器110’的熱電紅外線檢測器陣列來檢測室內(nèi)的溫度分布、規(guī)則信號發(fā)生電路20用來根據(jù)傳感器110’的輸出產(chǎn)生一規(guī)則信號以及信號更換電路21用來更換混沌信號發(fā)生電路1的輸出和規(guī)則信號發(fā)生電路20的輸出。如在第六實(shí)施例中提到的，靠按混沌信號來驅(qū)動(dòng)室內(nèi)風(fēng)扇108或風(fēng)向板109，可以使室內(nèi)溫度分布均勻。
然而，在實(shí)際空調(diào)器中，為保持溫度分布均勻而進(jìn)行的控制可能是不夠的。舉例來說，當(dāng)啟動(dòng)空調(diào)器，目標(biāo)溫度與由傳感器檢測得的溫度相差較遠(yuǎn)時(shí)，它就花時(shí)間來均勻地冷卻(在致冷情形下)整個(gè)房間，是當(dāng)冷空氣吹入被占有位置而不是考慮整個(gè)房間開始均勻空氣調(diào)節(jié)更讓使用者感到舒適。
為應(yīng)付這種情形，本施例中，來自混沌信號發(fā)生電路1的信號和來自規(guī)則信號發(fā)生電路20的信號由信號變更電路21來變更，并送入風(fēng)向板驅(qū)動(dòng)裝置10，從而靠在混沌態(tài)或規(guī)則態(tài)中的變更來控制風(fēng)向板109。本實(shí)施例的實(shí)際工作描述如下。
傳感器110’由熱電檢測器陣列及其信號處理電路組成，并且靠檢測室內(nèi)溫度分布，將一個(gè)人的大體位置呈現(xiàn)在房間中(溫度較高的區(qū)域)，而房間內(nèi)的平均溫度可加以檢測(日本專利申請No.4—254302)。
信號變更電路21根據(jù)由傳感器110’產(chǎn)生的平均溫度信號與空調(diào)器的目標(biāo)溫度來選擇混沌信號或規(guī)則信號。更具體地說，當(dāng)空調(diào)器的目標(biāo)溫度與由傳感器檢測得的實(shí)際溫度的差值大于某個(gè)規(guī)定值時(shí)選擇規(guī)則信號，而當(dāng)差值小于該規(guī)定值時(shí)選擇混沌信號。
為使風(fēng)對準(zhǔn)可能由人占據(jù)的地方，根據(jù)來自傳感器110的信號，規(guī)則信號發(fā)生電路20產(chǎn)生一信號，使風(fēng)向板109圍繞著較高溫度分布的方向(在致冷情況下)均勻地作上與下、右與左的運(yùn)動(dòng)。利用這一信號，圍繞所占地方的地點(diǎn)空氣調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)。
混沌信號發(fā)生電路1與在第六實(shí)施例中的相同。
在這樣的構(gòu)造中，如在空調(diào)器開始啟動(dòng)時(shí)刻，如果在目標(biāo)溫度和呈現(xiàn)溫度之間存在差值，就向由傳感器110’檢測得到的很可能由人占據(jù)的區(qū)域?qū)嵤┑攸c(diǎn)空氣調(diào)節(jié)，而當(dāng)平均室溫接近目標(biāo)溫度時(shí)，就以混沌態(tài)驅(qū)動(dòng)風(fēng)向板109。這樣來實(shí)現(xiàn)更舒適的空氣調(diào)節(jié)。
圖26中的風(fēng)向板只是在垂直(上—下)方向作轉(zhuǎn)動(dòng)用的，但它也能在水平(右—左)方向作轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖27是本發(fā)明第八實(shí)施例中的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，更具體地說是顯示空調(diào)器的構(gòu)造。
圖27示出空調(diào)器的致冷工作，在該圖中參照數(shù)字101指的是壓縮機(jī)，102是四路閥門，103是室外熱交換器，104是室外風(fēng)扇，105是室外風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變裝置，106是毛細(xì)管，107是室內(nèi)熱交換器，108是室內(nèi)風(fēng)扇，109是風(fēng)向板，110是檢測室內(nèi)溫度或溫度的傳感器，112是壓縮機(jī)控制裝置，而這些都與已有技術(shù)中的構(gòu)造相同。
與已有技術(shù)不同的是有一個(gè)不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31，用來對傳感器110的輸出信號確定其不規(guī)則碎片形維數(shù)。
不規(guī)則碎片形維數(shù)是普通維數(shù)概念的推廣，并存在非整數(shù)維。不規(guī)則碎片形維數(shù)指出輸入時(shí)間序列信號的自相似性或復(fù)雜性，并且當(dāng)目標(biāo)系統(tǒng)的自由度很高而運(yùn)行情況很復(fù)雜時(shí)，維數(shù)的值就大，反之，在簡單和規(guī)則信號的情形下，維數(shù)的值就小。附帶指出，混沌態(tài)信號的不規(guī)則碎片形維數(shù)是一個(gè)非整數(shù)值。
對于由傳感器110產(chǎn)生的時(shí)間序列信號計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)，即可獲得裝有空調(diào)器房間內(nèi)的人們運(yùn)動(dòng)或進(jìn)出的信息。
舉例來說，在人們總是不規(guī)則地進(jìn)出的房間內(nèi)，對于溫度傳感器的信號輸出的不規(guī)則碎片形維數(shù)值很大，而在人們進(jìn)出較少并且有規(guī)則和在人們的活動(dòng)較少的情況下，不規(guī)則碎片形維數(shù)值很小。
因此，通過對傳感器110輸出信號來計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)，即可得到一個(gè)綜合指標(biāo)，該指標(biāo)顯示了人們進(jìn)出安裝空調(diào)器房間的頻度或人們活動(dòng)的改變。
到目前為止，已有信息維數(shù)、容量維數(shù)、相關(guān)性維數(shù)等已被提出作為不規(guī)則碎片形維數(shù)(見T.S.Paker，L.O.Chua《混沌系統(tǒng)的實(shí)用數(shù)值算法》，Springer—Verlag出版社，1989年。)在本實(shí)施例中，將結(jié)合相關(guān)性維數(shù)來解釋不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31。
相關(guān)性維數(shù)是Gassberger和Procassia在1983年提出的，并且是按下述公式用相關(guān)積分確定的。C(r)=1N*NΣi,jNH(r-|χ(i)-χ(j)|)---(6)]]>這里H代表Heaviside函數(shù)，而χ(i)是時(shí)間序列矢量，它定義如下，而N表示時(shí)間序列矢量的個(gè)數(shù)。
χ(i)＝(χ(i)，χ(i＋T)，χ(i＋2T)……，χ(i＋(d－1)T)(7)這里χ(i)是傳感器110在時(shí)間i的輸出，d表示時(shí)間序列矢量的維數(shù)，T是時(shí)延，而d，t設(shè)置在特定值上。
當(dāng)相關(guān)積分C(r)具有下述關(guān)系，D就稱之為相關(guān)性維數(shù)。
logC(r)＝Dlogr＋Q(8)這里Q是一常數(shù)。因此，為確定相關(guān)性維數(shù)，對logC(r)和logr的數(shù)據(jù)采用最小二乘法來確定比例常數(shù)D。確定出的D是相關(guān)性維數(shù)的近似值。
不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，而由傳感器110的輸出信號總是按規(guī)定的數(shù)量以時(shí)間序列存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，完成公式(6)的計(jì)算以及對logC(r)和logr進(jìn)行最小二乘計(jì)算，并確定相關(guān)性維數(shù)。
