CN108843608A - 一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统 - Google Patents

一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统 Download PDF

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敬仕林
庞凤山
张君明
杨昆
邬祥俊
郭芷旗
朱小平
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Abstract

本发明涉及一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其用户选择初始风量，主控制器接收选择的功能后，输出控制信号控制直流电机的转速并通过风道组件的出风口输出实际出风量，风量传感器检测出风口风量，并将实际出风量输入到比较器，比较器将实际出风量与初始风量进行比较，当实际出风量不等于初始风量时，通过控制算法模块反馈补偿风量至主控制器，主控制器输出控制信号W2控制直流电机转速，输出稳定风量。本控制系统实时检测出风量，反馈回控制系统，利用控制算法模块调节电机转速，实现风速自动补偿的闭环控制；也解决了塔扇放在角落或者墙边，挡住部分进风口，导致不同送风角度出风量不均情况。

Description

一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统
技术领域
本发明涉及一种风速补偿闭环控制系统，尤其涉及一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统。
背景技术
一种塔扇，通过控制风道组件转动，实现水平方向不同角度送风的功能，在风道组件转动过程中，进风口大小会随着变化，造成输出风量不稳定，风声忽大忽小产生噪音，影响舒适性和降低用户体验。为此研发不同送风角度自动补偿风速的闭环控制系统。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统。本控制系统实时检测出风量，反馈回控制系统，利用控制算法模块调节电机转速，实现风速自动补偿的闭环控制；本控制系统也解决了塔扇放在角落或者墙边，挡住部分进风口，导致不同送风角度出风量不均情况。
为了解决以上问题本发明采用了如下技术方案：一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，包括主控制器、直流电机、风量传感器、比较器、控制算法模块；用户选择初始风量F0，主控制器接收选择的功能后，输出控制信号W1控制直流电机的转速并通过风道组件的出风口输出实际出风量F1，风量传感器检测出风口风量，并将实际出风量F1输入到比较器，比较器将实际出风量F1与初始风量F0进行比较，当实际出风量F1不等于初始风量F0时，通过控制算法模块反馈补偿风量F2至主控制器，主控制器输出控制信号W2控制直流电机转速，输出稳定风量。
作为本发明的优先方案，所述控制算法模块采用以下控制算法：风扇实时分量F1作为负反馈，与初始风量F0，通过比较器得到系统风量误差△F＝F0-F1；
对系统风量误差△F进行积分，输出积分控制量D0＝Ki△F，其中Ki为积分控制参数；
通过连续两次采集的反馈风量F1(n)，F1(n-1)作为比例输出信号控制量D1＝Kp(F1(n)-F1(n-1))，其中Kp是比例控制参数；
将积分控制量D0和比例输出信号控制量D1做差，可以得出内部风量参考值D2＝D0-D1；
最后微分反馈信号控制量D3＝Kd(F1(n)-F1(n-1))，将内部风量参考值与微分反馈信号叠加，可以得出电机控制信号W(n)＝D2(n)-D3(n)，其中Kd是比例控制参数。
作为本发明的另一种技术方案，所述的风量传感器用于检测进风口风量。
作为本发明的进一步限定，所述的出风口包括风口N0、风口N2、风口N3；风口N2至风口N3内设有N个片段，N≥1。
作为本发明的进一步限定，所述的片段为连续的片段，或非连续的片段或一整块片段。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本控制系统根据风量传感器检测不同送风角度风量，反馈回控制系统，自动调节电机转速,输出稳定风量。本控制系统通过合理的闭环控制方法实现出风量稳定，解决风扇在摇头过程中，因进风口大小变化导致风声忽大忽小的问题，提高出风质量和提升用户体验。
附图说明
图1为基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统的系统框图。
