CN111163543B - 一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置 - Google Patents
一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置，该方法包括：获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电，能够保证负载与谐振电容工作在谐振状态下，保证电压与电流的零相差，有效提高谐振频率的完整性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及加热控制技术领域，具体涉及一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置。
背景技术
感应加热是利用交变电磁场在磁性负载中形成的涡流与磁滞热效应。为了提高加热效率，最大化利用能量，必须实现使得负载与谐振电容工作在谐振状态下，保证电压与电流的零相差，随着负载温度的变化负载的阻抗也发生变化，要实时调整谐振频率，维持相差为零的工作状态。同时，功率器件的固有特性，也影响负载波形的正弦连续性，为此也要对谐振频率做出适当修正。
因此，如何提供一种感应加热控制方案，能够保证负载与谐振电容工作在谐振状态下，保证电压与电流的零相差，有效提高谐振频率的完整性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置，能够保证负载与谐振电容工作在谐振状态下，保证电压与电流的零相差，有效提高谐振频率的完整性。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法，包括：
获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；
比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
优选地，所述获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值，包括：
通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
优选地，所述根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形，包括：
根据数据采集标号构建负载波形，叠加重组采集到的实时负载波形，重构完整的负载波形；
利用ZN＝UN/IN计算实时阻抗，拟合ZN与f的相关曲线，找出ZN极值点；其中ZN为实时阻抗；UN为实时电压值；IN为实时电流值；f为功率电源器件的供电频率；
实时计算电压波形u(t)、电流波形i(t)的图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]；其中，
u(t)′＝u(Nm-k)-u(Nm+1-k)
i(t)′＝i(Nm-k)-i(Nm+1-k)
u(t)″＝u(Nm-k)+u(Nm+2-k)-2u(Nm+1-k)
i(t)″＝i(Nm-k)+i(Nm+2-k)-2i(Nm+1-k)
其中，m为采集到的实时电压值或实时电流值的个数，k为小于m的正整数；
结合实时电压值、实时电流值图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]，递减计算出谐振波形的左过零点，递加计算出谐振波形的右过零点，采用ó[u(t)、i(t)]判定u(t)，i(t)波形的完整率，中间插值完备的电压负载谐振波形、电流负载谐振波形。
优选地，所述比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差，包括：
拟合出电压负载谐振波形u(t)＝Usin(ωut+θu)、电流负载谐振波形i(t)＝Isin(ωit+θi)，按照修正值调整功率开关的开关频率，其中修正值Δω＝ωu-ωi＝0，Δθ＝θu-θi＝0；
将所述波形斜率的移相、所述波形极值，与原波形进行对比，再次修正波形；同时判定阻抗最小值的位置；
对所述电压负载谐振波形、所述电流负载谐振波形进行傅立叶变换，并采用布莱克曼窗口滤波，获取负载波形的频域特征值，获取基波频率，得到谐振频率；
对实时电压值、实时电流值、实时阻抗进行归一化处理，并计算出对应的的数学期望Xi和标准差Si，并根据所述数学期望、所述标准差确定最优谐振频率。
优选地，所述利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，包括：
根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
最终补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
第二方面，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制装置，包括：
电压电流获取模块，用于获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
波形拟合模块，用于根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；
差值比较模块，用于比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
电源调节模块，用于利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
优选地，所述电压电流获取模块，包括：
电流获取单元，用于通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
电压获取单元，用于通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
优选地，所述电源调节模块，包括：
固有偏差补偿单元，用于根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
死区时间补偿单元，用于补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
第三方面，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一种所述基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一种所述基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法，包括：获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电，能够保证负载与谐振电容工作在谐振状态下，保证电压与电流的零相差，有效提高谐振频率的完整性。
本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制方法及装置具有相同的上述有益效果，在此不再一一赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电流电压获取流程图；
图3为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的波形拟合流程图；
图4为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的差值比较流程图；
图5为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电源调节流程图；
图6为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电路图；
图7为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图；
图8为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图；
图9为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图；
