CN109124480B - 抽风设备及其控制方法、装置 - Google Patents

抽风设备及其控制方法、装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽风设备及其控制方法、装置，其中，控制方法通过抽风设备的目标风量和实际风量计算直流母线的电流目标值，通过直流母线的电流目标值对直流母线电流实际值进行调节，抽风设备的电机进行调节，以使实际风量趋近与目标风量。以实际风量和目标风量对电机的输出进行调节，可以较为稳定的保证设备的实际风量，使得设备保持较为恒定的风量，可减少由于自身运行状态，运行环境以及自身性能对使用效果的影响。

Description

抽风设备及其控制方法、装置
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，具体涉及到一种抽风设备及其控制方法、装置。
背景技术
目前，高速小型化直流电机应用越来越广泛，尤其在小型电动工具(例如手持式抽风设备如手持式吸尘器)领域，当小型化电动工具使用电池供电时，电池电压会随着使用时间的增加而逐渐下降，可能会导致在相同的档位使用性能会变差，以手持吸尘器为例，电池电压的下降，会造成吸风量减小，导致清洁能力变差。
现有技术中，通常采用恒功率控制方法提升手持吸尘器的清洁能力，所采用的手段通常为通过直流母线电压/电流调整电机的占空比，以对电机进行恒功率控制，然而，发明人发现，只是针对直流母线电压/电流对电机功率进行恒定控制，在使用的过程中，也不能够很好的保证手持吸尘器的清洁效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于如何稳定抽风设备的使用性能。
为此，根据第一方面，本发明实例提供了一种抽风设备的控制方法，包括：获取抽风设备的目标风量和实际风量；根据目标风量和实际风量得到抽风设备的直流母线电流目标值；获取直流母线电流实际值；根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对实际风量进行调节。
可选的，根据目标风量和实际风量得到抽风设备的直流母线电流目标值包括：计算目标风量和实际风量的风量差值；对风量差值进行PI调节，得到直流母线电流目标值。
可选的，根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节包括：根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值确定抽风设备的电机的占空比；根据占空比调节抽风设备的风量。
可选的，根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值确定抽风设备的电机的占空比包括：计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；根据电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节。
可选的，预设区间范围包括至少三个预设区间；根据电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节包括：当电流差值处于第一预设区间内时；第一变化量增大当前占空比；当电流差值处于第二预设区间内时；保持当前占空比；当电流差值处于第三预设区间内时；以第二变化量减小当前占空比；第一预设区间、第二预设区间、第三预设区间内的值依次减小，第二预设区间内包括零值。
可选的，根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值确定抽风设备的电机的占空比包括：计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；对电流差值进行PI调节，得到抽风设备的电机的占空比。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种抽风设备的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取抽风设备的目标风量和实际风量；计算模块，用于根据目标风量和实际风量得到抽风设备的直流母线电流目标值；第二获取模块，用于获取直流母线电流实际值；调节模块，用于根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节。
可选的，计算模块包括：第一计算的单元，用于计算目标风量和实际风量的风量差值；第一调节单元，用于对风量差值进行PI调节，得到直流母线电流目标值。
可选的，调节模块包括：确定单元，用于根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值确定抽风设备的电机的占空比；第二调节单元，用于根据占空比调节抽风设备的风量。
可选的，第一确定单元包括：第一计算子单元，用于计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；确定子单元，用于根据电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节。
可选的，预设区间范围包括至少三个预设区间；确定单元还用于：当电流差值处于第一预设区间内时，以第一变化量增大当前占空比；当电流差值处于第二预设区间内时，保持当前占空比；当电流差值处于第三预设区间内时，以第二变化量减小当前占空比；第一预设区间、第二预设区间、第三预设区间内的值依次减小，第二预设区间内包括零值。