由不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31算得的不規(guī)則碎片形維數(shù)值被送入室內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置2和壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置112。如上面所提到的，當(dāng)?shù)玫降牟灰?guī)則碎片形維數(shù)值很大時(shí)，房間內(nèi)常有許多人出入并且人們的活性性改變很大，因而這時(shí)室內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置2有力地驅(qū)動(dòng)室內(nèi)風(fēng)扇108，而壓縮機(jī)控制電路112更頻繁地驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)101。反之，當(dāng)不規(guī)則碎片形維數(shù)值很小時(shí)，就輕微地驅(qū)動(dòng)室內(nèi)幾扇108和壓縮機(jī)101。
這樣，按照本實(shí)施例，采用不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31，對于由傳感器110產(chǎn)生的時(shí)間序列信號來確定不規(guī)則碎片形維數(shù)，而根據(jù)該值來控制室內(nèi)風(fēng)扇108和壓縮機(jī)101，從而致冷和致熱的強(qiáng)度以及吹出的風(fēng)量都可不斷地改變。
在本實(shí)施例中，在不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31中，把相關(guān)性維數(shù)取作為規(guī)則碎片形維數(shù)的計(jì)算方法，但是諸如信息維數(shù)和容量維數(shù)的其他維數(shù)的計(jì)算方法也可類似地被采用。再者，在本實(shí)施例中，風(fēng)向板是固定的，但是它也可以如第六實(shí)施例中那樣是活動(dòng)的，從而可以根據(jù)不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31的值來改變。
圖28是本發(fā)明第九實(shí)施例中的空氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體來說，它示出了一臺冰箱的構(gòu)造。如上面提到的空調(diào)器那樣，冰箱設(shè)計(jì)得靠通過熱交換器和毛細(xì)管來循環(huán)經(jīng)壓縮的致冷劑產(chǎn)生冷空氣來冷卻食物。
圖28中的參照數(shù)字51表示用來壓縮諸如CFC的致冷劑的壓縮機(jī)，52是冷凝器，它是將致冷劑的熱量釋放到外面來的熱交換器，53是由細(xì)銅管構(gòu)成的毛細(xì)管，用來通過一窄的通道以施加壓力，使來自冷凝器52的高壓致冷劑通過以降低致冷劑的壓力，54是蒸發(fā)器，它是一個(gè)用冷凍室中的熱量取代致冷劑的熱量的熱交換器，55是冷凍室風(fēng)扇，用來在冷凍室里攪動(dòng)冷空氣，56是冷凍室傳感器用來檢測冷凍室內(nèi)的溫度，57是冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置用來控制在蒸發(fā)器54中產(chǎn)生，從冷凍室流出并流入冷藏室的冷空氣的流量，58是冷藏室風(fēng)扇用來在冷藏室內(nèi)攪動(dòng)冷空氣，59是冷藏室傳感器用來檢測冷藏室中的溫度，60是壓縮機(jī)控制電路用來根據(jù)冷凍室傳感器56和冷藏室傳感器59的檢測結(jié)果來控制壓縮機(jī)51的輸出，61是風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路用來控制冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇58的工作，62是流入控制電路靠送一信號至冷空氣流入控制裝置57來控制冷空氣的流入，而1是混沌信號發(fā)生電路，該電路與以前一實(shí)施例中提到的相同。示意圖中的粗線表示致冷劑流經(jīng)的管道。
在這樣構(gòu)成的冰箱中，按下述步驟來冷藏和冷凍食物。
1.由壓縮機(jī)51壓縮致冷劑，置于致冷劑高溫高壓狀態(tài)。
2.在高溫高壓狀態(tài)下的致冷劑被送入冷凝器52以釋放熱量并使致冷劑液化。
3.經(jīng)冷卻的高壓液體致冷劑經(jīng)過毛細(xì)管53，從而降低致冷劑的壓力。
4.壓力降低的致冷劑在蒸發(fā)器54中蒸發(fā)。致冷劑在蒸發(fā)時(shí)要奪取汽化熱，從而蒸發(fā)器54及其周圍的空氣冷到零點(diǎn)以下。
5.經(jīng)過冷卻的空氣用冷凍室風(fēng)扇55在冷凍室內(nèi)循環(huán)，并將冷空氣送入冷藏室。然而，送入冷藏室的冷空氣是由冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置57控制的。在冷藏室中，為使冷空氣在冷藏室內(nèi)充分?jǐn)U散，使用冷藏室風(fēng)扇58。
6.在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)的致冷劑被導(dǎo)入壓縮機(jī)，從而工作回至步驟1。
在此步驟中可使食物冷卻。
在普通的冰箱中，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)總是恒定的，冷空氣只能沿相同的路徑循環(huán)，因而在冷凍室和冷藏室中產(chǎn)生不均勻的溫度分布，在同一室中同時(shí)存在過冷區(qū)域和欠冷區(qū)域。
為解決這個(gè)溫度不均勻的問題，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了沒有溫度不均勻分布的均勻冷凍和冷藏，其做法是用混沌信號來改變冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇58的旋轉(zhuǎn)。
如在第六實(shí)施例中解釋的，混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為其基本特征，并以軌跡不穩(wěn)定和不重復(fù)相同狀態(tài)為特征。因此，用混沌信號來改變冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇58的旋轉(zhuǎn)，在冷凍室和冷藏室中冷空氣的循環(huán)路徑總是在改變。在此情形下，冷空氣的循環(huán)路徑的改變是不規(guī)則的，而是遵照具有軌跡不穩(wěn)定性的混沌信號，從而使冷空氣的循環(huán)路徑隨機(jī)地改變。
由于冷空氣循環(huán)路徑作混沌狀改變，即可充分實(shí)現(xiàn)在均勻溫度下保存食物。
作為一種特殊的構(gòu)造，根據(jù)由混純信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的信號，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路61控制冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇58，從而使冷空氣流作混沌狀改變?；煦缧盘柊l(fā)生電路1與在第六實(shí)施例中的構(gòu)造相同，它或者如圖22所示那樣由電路構(gòu)成，或者用一微型計(jì)算機(jī)用計(jì)算諸如Bernoulli偏移等函數(shù)的方法來產(chǎn)生一信號。