图10为本发明一种具体实施方式提供的基于负载特性的感应加热控制设备的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。
请参考图1、图2、图3、图4、图5、图6，图1为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的流程图；图2为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电流电压获取流程图；图3为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的波形拟合流程图；图4为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的差值比较流程图；图5为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电源调节流程图；图6为本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法的电路图。
在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法，包括：
步骤S11：获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
步骤S12：根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；
步骤S13：比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
步骤S14：利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
本发明实施例具体地利用DSP并行处理，流水分级采样；时域重构波形；实时提取时域的波形特征向量，通过DFT实时获取频域的特征值；时域与频域归一化比较，获取负载谐振频率；通过适当参数的补偿，消除电子元器件的固有缺陷，有效提高谐振频率的完整性。
具体地，首先可以使用功率器件，在图示6中的+、-两点接入幅值500V、脉宽为100us的方波或正弦波信号；通过电流采集器、电压采集器，采用并行、分时数据采样，n个通道依次间隔固定时间t1延迟采集数据，提高采样频率，并对采集到的数据，标号定义按数组向量存储。
也就是说，为了获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值，可以实施以下步骤：
步骤S21：通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
步骤S22：通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
也就是说，通过电流采集器、电压采集器，采用并行、分时数据采样，n个通道依次间隔固定时间t1延迟采集数据，提高采样频率，并对采集到的数据，标号定义按数组向量存储。电流采集器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电压采集器是一种将被测电量参数转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。电压传感器用于测量电网中波形畸变较严重的电压或电流信号，也可以测量方波，三角波等非正弦波形。
进一步地，为了根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形，包括：
步骤S31：根据数据采集标号构建负载波形，叠加重组采集到的实时负载波形，重构完整的负载波形；
步骤S32：利用ZN＝UN/IN计算实时阻抗，拟合ZN与f的相关曲线，找出ZN极值点；其中ZN为实时阻抗；UN为实时电压值；IN为实时电流值；f为功率电源器件的供电频率；
步骤S33：实时计算电压波形u(t)、电流波形i(t)的图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]；
其中，
u(t)′＝u(Nm-k)-u(Nm+1-k)
i(t)′＝i(Nm-k)-i(Nm+1-k)
u(t)″＝u(Nm-k)+u(Nm+2-k)-2u(Nm+1-k)
i(t)″＝i(Nm-k)+i(Nm+2-k)-2i(Nm+1-k)
其中，m为采集到的实时电压值或实时电流值的个数，k为小于m的正整数；
步骤S34：结合实时电压值、实时电流值图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]，递减计算出谐振波形的左过零点，递加计算出谐振波形的右过零点，采用ó[u(t)、i(t)]判定u(t)，i(t)波形的完整率，中间插值完备的电压负载谐振波形、电流负载谐振波形。
更进一步地，为了比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差，可以进行以下步骤：
步骤S41：拟合出电压负载谐振波形u(t)＝Usin(ωut+θu)、电流负载谐振波形i(t)＝Isin(ωit+θi)，按照修正值调整功率开关的开关频率，其中修正值Δω＝ωu-ωi＝0，Δθ＝θu-θi＝0；
步骤S42：将所述波形斜率的移相、所述波形极值，与原波形进行对比，再次修正波形；同时判定阻抗最小值的位置；
步骤S43：对所述电压负载谐振波形、所述电流负载谐振波形进行傅立叶变换，并采用布莱克曼窗口滤波，获取负载波形的频域特征值，获取基波频率，得到谐振频率；
步骤S44：对实时电压值、实时电流值、实时阻抗进行归一化处理，并计算出对应的的数学期望Xi和标准差Si，并根据所述数学期望、所述标准差确定最优谐振频率。
具体地，可以对采集负载波形进行傅立叶变换，同时采用布莱克曼窗口滤波，获取负载波形的频域特征值。X(k)＝DFT[X(n)]，获取基波频率，判定谐振频率。在进行归一化处理时，可以采用Z-score标准化，计算出各变量的数学期望Xi和标准差Si，获取负载波形的最优谐振频率。
在上述实施例的基础上，本实施例中为了利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，可以记性以下步骤：
步骤S51：根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
步骤S52：最终补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制方法，利用DSP并行处理，流水分级采样；时域重构波形；实时提取时域的波形特征向量，通过DFT实时获取频域的特征值；时域与频域归一化比较，获取负载谐振频率；通过适当参数的补偿，消除电子元器件的固有缺陷，有效提高谐振频率的完整性。
请参考图7、图8、图9，图7为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图；图8为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图；图9为本发明实施例提供的一种基于负载特性的感应加热控制装置的组成示意图。
在本发明又一具体实施方式中，本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制装置700，包括：
电压电流获取模块710，用于获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
波形拟合模块720，用于根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；
差值比较模块730，用于比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
电源调节模块740，用于利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
优选地，所述电压电流获取模块710，包括：
电流获取单元711，用于通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