可选的，调节模块包括：第二计算子单元，用于计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；调节子单元，用于对电流差值进行PI调节，得到抽风设备的电机的占空比。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种抽风设备，包括：风量检测装置，用于检测抽风设备风口的实际风量；电流检测装置，用于检测直流母线电流实际值；控制器，分别于风量检测装置和电流检测装置连接，包括至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行如上述第一方面任意一项描述的抽风设备的控制方法；电机，与控制器连接，用于在控制器的控制下调节实际风量。
可选的，抽风设备包括手持吸尘器。
本发明实施例提供的抽风设备及其控制方法、装置，通过抽风设备的目标风量和实际风量计算直流母线的电流目标值，通过直流母线的电流目标值对直流母线电流实际值进行调节，抽风设备的电机进行调节，以使实际风量趋近与目标风量。以实际风量和目标风量对电机的输出进行调节，可以较为稳定的保证设备的实际风量，使得设备保持较为恒定的风量，可减少由于自身运行状态，运行环境以及自身性能对使用效果的影响。
作为可选的实施例方案，通过实际目标风量和实际风量计算直流母线的电流目标值，通过直流母线的电流目标值和直流母线电流实际值进行对实际风量进行调节，相较于恒功率控制的手持吸尘器，可以使实际风量稳定，减小由于电池电压下降，过滤网积灰，电机性能以及使用环境的影响，保持更为稳定清洁能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实施例的抽风设备的控制方法的示意图；
图2示出了本实施例的抽风设备的控制装置的示意图；
图3示出了本实施例的抽风设备的示意图；
图4示出了本实施例的抽风设备中控制器的向示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前常用的当小型化电动工具使用电池供电时，电池电压会随着使用时间的增加而逐渐下降，可能会导致在相同的档位使用性能会变差，例如手持吸尘器，通常采用恒功率控制方法提升手持吸尘器的清洁能力，所采用的手段通常为通过直流母线电压/电流调整电机的占空比，以对电机进行恒功率控制，然而，发明人发现，手持吸尘器在使用的过程中，其清洁效果也会受到环境的影响，例如，手持吸尘器使用时间变长后，或者由于静电原因，其过滤网可能会积灰，集尘器室内垃圾过多，或者许清洁的空间过于狭小，等等原因，均会导致相同功率下同一吸尘器的清洁能力变差。并且只对电机进行恒功率控制，也会由于电机自身性能的差异，导致吸尘器清洁能力的差异。因此，为减小由于手持吸尘器在不同的清洁环境，自身状态(包括电池电压、过滤网积灰以及集尘器垃圾过多等)以及不同吸尘器的对清洁效果的影响，保证手持吸尘器稳定的清洁能力，因此，申请人提出一种抽风设备的控制方法，如图1，可以包括如下步骤：
S10.获取抽风设备的目标风量和实际风量。
S20.根据目标风量和实际风量得到抽风设备的直流母线电流目标值。
S30.获取直流母线电流实际值。
S40.根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节。
在具体的实施例中，获取抽风设备的目标风量可以通过设备的设定值进行获取，一般可以通过设定档位对应的风量进行获取。在获取实际风量时，可以通过风量检测装置检测抽风设备的风口的风量，风量检测装置可以为空气流量计。直流母线电流实际值可以通过电流检测模块进行检测。在本实施例中，还可以通过风速计检测风口的风速然后再根据风速和风量的关系得到实际风量。在得到目标风量和实际风量后，可以利用目标风量与实际风量计算得到抽风设备的直流母线电流目标值，具体的，可以计算目标风量和实际风量的风量差值，进行PI调节，得到直流母线电流目标值。具体的，PI调节的基本思路：
Ibus*＝Kp×(q2-q1)+Ki×q2
其中，Ibus*为直流母线电流目标值，Kp为比例系数、q2为本次目标风量与实际风量的差值、q1为上次目标风量与实际风量的差值、Ki为积分系数，比例系数和积分系数可以通过实验整定。
在得到直流母线电流目标值后，可以根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节，具体的，可以通过直流母线电流目标值对直流母线电流实际值进行闭环控制。进而对抽风设备的电机进行调节，以使实际风量趋近与目标风量。
通过抽风设备的目标风量和实际风量计算直流母线的电流目标值，通过直流母线的电流目标值对直流母线电流实际值进行调节，抽风设备的电机进行调节，以使实际风量趋近与目标风量。以实际风量和目标风量对电机的输出进行调节，可以较为稳定的保证设备的实际风量，使得设备保持较为恒定的风量，可减少由于自身运行状态，运行环境以及自身性能对使用效果的影响。抽风设备可以为手持吸尘器，通过实际目标风量和实际风量计算直流母线的电流目标值，通过直流母线的电流目标值和直流母线电流实际值进行对实际风量进行调节，相较于恒功率控制的手持吸尘器，可以使实际风量稳定，减小由于电池电压下降，过滤网积灰，电机性能以及使用环境的影响，保持更为稳定清洁能力。