這樣，按照本發(fā)明，采用混沌信號發(fā)生電路1靠根據(jù)混沌信號來控制冷凍室內(nèi)扇55和冷藏室風(fēng)扇58，使冷空氣在冷凍室和冷藏室中的循環(huán)路徑以各種方式改變，而在冷凍室和冷藏室中的溫度分布可以變得均勻。此外，采用混沌狀驅(qū)動(dòng)，在冷凍室和冷藏室中的溫度均勻，不需產(chǎn)生過度的冷空氣，因而電冰箱的電力消耗要比以往的節(jié)省許多。
在本實(shí)施例中，只有冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇58用混沌信號來驅(qū)動(dòng)，然而，也可根據(jù)混沌信號來控制冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置5和壓縮機(jī)51。在這種情形下比起本實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)在更均勻的溫度下保存食物。作為混沌信號，也可以采用如圖23所示的具有混沌脈寬的通/斷信號。
圖29是本發(fā)明的第十實(shí)施例中的空氣調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，示出一臺電冰箱的構(gòu)造。
在圖2a中，參照數(shù)字51是壓縮機(jī)，52是冷凝器，53是毛細(xì)管，54是蒸發(fā)器，55是冷凍室風(fēng)扇，以及56是冷凍室傳感器。至此，它們與第九實(shí)施例中的構(gòu)造相同。此外，參照數(shù)字1表示混沌信號發(fā)生電路，以及20是規(guī)則信號發(fā)生電路，這些與以前實(shí)施例中所示的相同。在本實(shí)施例中，與第九實(shí)施例的構(gòu)造所不同的是對冷藏室風(fēng)扇71、冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置72以及冷藏室傳感器73每一種都提供數(shù)件，并將它們分布和設(shè)置在冷藏室的每個(gè)支架上，還有，在此構(gòu)造中進(jìn)一步包括了多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76、多重風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路74以及多重流入控制電路75，其中多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路根據(jù)冷凍室傳感器56和冷藏室傳感器73—1至73—4的輸出來計(jì)算各個(gè)不規(guī)則碎片形維數(shù)，多重風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路74按來自冷凍室傳感器56、冷藏室傳感器73和多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76的信號，根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1或規(guī)則信號發(fā)生電路20的輸出，來控制冷凍室風(fēng)扇55和冷藏室風(fēng)扇71—1至71—4，而多重流入控制電路按來自冷凍室傳感器56、冷藏室傳感器73和多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76的信號，根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1或規(guī)則信號發(fā)生電路20的輸出來控制冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置72—1至72—4。
在前面的第九實(shí)施例中，根據(jù)保持冰箱中溫度均勻的目的來加以控制。在冰箱中，維持溫度均勻最為重要，但加以控制而只保持溫度均勻卻包含了一些問題。
舉例來說，在一充分地均勻地冷卻的冷藏室中，假設(shè)有一溫?zé)岬氖澄锓旁谝粋€(gè)架子上。在此情形下，冷藏室中的風(fēng)扇工作以使整個(gè)冷藏室溫度均勻，促使室內(nèi)溫度傳播，而在溫?zé)崾澄锏闹車鷾囟壤^續(xù)升高，因而隨著時(shí)間的推移，溫升遍及整個(gè)冷藏室，然后這一溫度升高由傳感器檢測，而從冷凍室的冷空氣增加，使整體的溫度下降，而回到放入溫?zé)崾澄锴暗臓顟B(tài)。
因此，每當(dāng)放進(jìn)一件新食物，就改變了整個(gè)冷藏室的溫度，這對于食物保存狀態(tài)將帶來不好的影響。
為解決這一問題，在本實(shí)施例中，在冷藏室的每層擱架上都設(shè)有冷藏室傳感器73、冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置72以及冷藏室風(fēng)扇71，并對每層擱架上的溫度一直在檢測，而溫度高于其他層擱架的某層擱架靠冷藏室風(fēng)扇71的規(guī)則工作而暴露于冷空氣之中，從而使該層擱架很快冷下來。當(dāng)每層擱架的溫度幾乎相等時(shí)，每個(gè)冷藏室風(fēng)扇由混沌信號驅(qū)動(dòng)，從而使冷藏室溫度保持均勻。
作為一項(xiàng)規(guī)定的工作，每層擱架上的溫度由冷藏室傳感器73—1至73—4來檢測，而將信息送入多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76。該多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76與在第八實(shí)施例中解釋過的不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路31構(gòu)造相同，不同點(diǎn)只是用了多個(gè)輸入信號。采用這個(gè)多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76，根據(jù)由冷藏室傳感器73產(chǎn)生的數(shù)據(jù)計(jì)算出了不規(guī)則碎片形維數(shù)。根據(jù)這一不規(guī)則碎片形維數(shù)，人們即可得知哪一層擱架的溫度改變較大以及溫度改變的頻度較高。因此，通過不規(guī)則碎片形維數(shù)的計(jì)算，具體說，通過計(jì)算特征量，可以顯示在每層擱架上放進(jìn)和取出食物的頻度和容積的信息。
由多重不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路76得出的每層擱架的溫度數(shù)據(jù)的不規(guī)則碎片形維數(shù)以及每層擱架上顯示的溫度數(shù)據(jù)都送入多重流入控制電路75和多重風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路74，由此驅(qū)動(dòng)和控制冷空氣流入調(diào)節(jié)電路72—1至72—4以及安裝在每層擱架上的冷藏室風(fēng)扇73—1至73—4。
作為一項(xiàng)基本的控制，利用冷空氣流入調(diào)裝置72，對于當(dāng)前溫度較高的擱架或不規(guī)則碎片形維數(shù)大的擱架將以更多的冷空氣來填充。此外，在該擱架上的冷藏室風(fēng)扇71由規(guī)則信號發(fā)生電路20驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇受控制從而將冷空氣直接引向溫?zé)崾澄?。由這一工作，可以實(shí)現(xiàn)對特別的食物作快速和局部冷卻的點(diǎn)冷卻。
另一方面，對于與目標(biāo)溫度接近的擱架或不規(guī)則碎片形維數(shù)小的擱架將暴露于較少的冷空氣流下，而冷藏室風(fēng)扇71根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1的輸出而工作，從而在整個(gè)冷藏室中獲得均勻的溫度分布。風(fēng)扇和冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際控制受多重風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路74和多重流入控制電路75影響。