电压获取单元712，用于通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
优选地，所述电源调节模块740，包括：
固有偏差补偿单元741，用于根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
死区时间补偿单元742，用于补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
请参考图10，图10为本发明一种具体实施方式提供的基于负载特性的感应加热控制设备的结构示意图。
本发明实施例提供一种基于负载特性的感应加热控制设备1000，包括：
存储器1010，用于存储计算机程序；
处理器1020，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一种实施例所述的基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种实施例所述的基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种基于负载特性的感应加热控制方法，其特征在于，包括：
获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；包括：
根据获取的电压数据和电流数据获得负载波形，叠加重组实时负载波形，
重构完整的负载波形；
利用ZN＝UN/IN计算实时阻抗，拟合ZN与f的相关曲线，找出ZN极值点；其中ZN为实时阻抗；UN为实时电压值；IN为实时电流值；f为功率电源器件的供电频率；
实时计算电压波形u(t)、电流波形i(t)的图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]；其中，
u(t)′＝u(Nm-k)-u(Nm+1-k)
i(t)′＝i(Nm-k)-i(Nm+1-k)
u(t)″＝u(Nm-k)+u(Nm+2-k)-2u(Nm+1-k)
i(t)″＝i(Nm-k)+i(Nm+2-k)-2i(Nm+1-k)
其中，m为采集到的实时电压值或实时电流值的个数，k为小于m的正整数；
结合实时电压值、实时电流值图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]，递减计算出谐振波形的左过零点，递加计算出谐振波形的右过零点，采用ó[u(t)、i(t)]判定u(t)，i(t)波形的完整率，中间插值完备的电压负载谐振波形、电流负载谐振波形；
比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
2.根据权利要求1所述的感应加热控制方法，其特征在于，
所述获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值，包括：
通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
3.根据权利要求1所述的感应加热控制方法，其特征在于，
所述比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差，包括：
拟合出电压负载谐振波形u(t)＝Usin(ωut+θu)、电流负载谐振波形i(t)＝Isin(ωit+θi)，按照修正值调整功率开关的开关频率，其中修正值Δω＝ωu-ωi＝0，Δθ＝θu-θi＝0；
将波形斜率的移相、波形极值，与原波形进行对比，再次修正波形；同时判定阻抗最小值的位置；
对所述电压负载谐振波形、所述电流负载谐振波形进行傅立叶变换，并采用布莱克曼窗口滤波，获取负载波形的频域特征值，获取基波频率，得到谐振频率；
对实时电压值、实时电流值、实时阻抗进行归一化处理，并计算出对应的数学期望Xi和标准差Si，并根据所述数学期望、所述标准差确定最优谐振频率。
4.根据权利要求1至3任一项所述的感应加热控制方法，其特征在于，
所述利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，包括：
根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
最终补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
5.一种基于负载特性的感应加热控制装置，其特征在于，包括：
电压电流获取模块，用于获取感应加热负载两端的实时电压值、流过所述感应加热负载的实时电流值；
波形拟合模块，用于根据实时电压值拟合出所述感应加热负载的电压波形；根据实时电流值拟合出所述感应加热负载的电流波形；包括：
根据获取的电压数据和电流数据获得负载波形，叠加重组实时负载波形，重构完整的负载波形；
利用ZN＝UN/IN计算实时阻抗，拟合ZN与f的相关曲线，找出ZN极值点；其中ZN为实时阻抗；UN为实时电压值；IN为实时电流值；f为功率电源器件的供电频率；
实时计算电压波形u(t)、电流波形i(t)的图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]；其中，
u(t)′＝u(Nm-k)-u(Nm+1-k)
i(t)′＝i(Nm-k)-i(Nm+1-k)
u(t)″＝u(Nm-k)+u(Nm+2-k)-2u(Nm+1-k)
i(t)″＝i(Nm-k)+i(Nm+2-k)-2i(Nm+1-k)
其中，m为采集到的实时电压值或实时电流值的个数，k为小于m的正整数；
结合实时电压值、实时电流值图形特征值、波形斜率u(t)′、i(t)′，波形的极值u(t)″、i(t)″,波形的歧变ó[u(t)、i(t)]，递减计算出谐振波形的左过零点，递加计算出谐振波形的右过零点，采用ó[u(t)、i(t)]判定u(t)，i(t)波形的完整率，中间插值完备的电压负载谐振波形、电流负载谐振波形；
差值比较模块，用于比较所述电压波形与所述电流波形，得到所述电压波形与所述电流波形的频率差、相位差；
电源调节模块，用于利用所述频率差、所述相位差对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内；其中所述功率电源器件用于对所述感应加热负载供电。
6.根据权利要求5所述的感应加热控制装置，其特征在于，
所述电压电流获取模块，包括：
电流获取单元，用于通过电流采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每预设时间间隔采集电压数据，并将采集到的电压数据编号按照数组向量存储；
电压获取单元，用于通过电压采集器，采用并行、分时数据采样，通过n个通道依次每所述预设时间间隔采集电流数据，并将对采集到的电流数据编号按照数组向量存储，其中n为正整数。
7.根据权利要求5所述的感应加热控制装置，其特征在于，
所述电源调节模块，包括：
固有偏差补偿单元，用于根据时域与频域中的波形歧变值ó[u(t)、i(t)]，修正电子器件固有偏差，补偿电子元器件误差；
死区时间补偿单元，用于补偿电子器件信号延迟与功率管互补工作的死区时间，获得实际负载谐振工作频率,对功率电源器件进行调节，以使得所述频率差、所述相位差减小到预设范围值内。
8.一种基于负载特性的感应加热控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述基于负载特性的感应加热控制方法的步骤。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0405611A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Induction heating cooker |
| CN104244479A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 用于风机轴承拆装的柔性感应加热电源及其控制方法 |
| CN105517217A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-04-20 | 广州市铭慧机械股份有限公司 | 一种单片机控制高频感应加热电源 |
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