在可选的实施例中，根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节可以通过直流母线电流目标值和直流母线电流实际值调节送风设备的电机的占空比，根据占空比调节抽风设备的风量，具体的，可以比较直流母线电流目标值与直流母线电流实际值的大小关系，若直流母线电流目标值大于直流母线电流实际值，则增大控制电机的信号的占空比，若直流母线电流目标值小于直流母线电流实际值，则减小控制电机的信号的占空比，若直流母线电流目标值等于直流母线电流实际值，则控制电机的信号的占空比保持不变，从而对吸尘器进行恒风量控制。
为更为精确的控制风量，在本实施例中，可以计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值，不同的电流的差值可以对应不同的占空比，具体的，根据电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节。
预设区间范围可以包括三个预设区间，可以包括五个预设区间或者更多或更少的预设区间，预设区间越多，对占空比控制越为精细，对风量控制越为精细。在本实施例中可以以五个预设区间为例进行说明：
其中，第一预设区间至第五预设区间的内的值依次减小，第三预设区间内存在零值，当电流差处于第一预设区间内时，直流母线电流目标值比直流母线电流实际值大，则以第一增量调节当前占空比，当电流差值处于第二预设区间内时，直流母线电流目标值比直流母线电流实际值大，则以第二增量调节当前占空比，其中第一增量大于第二增量；当电流差值处于第三预设区间内时，直流母线电流目标值与直流母线电流实际值较为接近，电流差值趋近与零，可以保持当前占空比，具体的第三预设区间的取值范围可以根据实际控制的精确度的需要确定。当电流差值处于第四预设区间内时，直流母线电流目标值比直流母线电流实际值小，则以第一减量调节当前占空比，当电流差值处于第五预设区间内时，直流母线电流目标值比直流母线电流实际值小，则以第二减量调节当前占空比，其中，第二减量大于第一减量。
在本实施例中，还可以以三个预设区间对占空比进行调整，当电流差值处于第一预设区间内时；以第一变化量增大当前占空比；当电流差值的绝对值处于第二预设区间内时；直流母线电流目标值与直流母线电流实际值较为接近，电流差值趋近与零，可以保持当前占空比，具体的第二预设区间的取值范围可以根据实际控制的精确度的需要确定。当电流差值处于第三预设区间内时；以第二变化量减小当前占空比；第一预设区间、第二预设区间、第三预设区间内的值依次减小，第二预设区间内包括零值。
为提升对实际风量的控制精度，在可选的实施例中，还可以通过对直流母线电流目标值与直流母线电流实际值电流差值进行PI控制，求得电机的占空比，根据求得的占空比调节电机，对实际风量进行更为精确的控制，具体的，
D＝Kp×(△Ibus2-△Ibus1)+Ki×△Ibus2
其中，D为占空比，Kp为比例系数、△Ibus2为本次直流母线电流目标值与直流母线电流实际值的电流差值、△Ibus1为上次直流母线电流目标值与直流母线电流实际值的电流差值、Ki为积分系数，其中，比例系数和积分系数通过实验整定。
本发明实施例还提供了一种抽风设备的控制装置，如图2所示，该装置包括：第一获取模块10，用于获取抽风设备的目标风量和实际风量；计算模块20，用于根据目标风量和实际风量得到抽风设备的直流母线电流目标值；第二获取模块30，用于获取直流母线电流实际值；调节模块40，用于根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对风量进行调节。
在可选的实施例中，计算模块包括：第一计算的单元，用于计算目标风量和实际风量的风量差值；第一调节单元，用于对风量差值进行PI调节，得到直流母线电流目标值。
在可选的实施例中，调节模块包括：确定单元，用于根据直流母线电流目标值和直流母线电流实际值确定抽风设备的电机的占空比；第二调节单元，用于根据占空比调节抽风设备的风量。
在可选的实施例中，确定单元包括：第一计算子单元，用于计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；确定子单元，用于根据电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节。
在可选的实施例中，预设区间范围包括至少三个预设区间；确定单元还用于：当电流差值处于第一预设区间内时，以第一变化量增大当前占空比；当电流差值处于第二预设区间内时，保持当前占空比；当电流差值处于第三预设区间内时，以第二变化量减小当前占空比；第一预设区间、第二预设区间、第三预设区间内的值依次减小，第二预设区间内包括零值。
在可选的实施例中，确定单元包括：第二计算子单元，用于计算直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；调节子单元，用于对电流差值进行PI调节，得到抽风设备的电机的占空比。
本发明实施例提供了一种抽风设备，如图3所示，该设备可以包括：风量检测装置100，用于检测抽风设备风口的实际风量；电流检测装置200，用于检测直流母线电流实际值；控制器300，分别于风量检测装置100和电流检测装置200连接，包括至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述实施例中描述的抽风设备的控制方法，电机400用于在控制器的控制下调节实际风量。
其中，控制器，如图4所示，该控制器包括一个或多个处理器41以及存储器42，图4中以一个处理器43为例。
控制器还可以包括：输入装置43和输出装置44。
处理器41、存储器42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