這樣，冷藏室風(fēng)扇71—1至71—4、冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置72—1至72—4以及冷藏室傳感器73—1至73—4設(shè)置在冷藏室的各層擱架上，而靠將冷藏室風(fēng)扇71—1至71—4的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在混沌態(tài)和規(guī)則態(tài)之間變更，可對整個(gè)冷藏室溫度均勻的控制與對每層擱架作點(diǎn)冷卻的控制進(jìn)行變更。為對控制進(jìn)行變更，不僅要用由冷藏室傳感器73—1至73—4的輸出檢測得的當(dāng)前溫度，還要用到由傳感器輸出算得的不規(guī)則碎片形維數(shù)。因此，也能實(shí)現(xiàn)考慮到放入和取出食物容積的控制。
如同在冷藏室風(fēng)扇71—1至71—4的情形那樣，將冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置72—1至72—4的驅(qū)動(dòng)態(tài)在混沌態(tài)和規(guī)則態(tài)之間變更可以獲得類似的結(jié)果。
圖30是本發(fā)明的第十一實(shí)施例中的空氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，示出一臺電風(fēng)扇的構(gòu)造。
在圖30中，參照數(shù)字80是由螺旋漿和電動(dòng)機(jī)組成的風(fēng)扇，而81是風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路用以將電功率饋入以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和控制風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度。參照數(shù)字1是混沌信號發(fā)生電路，它與圖6中的構(gòu)造相同。
在本實(shí)施例中，與在第六實(shí)施例中相同，用混沌信號發(fā)生電路1以混沌方式改變風(fēng)扇80的旋轉(zhuǎn)速度即可實(shí)現(xiàn)均勻的空氣調(diào)節(jié)。
如也在第六實(shí)施例所解釋的，混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為其基本特征，該信號以軌跡不穩(wěn)定、不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣?。因此，按混沌信號來改變風(fēng)扇85的輸出，在室內(nèi)風(fēng)的強(qiáng)度和風(fēng)的循環(huán)路徑能經(jīng)常改變，從而實(shí)現(xiàn)均勻的空氣調(diào)節(jié)。
因此，按照本實(shí)施例，采用混沌信號發(fā)生電路1，根據(jù)信號靠控制電風(fēng)扇和風(fēng)扇80，可以用各種方式來改變風(fēng)扇的風(fēng)的強(qiáng)度以及風(fēng)的循環(huán)路徑，而房間內(nèi)的溫度分布可以變得均勻。在本實(shí)施例中，只有風(fēng)扇80的旋轉(zhuǎn)由混沌信號來改變，但如果用混沌信號來改變電風(fēng)扇的機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)，也能得到相似的結(jié)果。
圖31是本發(fā)明第十二實(shí)施例中的空氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地示出電加熱桌的構(gòu)造。
在圖31中，參照數(shù)字82是桌子，83是裝在桌子背面的加熱器，84是加熱器驅(qū)動(dòng)單元用來為加熱器83提供產(chǎn)生熱量所必需的電功率并控制加熱器83產(chǎn)生熱量的輸出，85是用來攪動(dòng)電加熱桌內(nèi)空氣的風(fēng)扇，86是風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng)和控制風(fēng)扇85，87是桌子頂板，而88是毯子。參照數(shù)字1是混沌信號產(chǎn)生電路，它與第六實(shí)施例中的構(gòu)造相同。
在此實(shí)施例中，與第六實(shí)施例中的相同，用混沌信號發(fā)生電路1使加熱器83產(chǎn)生熱量的輸出以及風(fēng)扇85的空氣流量以混沌方式改變。這樣，可以實(shí)現(xiàn)均勻加熱，如也在第六實(shí)施例中所解釋的，混沌信號有類似映象的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為其基本特征，該信號以軌跡不穩(wěn)定，以及不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣鳌Ｒ虼?，靠按照混沌信號來改變加熱?3的輸出和風(fēng)扇83的輸出，使溫度、熱空氣強(qiáng)度以及在電加熱桌中的熱空氣循環(huán)路徑總是在改變，從而實(shí)現(xiàn)均勻加熱。
這樣，按照本實(shí)施例，采用混沌信號產(chǎn)生電路1，靠根據(jù)信號來控制加熱器83和風(fēng)扇85，電加熱桌中熱空氣的強(qiáng)度和循環(huán)路徑以各種方式改變，從而可以使電加熱桌內(nèi)的溫度分布變得均勻。
附帶指出，如圖23所示的其脈沖寬度是以混沌方式改變的通/斷信號或者間歇性混沌信號可以用作混沌信號發(fā)生電路1的信號。如圖32所示的電子地毯是采用類似加熱器的加熱器具，而它的原理是相同的。在圖32中，參照數(shù)字90表示加熱器，91是由加熱器加熱的地毯，92是加熱器驅(qū)動(dòng)單元用來將產(chǎn)生熱量所必需的電功率提供給加熱器90并控制生成熱量的輸出，而1是混沌信號發(fā)生電路，與第六實(shí)施例中的相同。按照由混沌信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的混沌信號來控制加熱器90生成熱量的輸出，即可實(shí)現(xiàn)與電加熱桌相同的，不存在不均勻溫度廓線的加熱。在其他采用加熱器包括油風(fēng)扇加熱器、陶瓷風(fēng)扇加熱器、電爐以及電毯等的加熱器件中也可得到同樣的結(jié)果，靠混沌狀控制加熱器來實(shí)現(xiàn)均勻加熱。
圖33是本發(fā)明的第十三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，它具體示出一臺微波爐的構(gòu)造。
在圖33中，參照數(shù)字9101表示產(chǎn)生微波的磁控管，9102是由電源電路和用于驅(qū)動(dòng)磁控管9101的控制電路構(gòu)成的磁控管驅(qū)動(dòng)電路，9103是用來把由磁控管9101產(chǎn)生的微波導(dǎo)入盛放食物的加熱室，9104是將食物放于其上的轉(zhuǎn)盤，以及9106是攪動(dòng)風(fēng)扇，它將由波導(dǎo)9103輸出的微波加以攪動(dòng)，而上述的這些是與現(xiàn)有的微波爐相同的。與已有技術(shù)的不同的是設(shè)置了用來產(chǎn)生混沌信號的混沌信號產(chǎn)生電路1以及攪動(dòng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元2，該單元根據(jù)混沌信號發(fā)生電路1的輸出來控制攪動(dòng)風(fēng)扇9106的旋轉(zhuǎn)。