图2为风道组件运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，包括主控制器、直流电机、风量传感器、比较器、控制算法模块；用户选择初始风量F0，主控制器接收选择的功能后，输出控制信号W1控制直流电机的转速并通过风道组件的出风口输出实际出风量F1，风量传感器检测出风口风量，并将实际出风量F1输入到比较器，比较器将实际出风量F1与初始风量F0进行比较，当实际出风量F1不等于初始风量F0时，通过控制算法模块反馈补偿风量F2至主控制器，主控制器输出控制信号W2控制直流电机转速，输出稳定风量。
所述控制算法模块采用以下控制算法：风扇实时分量F1作为负反馈，与初始风量F0，通过比较器得到系统风量误差△F＝F0-F1；
对系统风量误差△F进行积分，输出积分控制量D0＝Ki△F，其中Ki为积分控制参数；
通过连续两次采集的反馈风量F1(n)，F1(n-1)作为比例输出信号控制量D1＝Kp(F1(n)-F1(n-1))，其中Kp是比例控制参数；
将积分控制量D0和比例输出信号控制量D1做差，可以得出内部风量参考值D2＝D0-D1；
最后微分反馈信号控制量D3＝Kd(F1(n)-F1(n-1))，将内部风量参考值与微分反馈信号叠加，可以得出电机控制信号W(n)＝D2(n)-D3(n)，其中Kd是比例控制参数。
如图2所示，所述的出风口包括风口N0、风口N2、风口N3；风口N2至风口N3内设有片段A至片段E。
本实例风道组件可以在风口N0至风口N3角度范围内转动。塔扇待机时风道组件转动至风口N0位置，此时风道关闭，无风量输出。塔扇正常工作时可以在风口N1至风口N3角度范围内多角度送风。
当风道转至风口N1至风口N2角度范围时，进风口进风正常，输出风量稳定，各档位实际输出转速即电机各档位额定或设定的转速。
当风道转至风口N2至风口N3角度范围时(片段A至E)，进风口变小，输出风量变小，为输出稳定的风量，需利用以上控制系统自动根据风量补偿电机转速，输出稳定风速。
本控制系统是因进风口变小而补偿转速，也适用于出风口变小的情况
本实例补偿送风的角度范围是连续的片段(片段A至E)，也可用于非连续的片段(如片段A和片段E)。
本实例补偿送风在风口N2至风口N3角度范围，也可以是风口N1至风口N3整个送风角度范围内的任意某一段范围。
本实例补偿送风的角度范围是连续的片段(片段A至E)，也可以是塔扇放在角落或者墙边等，挡住部分进风口，导致不同送风角度出风量不均情况
本实例风速传感器检测出风口风量，进行反馈控制，也可以检测进风口风量进行反馈控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，包括主控制器、直流电机、风量传感器、比较器、控制算法模块；用户选择初始风量F0，主控制器接收选择的功能后，输出控制信号W1控制直流电机的转速并通过风道组件的出风口输出实际出风量F1，风量传感器检测出风口风量，并将实际出风量F1输入到比较器，比较器将实际出风量F1与初始风量F0进行比较，当实际出风量F1不等于初始风量F0时，通过控制算法模块反馈补偿风量F2至主控制器，主控制器输出控制信号W2控制直流电机转速，输出稳定风量。
2.根据权利要求1所述的一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，所述控制算法模块采用以下控制算法：风扇实时分量F1作为负反馈，与初始风量F0，通过比较器得到系统风量误差△F＝F0-F1；
对系统风量误差△F进行积分，输出积分控制量D0＝Ki△F，其中Ki为积分控制参数；
通过连续两次采集的反馈风量F1(n)，F1(n-1)作为比例输出信号控制量D1＝Kp(F1(n)-F1(n-1))，其中Kp是比例控制参数；
将积分控制量D0和比例输出信号控制量D1做差，可以得出内部风量参考值D2＝D0-D1；
最后微分反馈信号控制量D3＝Kd(F1(n)-F1(n-1))，将内部风量参考值与微分反馈信号叠加，可以得出电机控制信号W(n)＝D2(n)-D3(n)，其中Kd是比例控制参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，所述的风量传感器用于检测进风口风量。
4.根据权利要求1所述的一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，所述的出风口包括风口N0、风口N2、风口N3；风口N2至风口N3内设有N个片段，N≥1。
5.根据权利要求3所述的一种基于不同送风角度风速补偿闭环控制系统，其特征在于，所述的片段为连续的片段，或非连续的片段或一整块片段。
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