处理器41可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器41还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器42作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的抽风设备的控制方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的抽风设备的控制方法。
存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网络连接装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置43可接收输入的数字或字符信息，以及产生与服务器的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器42中，当被一个或者多个处理器41执行时，执行如图1所示的方法。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种抽风设备的控制方法，其特征在于，包括：
获取抽风设备的目标风量和实际风量，在获取实际风量时，包括通过风量检测装置检测抽风设备的风口的风量；
根据所述目标风量和所述实际风量得到所述抽风设备的直流母线电流目标值；
获取直流母线电流实际值；
根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值对所述实际风量进行调节；
所述根据所述目标风量和所述实际风量得到所述抽风设备的直流母线电流目标值包括：
计算所述目标风量和所述实际风量的风量差值；
对所述风量差值进行PI调节，得到所述直流母线电流目标值。
2.一种抽风设备的控制方法，其特征在于，包括：
获取抽风设备的目标风量和实际风量，在获取实际风量时，包括通过风量检测装置检测抽风设备的风口的风量；
根据所述目标风量和所述实际风量得到所述抽风设备的直流母线电流目标值；
获取直流母线电流实际值；
根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值对所述实际风量进行调节；
所述根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值对所述实际风量进行调节包括：
根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值确定所述抽风设备的电机的占空比；
根据所述占空比调节所述抽风设备的实际风量。
3.如权利要求2所述的抽风设备的控制方法，其特征在于，根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值确定所述抽风设备的电机的占空比包括：
计算所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值的电流差值；
根据所述电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与所述预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节。
4.如权利要求3所述的抽风设备的控制方法，其特征在于，所述预设区间范围包括至少三个预设区间；
所述根据所述电流差值所处的预设区间范围确定对当前占空比以与所述预设区间范围对应的占空比的变化量进行调节包括：
当所述电流差值处于第一预设区间内时；
以第一变化量增大所述当前占空比；
当所述电流差值处于第二预设区间内时；
保持所述当前占空比；
当所述电流差值处于第三预设区间内时；
以第二变化量减小所述当前占空比；
所述第一预设区间、所述第二预设区间、所述第三预设区间内的值依次减小，所述第二预设区间内包括零值。
5.如权利要求2所述的抽风设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述直流母线电流目标值和所述直流母线电流实际值确定所述抽风设备的电机的占空比包括：
计算所述直流母线电流目标值和直流母线电流实际值的电流差值；
对所述电流差值进行PI调节，得到所述抽风设备的电机的占空比。
6.一种抽风设备的控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取抽风设备的目标风量和实际风量；
计算模块，用于根据所述目标风量和所述实际风量得到所述抽风设备的直流母线电流目标值；
第二获取模块，用于获取直流母线电流实际值；
调节模块，用于根据所述直流母线电流目标值和直流母线电流实际值对所述风量进行调节。
7.如权利要求6所述的抽风设备的控制装置，其特征在于，所述计算模块包括：
第一计算的单元，用于计算所述目标风量和所述实际风量的风量差值；
第一调节单元，用于对所述风量差值进行PI调节，得到所述直流母线电流目标值。
8.一种抽风设备，其特征在于，包括：
风量检测装置，用于检测抽风设备风口的实际风量；
电流检测装置，用于检测直流母线电流实际值；
控制器，分别于所述风量检测装置和所述电流检测装置连接，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-6任意一项所述的抽风设备的控制方法；
电机，与所述控制器连接，用于在控制器的控制下调节实际风量。
9.如权利要求8所述的抽风设备，其特征在于，
所述抽风设备包括手持吸尘器。
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