如同也在第六實(shí)施例中解釋的，混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為基本特征，該信號以軌跡不穩(wěn)定，不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣鳌Ｅc這個(gè)混沌信號成正比地旋轉(zhuǎn)微波爐的攪動(dòng)風(fēng)扇9106，而該攪動(dòng)風(fēng)扇9106以各種方式工作，因此可充分?jǐn)噭?dòng)加熱室中的微波。因此，與具有以規(guī)定速度旋轉(zhuǎn)的攪動(dòng)風(fēng)扇的普通微波爐相比，可以在加熱室中得到更為均勻的電場分布。
圖33中的混沌信號發(fā)生電路1由用來產(chǎn)生混沌信號的電路組成。舉例來說，在一特殊構(gòu)造中，可以用微型計(jì)算機(jī)來計(jì)算公式(5)以產(chǎn)生信號，或者采用如圖22中的電路。示于圖23的通/斷信號可以用作由混沌信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的混沌信號，該通/斷信號的脈沖間隔t1，t2…是混沌的時(shí)間序列信號。
圖33中的攪動(dòng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路2按正比于混沌信號發(fā)生電路1的輸出的方式來改變攪動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。由于采用攪動(dòng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元2使攪動(dòng)風(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)處于混沌態(tài)之中，攪動(dòng)風(fēng)扇可被置于各種工作狀態(tài)中。結(jié)果是，如同在揉餡餅轉(zhuǎn)換那樣，加熱室中的微波可被充分地?cái)噭?dòng)，而加熱室中的電場分布可以變得均勻。
因此，按照本實(shí)施例，用混沌信號來改變攪動(dòng)風(fēng)扇9106的旋轉(zhuǎn)速度，而如圖34所示那樣，通過把混沌信號發(fā)生電路1連接到用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤9104的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)單元3，用混沌信號來改變轉(zhuǎn)盤9104的旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)角度，也能得到相同的結(jié)果。此外，如圖35所示，通過把磁控管驅(qū)動(dòng)電路9102連接至混沌信號發(fā)生電路1，可以使產(chǎn)生的微波強(qiáng)度隨混沌信號而改變。
雖然第十三實(shí)施例涉及微波爐，但在示于圖36的電烤箱中也能得到相同的結(jié)果。圖36示出一臺電烤箱，圖中參照數(shù)字921表示在加熱室中從上方對面包加熱的上加熱器，922是從下方來加熱面包的下加熱器，923是將電功率饋至上加熱器921和下加熱器922的電源電路，924是用來控制電源電路923輸出的輸出控制電路，以及1是混沌信號發(fā)生電路，它與以前的實(shí)施例相同。在此例中，根據(jù)由混沌信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的混沌信號，輸出控制電路924對電源電路923的輸出加以控制，從而使兩個(gè)加熱器的輸出以混沌方式改變。因此，與上面的實(shí)施例相同，實(shí)現(xiàn)了均勻加熱。
圖37是本發(fā)明的第十四實(shí)施例中的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，它具體地示出一電飯煲的構(gòu)造。
在圖37中，參照數(shù)字931是一盛米和水的內(nèi)碗，932是蓋住內(nèi)碗的蓋子，933是加熱內(nèi)碗的加熱器，934是將產(chǎn)生熱量所需的電功率饋至加熱器933的電源電路，935是為改變加熱輸出而對電源電路934的輸出加以控制的輸出控制電路，而1是產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，它與在第六實(shí)施例中所用的相同。
電飯煲通過對放在內(nèi)碗中的米施行一個(gè)過程的連續(xù)的四個(gè)步驟來煮飯，這四個(gè)步驟是吸收水分，煮沸，保持煮沸以及蒸煮。因此，置于內(nèi)碗周圍(底面、側(cè)面和頂面)的加熱器根據(jù)過程的步驟以不同的輸出來對內(nèi)碗中的米加熱。
最近，開發(fā)了一種新的電飯煲，在這種電飯煲中設(shè)置了數(shù)個(gè)溫度傳感器于內(nèi)碗的內(nèi)表面外表面上，并根據(jù)由傳感器得到的溫度信息來判斷米的容量，而根據(jù)得出的容量來確定在過程的每一步驟中的加熱器的加熱輸出。
然而，加熱輸出一經(jīng)確定，在過程的每一步驟的加熱輸出就固定了，在過程中加熱器的輸出不再改變。
當(dāng)由加熱器933加熱時(shí)，在內(nèi)碗中，水(熱水)就在米粒之間循環(huán)。循環(huán)的方向主要是垂直的，而在煮沸和保持煮沸的過程上，水的循環(huán)特別劇烈。由于這種水的循環(huán)，使內(nèi)碗中的米的溫度保持均勻。
然而，通常的情形是，由于加熱器933的輸出在過程的每一步驟中是保持恒定的，水(熱水)的循環(huán)路徑根據(jù)米粒的物理結(jié)構(gòu)和加熱器的位置一經(jīng)確定，該路徑就不再改變，靠近該路徑的米煮得過熟，而離開該路徑的米煮得久熟，從而發(fā)生煮飯不均勻。
這一現(xiàn)象在煮沸和保持煮沸的步驟中特別值得注意，在這兩個(gè)步驟中，加熱輸出大而且水的循環(huán)劇烈，在加熱器位置和形狀設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)碾婏堨抑袝?huì)產(chǎn)生很顯著的煮飯不均勻。
為解決煮飯不均勻的問題，在本發(fā)明中，由混沌信號來改變加熱器933的輸出，從而實(shí)現(xiàn)沒有不均勻加熱的均勻煮飯。
如在第六實(shí)施例中所解釋的，混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為基本特征，該信號以軌跡不穩(wěn)定，不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣鳌Ｒ虼?，由于按混沌信號來改變加熱?33的輸出，使得內(nèi)碗931中的水循環(huán)經(jīng)常不斷改變。此外，水(熱水)的循環(huán)路徑是不規(guī)則的，而是遵循了具有軌跡不穩(wěn)定性的混沌信號。這樣，水的循環(huán)路徑以各種方式隨機(jī)地改變。
由于水的循環(huán)路徑如此混沌的改變，實(shí)現(xiàn)了充分均勻的煮飯。
作為一種特殊構(gòu)造，輸出控制電路935根據(jù)由混沌信號發(fā)生電路1產(chǎn)生的信號來控制電源電路934，而加熱器輸出以混沌方式改變。混沌信號發(fā)生電路1與在第六實(shí)施例中的構(gòu)造相同，可以用圖22所示的電路，或者采用以微型計(jì)算機(jī)或類似設(shè)備來計(jì)算諸如Bernoulli偏移等函數(shù)的方法來產(chǎn)生信號。
這樣，按照本實(shí)施例，采用混沌信號發(fā)生電路1，由于根據(jù)信號來控制電飯煲的加熱器933，內(nèi)碗中的水循環(huán)可以用各種方式改變，而米的溫度分布可以變得均勻。因此實(shí)現(xiàn)了沒有不均勻加熱的均勻煮飯。
附帶指出，已經(jīng)開發(fā)了一種電飯煲，它用磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈作加熱器933來對內(nèi)碗作感應(yīng)加熱。在這種電飯煲中，如果采用混沌信號發(fā)生電路1來混沌地改變加熱輸出，也能實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中的無不均勻加熱的均勻煮飯。
圖38是本發(fā)明的第十五實(shí)施例中的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，它具體示出一熱板的構(gòu)造。
在圖38中，參照數(shù)字941是將食物放在其上的金屬板，942是對金屬板941加熱的加熱器，943是將產(chǎn)生熱量所需的電功率饋至加熱器942的電源電路，944是輸出控制電路，用以控制電源電路943的輸出來改變加熱器942的熱量產(chǎn)生輸出，而1是產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，它與第六實(shí)施例中的相同。
在金屬板941的下面，如圖所示設(shè)置了多個(gè)加熱器942，當(dāng)通過電源電路943將電功率加至每個(gè)加熱器時(shí)，金屬板941就被加熱。
在普通的熱板中，如圖所示，通常把加熱器設(shè)置在金屬板的幾個(gè)位置處，而不復(fù)蓋整個(gè)金屬板表面。因此，在金屬板上發(fā)生熱量分布。
在本實(shí)施例中，與第六實(shí)施例中的相似，由于采用混沌信號產(chǎn)生電路1來混沌狀改變加熱器的加熱輸出，實(shí)現(xiàn)了均勻加熱。
如也在第六實(shí)施例中解釋的，混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為基本特征，該信號以軌跡不穩(wěn)定以及不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣?。因此，由于按照混沌信號來改變加熱?42的輸出，金屬板941的各個(gè)部分的溫度以及熱量傳播速度總是在改變，從而實(shí)現(xiàn)了均勻加熱。
這樣，按照本實(shí)施例，采用混沌信號發(fā)生電路1，由于是按照信號來控制熱板的加熱器942，金屬板上的熱量分布將以各種方式改變，而在金屬板上的溫度分布變得均勻。這樣，實(shí)現(xiàn)了不存在不均勻加熱的烹調(diào)。
示于圖23的通/斷信號(它的脈沖寬度是混沌狀態(tài)改變的)可以用作混沌信號發(fā)生電路1的信號。在這一情形中，加熱器也是被通/斷控制的，但金屬板各部分的溫度平滑地改變，這是由于金屬板有熱容量的緣故。這樣，如果采用圖23中的信號，均勻加熱是可能的。
圖39是本發(fā)明的第十六實(shí)施例中的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，它具體示出一臺電磁灶的構(gòu)造。
在圖39中，參照數(shù)字950是磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈，951是高頻電流發(fā)生電路，它由產(chǎn)生供給磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈950的高頻電流的電源電路組成，而952是輸出控制電路用來控制由高頻電流發(fā)生電路951產(chǎn)生的高頻電流輸出。圖39中的參照數(shù)字1是混沌信號發(fā)生電路，它與第六實(shí)施例中的相同。
電磁灶是這樣一種加熱炊具，由于用磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈950產(chǎn)生了交變磁場強(qiáng)度，因而有渦流在平底鍋中流過，并利用了由于平底鍋的金屬電阻而產(chǎn)生的熱量(感應(yīng)加熱)。
與第十五實(shí)施例中的熱板相似，電磁灶的問題在于加熱不十分均勻。在電磁灶中，由于平底鍋本身被加熱，因而在平底鍋上感應(yīng)出的渦流的大小和分布隨平底鍋的形狀、材料和厚度特別地，平底鍋底與主體的接觸而顯示改變。因此，在這類電磁灶中發(fā)生不均勻的烹調(diào)。
在本實(shí)施例中，與在前面的一些實(shí)施例中的相同，由于采用了混沌信號發(fā)生電路1使高頻電流發(fā)生電路951的輸出混沌狀改變，從而可以實(shí)現(xiàn)均勻的加熱和烹調(diào)。如也在第六實(shí)施例中解釋的混沌信號具有類似映射的揉餡餅轉(zhuǎn)換作為其基本特征，而該信號以軌跡不穩(wěn)定，不再重復(fù)相同的狀態(tài)改變?yōu)樘卣?。因此，由于按照混沌信號來改變高頻電流發(fā)生電路951的輸出，平底鍋的各個(gè)部分中渦流的大小以及熱傳導(dǎo)狀態(tài)一直在改變，從而能做到均勻加熱。
這樣，按照本實(shí)施例，采用混沌信號發(fā)生電路1，由于按上述信號來控制高頻電流發(fā)生電路951，在平底鍋中感應(yīng)出的渦流的大小以及熱傳導(dǎo)狀態(tài)將以各種方式改變，從而在平底鍋中的溫度分布可以變得均勻，結(jié)果實(shí)現(xiàn)了沒有不均勻加熱的均勻烹調(diào)。
附帶指出，示于圖6的通/斷信號可以用作混沌信號發(fā)生電路1的信號，而混沌地改變它的脈沖寬度可以得到相同的結(jié)果。
按照本發(fā)明，如這里所描述的，使目標(biāo)機(jī)械處于混沌態(tài)中，即可產(chǎn)現(xiàn)均勻洗濯、空氣調(diào)節(jié)、加熱或類似工作。
權(quán)利要求
1.一用以控制諸如水流和空氣流等流體的流體控制裝置，包括一控制器，用該控制器將諸如流體的位置分布、流速以及流體軌跡等特征量置于混沌態(tài)中，其做法是調(diào)節(jié)上述裝置的構(gòu)成部件中的至少一個(gè)構(gòu)成部件。
2.一用以控制諸如水流和空氣流等流體的流體控制裝置，包括用來產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生裝置，和一控制器，用該控制器將諸如流體的位置分布、流速以及流體軌跡等特征量置于混沌態(tài)中，其做法是采用由混沌信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的混沌信號。
3.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入上述中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，以及調(diào)節(jié)噴管的一個(gè)特征量，使噴射口的運(yùn)動(dòng)被置于混沌態(tài)中。
4.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入上述中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)上的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，以及構(gòu)成噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心不同于該中空環(huán)節(jié)的重心。
5.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入該中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，以及在中空環(huán)節(jié)的至少一個(gè)連接部分中設(shè)置一活動(dòng)間隙，因而每個(gè)中空環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心或重心的位置隨流體流的強(qiáng)度而改變。
6.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的，互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入上述中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，并進(jìn)一步包括用以按規(guī)定方式改變泵的施加壓力的施加壓力控制電路。
7.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括；由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，并進(jìn)一步包括產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生器，以及用以按混沌信號發(fā)生器的混沌信號來改變泵的施加壓力的施加壓力控制電路。
8.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，在至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中設(shè)置水流限制裝置，用來在中空環(huán)節(jié)中限制流體流向規(guī)定方向，以及液流強(qiáng)度隨每個(gè)中空環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)位置而改變。
9.一旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，并進(jìn)一步包括檢測噴管旋轉(zhuǎn)工作特性的傳感器，混沌特征量計(jì)算電路，用來根據(jù)傳感器檢測的數(shù)據(jù)計(jì)算混沌特征量，以及施加壓力控制電路，該電路根據(jù)在混沌特征量計(jì)算電路中算得的特征量來判斷噴管的工作狀態(tài)，并且當(dāng)噴管不工作于混沌態(tài)中時(shí)，改變泵的施加壓力，因而始終將噴管工作保持于混沌態(tài)中。
10.一種包含有在權(quán)項(xiàng)3至9中所述的任一項(xiàng)的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的洗濯機(jī)械。
11.一種包含有在權(quán)項(xiàng)3至9中所述的任一項(xiàng)的施轉(zhuǎn)噴管裝置的洗碟機(jī)。
12.一種包含有在權(quán)項(xiàng)3至9中所述的任一項(xiàng)的旋轉(zhuǎn)噴管裝置的灑水車。
13.一種旋轉(zhuǎn)噴管裝置的設(shè)計(jì)方法，該裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，所述方法包括下述步驟檢測噴管的旋轉(zhuǎn)工作特性，根據(jù)檢測得的旋轉(zhuǎn)工作特性數(shù)據(jù)計(jì)算最大Lyapunov指數(shù)，以及確定噴管特性，使最大Lyapunov指數(shù)取正值。
14.一種旋轉(zhuǎn)噴管裝置的設(shè)計(jì)方法，該裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，所述方法包括下述步驟檢測噴管的旋轉(zhuǎn)工作特性，根據(jù)檢測得的旋轉(zhuǎn)工作特性數(shù)據(jù)來計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)，以及確定噴管特性，使不規(guī)則碎片形維數(shù)為非整數(shù)。
15.一種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括產(chǎn)生空氣流來攪動(dòng)室內(nèi)空氣的風(fēng)扇，限制由風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流的流動(dòng)方向的風(fēng)向板，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來至少改變風(fēng)扇或風(fēng)向板的工作特性。
16.一種空調(diào)器包括壓縮致冷劑用的壓縮機(jī)，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變壓縮機(jī)的工作特性。
17.一種空調(diào)器包括產(chǎn)生空氣流來攪動(dòng)室內(nèi)空氣的室內(nèi)風(fēng)扇，限制由室內(nèi)風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流的流動(dòng)方向的風(fēng)向板，檢測室內(nèi)熱特性的傳感器，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，根據(jù)傳感器的輸出，產(chǎn)生一確定信號的確定信號發(fā)生電路，信號變更電路，當(dāng)從傳感器輸出得到的熱特性接近于目標(biāo)熱特性時(shí)，它給出混沌信號發(fā)生電路的輸出信號，否則它就給出確定信號產(chǎn)生電路的輸出信號，以及驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)信號變更電路的輸出來至少改變風(fēng)扇或風(fēng)向板的工作特性。
18.一種空調(diào)器包括產(chǎn)生空氣流來攪動(dòng)室內(nèi)空氣的室內(nèi)風(fēng)扇，限制由室內(nèi)風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流的流動(dòng)方向的風(fēng)向板，檢測室內(nèi)熱特性的傳感器，不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路，它對傳感器的輸出信號來計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路的輸出來至少改變風(fēng)扇或風(fēng)向板的工作特性。
19.一種冰箱包括在冰箱室內(nèi)攪動(dòng)冷空氣的風(fēng)扇，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)裝置，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出信號來改變風(fēng)扇的工作特性。
20.一種冰箱包括壓縮致冷劑的壓縮機(jī)，冷空氣流入裝置，使由熱交換器冷卻的空氣流入冰箱的室內(nèi)，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出信號來至少改變壓縮機(jī)或冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置的工作特性。
21.一種冰箱包括在冰箱室內(nèi)攪動(dòng)冷空氣的風(fēng)扇，檢測冰箱室內(nèi)熱特性的傳感器，對傳感器的輸出信號計(jì)算不規(guī)則碎片形維數(shù)的不規(guī)則形維數(shù)計(jì)算電路，驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)不規(guī)則碎片形維數(shù)計(jì)算電路的輸出來改變風(fēng)扇的工作特性。
22.一種冰箱包括在冰箱室內(nèi)攪動(dòng)冷空氣的至少一臺風(fēng)扇，使由熱交換器冷卻的空氣流入冰箱室內(nèi)的至少一個(gè)冷空氣流入裝置，冷空氣流入控制裝置，它調(diào)節(jié)每個(gè)冷空氣流入裝置中的冷空氣流入量，檢測冰箱室內(nèi)熱特性分布的至少一個(gè)傳感器，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，根據(jù)傳感器的輸出，產(chǎn)生一確定信號的確定信號發(fā)生電路，信號變更電路，當(dāng)從傳感器輸出得到的熱特性接近于目標(biāo)的熱特性時(shí)，它給出混沌信號發(fā)生電路的輸出信號，否則它就給出確定信號產(chǎn)生電路的輸出信號，以及驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)信號變更電路的輸出來至少控制風(fēng)扇或冷空氣流入調(diào)節(jié)裝置的工作特性。
23.一種電風(fēng)扇包括產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇，改變風(fēng)向的風(fēng)向改變裝置，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，驅(qū)動(dòng)控制裝置，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來至少改變風(fēng)扇或風(fēng)向改變裝置的工作特性。
24.一種用來對被加熱或被冷卻物體進(jìn)行熱交換的熱交換器，它包括控制裝置，通過調(diào)節(jié)組成熱交換器的部件中的至少一個(gè)部件，將熱交換器的熱交換特性(諸如與被加熱或被冷卻的物體的熱交換的時(shí)間改變)置于混沌態(tài)之中。
25.一種用來對被加熱或被冷卻物體進(jìn)行熱交換的熱交換器，它包括產(chǎn)生混沌信號的的混沌信號發(fā)生裝置，以及控制裝置，通過采用由混沌信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的混沌信號，將熱交換器的熱交換特性(諸如與被加熱或被冷卻的物體的熱交換的時(shí)間改變)置于混沌態(tài)之中。
26.一種加熱裝置包括產(chǎn)生熱量的加熱器，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出改變加熱器工作特性的驅(qū)動(dòng)控制裝置。
27.一種加熱桌包括裝在桌子背面的加熱器攪動(dòng)由加熱器加熱的空氣的風(fēng)扇，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及驅(qū)動(dòng)控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出至少改變加熱器或風(fēng)扇的工作特性。
28.一種電子地毯包括加熱地毯的加熱器，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，驅(qū)動(dòng)控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出改變加熱器的工作特性。
29.用來靠電磁波把能量加至物體的一種磁場控制裝置包括控制裝置，通過調(diào)節(jié)組成磁場控制裝置部件中的至少一個(gè)組成部件，來將磁場特征量(諸如電磁波的位置分布、磁通密度以及磁力線)置于混沌態(tài)中。
30.用來靠電磁波把能量加至物體的一種磁場控制裝置包括產(chǎn)生混沌信號的混沌信號產(chǎn)生裝置，以及控制裝置，通過采用混沌信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的混沌信號，來將磁場特征量(諸如電磁波的位置分布、磁通密度以及磁力線)置于混沌態(tài)中。
31.一種微波爐包括容納被加熱材料的加熱室，產(chǎn)生微波的磁控管，由電源電路組成的磁控管驅(qū)動(dòng)電路，用來驅(qū)動(dòng)磁控管，把由磁控管產(chǎn)生的微波導(dǎo)入加熱室的波導(dǎo)，在加熱室中攪動(dòng)微波的攪動(dòng)風(fēng)扇，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及攪動(dòng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)風(fēng)扇。
32.一種微波爐包括容納被加熱材料的加熱室，在加熱室內(nèi)放置和旋轉(zhuǎn)被加熱材料的轉(zhuǎn)盤，產(chǎn)生微波的磁控管，由電源電路組成的磁控管驅(qū)動(dòng)電路，用來驅(qū)動(dòng)磁控管，把由磁控管產(chǎn)生的微波引入加熱室的波導(dǎo)，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路輸出來旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤。
33.一種微波爐包括容納被加熱材料的加熱室，產(chǎn)生微波的磁控管，由電源電路組成的磁控管驅(qū)動(dòng)電路，用來驅(qū)動(dòng)磁控管，把由磁控管產(chǎn)生的微波引入加熱室的波導(dǎo)，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及磁控管控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變磁控管的輸出。
34.一種電烤箱包括容納被加熱的加熱室，對材料加熱的加熱器，以及為加熱器提供加熱所需電功率的電源電路，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及控制電路，根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變電源電路的電功率輸出以改變加熱器的熱量輸出。
35.一種電飯煲包括容納米和水的碗，置放在碗外的加熱器，為加熱器提供加熱所需的電功率的電源電路，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及輸出控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變電源電路的電功率輸出，以改變加熱器的熱量輸出。
36.一種熱板包括將材料置于其上的金屬板，放置在金屬板下面的加熱器，為加熱器提供加熱所需的電功率的電源電路，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及輸出控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變電源電路的電功率輸出，以改變加熱器的熱量輸出。
37.一種電磁灶包括磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈，用來在諸如罐和法蘭板中感應(yīng)生熱，高頻電流電生電路，它產(chǎn)生供給磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈的高頻電流，產(chǎn)生混沌信號的混沌信號發(fā)生電路，以及輸出控制電路，它根據(jù)混沌信號發(fā)生電路的輸出來改變高頻電流發(fā)生電路的輸出電流以改變磁場強(qiáng)度產(chǎn)生線圈的輸出。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)噴管裝置包括由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、中空的、互相溝通的環(huán)節(jié)組成的噴管，將流體加壓并饋入中空環(huán)節(jié)的泵，以及在噴管的至少一個(gè)中空環(huán)節(jié)中的至少一個(gè)流體噴射口，其特征在于，當(dāng)中空環(huán)節(jié)在被泵加壓的流體的力的作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，從噴射口噴出流體，以及通過調(diào)節(jié)噴管的特征量，將噴射口的運(yùn)動(dòng)置于混沌態(tài)中。
文檔編號A47L15/42GK1117601SQ9410852
公開日1996年2月28日 申請日期1994年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月22日
發(fā)明者野村博義, 若見昇, 合原一幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社