CN113250943B - 用于控制变频压缩机的方法及装置、变频压缩机、温控设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及温度调节装置技术领域，公开一种用于控制变频压缩机的方法，变频压缩机包括控制器，控制器被配置为输出变频压缩机运行所需的频率波形，方法包括：获取变频压缩机的目标运行频率；根据函数方程得到控制器的寄存器值，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。本申请利用函数方程和目标运行频率得到控制器的寄存器值，并控制变频压缩机以与寄存器值对应的频率波形运行，使寄存器值所对应的实际运行频率与目标运行频率更加接近，从而提升变频压缩机的控制精度。本申请还公开一种用于控制变频压缩机的装置、变频压缩机、温控设备。

Description

用于控制变频压缩机的方法及装置、变频压缩机、温控设备

技术领域

本申请涉及温度调节装置技术领域，例如涉及一种用于控制变频压缩机的方法及装置、变频压缩机、温控设备。

背景技术

压缩机在制冷行业中应用非常广泛，如家用冰箱，医疗冷柜等，在一些控温要求精确、节能的产品中会用到变频压缩机，变频压缩机通过接收主控板发来的特定频率信号来实现变频。

温控设备中常使用压缩机实现温度控制，有些产品例如生物培养箱对控温精度要求非常严格，波动度往往要求到了±0.1。这就对主控板发出的频率信号的精度有了高标准要求。目前控制器如单片机的频率输出通常采用查表法，即列出单片机内部PSC（Pre-Scaler预分频器）的寄存器值与输出的频率的对应关系，通过查表确定输出频率。

然而查表法元素有限，不在表中的频率需要通过目标频率的上下频率点作直线求斜率，再求出相应的PSC寄存器值（PSC值），最后通过写入该PSC寄存器值输出相应的频率。例如，50Hz对应的PSC寄存器值为1730，60Hz对应的PSC寄存器值为1442，如果想输出50Hz就对PSC寄存器写入值1730；如果想输出60Hz就写入值1442；想输出中间值，如Fx=55Hz时，就需要通过两点拟合线性直线的方法求对应的PSC值，设Fx对应的PSC值为PSCx，(PSC2-PSC1)/(F2-F1)=(PSCx-PSC1)/(Fx-F1)，其中(PSC1,F1)和(PSC2,F2)为已知的两个点，这里PSC1=1730，F1=50，PSC2=1442，F2=60，带入上式能得到对象PSCx=1586。但是单片机输出频率与单片机的PSC寄存器值的关系并非是线性的，也就是说当我们PSC寄存器值写入1586时候，输出的频率与目标频率55Hz可能存在较大误差。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：通过目前方式得到的寄存器值所对应的实际运行频率与目标运行频率存在较大误差，从而影响压缩机控制精度。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于控制变频压缩机的方法及装置、变频压缩机、温控设备，以解决目前方式得到的寄存器值所对应的实际运行频率与目标运行频率存在较大误差，从而影响压缩机控制精度的技术问题。

在一些实施例中，变频压缩机包括控制器，控制器被配置为输出变频压缩机运行所需的频率波形，用于控制变频压缩机的方法包括：

获取变频压缩机的目标运行频率；

根据函数方程得到控制器的寄存器值，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；

控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。

在一些实施例中，用于控制变频压缩机的装置包括：

获取模块，被配置为获取变频压缩机的目标运行频率；

处理模块，被配置为根据函数方程得到控制器的寄存器值，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；

控制模块，被配置为控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。

在一些实施例中，用于控制变频压缩机的装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行如前述实施例提供的用于控制变频压缩机的方法。

在一些实施例中，变频压缩机包括如前述实施例提供的用于控制变频压缩机的装置。

在一些实施例中，温控设备包括如前述实施例提供的变频压缩机。

本公开实施例提供的用于控制变频压缩机的方法及装置、变频压缩机、温控设备，可以实现以下技术效果：利用基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到的函数方程以及变频压缩机的目标运行频率，得到控制器的寄存器值，变频压缩机以与寄存器值对应的频率波形运行，这样寄存器值所对应的实际运行频率与目标运行频率更加接近。通过本申请能够降低压缩机实际运行频率与目标运行频率之间的误差，提升变频压缩机的控制精度。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于控制变频压缩机的方法的示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于控制变频压缩机的方法的示意图；

图3是本公开实施例提供的一个用于控制变频压缩机的装置的示意图；

图4是本公开实施例提供的另一个用于控制变频压缩机的装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于控制变频压缩机的方法，变频压缩机包括控制器，控制器被配置为输出变频压缩机运行所需的频率波形，方法包括：

S10、获取变频压缩机的目标运行频率；

S20、根据函数方程得到控制器的寄存器值，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；

S30、控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。

本公开实施例可以提供一种根据函数方程和目标运行频率得到寄存器值，并依据寄存器值对应的频率波形控制变频压缩机运行的方案。具体地，可以获得目标运行并根据函数方程得到控制器的寄存器值，其中，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到，然后控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。

本公开实施例利用基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到的函数方程以及变频压缩机的目标运行频率，得到控制器的寄存器值，变频压缩机以与寄存器值对应的频率波形运行，这样变频压缩机的实际运行频率与目标运行频率更加接近。通过本申请能够降低压缩机实际运行频率与目标运行频率之间的误差，提升变频压缩机的控制精度。

变频压缩机是指相对转速恒定的压缩机而言，通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续调节，能连续改变输出能量的压缩机。变频控制器的原理是将电网中的交流电转换成方波脉冲输出。通过调节方波脉冲的频率（即调节占空比），就可以控制驱动压缩机的电机转速。频率越高，转速也越高。目标运行频率是指期望变频压缩机实际运行时所具有的频率。

作为一种示例，目标运行频率可以是用户设定的变频压缩机运行频率。例如，用户设定变频压缩机运行频率为55Hz，则目标运行频率为55Hz。

需要说明的是，用户通常直接设定的参数是目标温度而不是压缩机运行频率，目标温度即室内温度调节后的最终值，此时，可以将目标温度转换成目标运行频率。例如，用户设定将室内温度调节至25℃，则根据25℃以及可调节的温度范围转换成功率百分比，再结合压缩机的最大转速频率以及最小启动频率，可以得到目标运行频率。

作为一种示例，目标运行频率可以是预先设定的运行频率。例如，变频压缩机预先设定的运行频率为60Hz，则目标运行频率为60Hz。对于变频压缩机，其运行频率可发生变化，可预先设置运行频率，例如预先设置初始运行频率为55Hz，然后变化至60Hz、65Hz、70Hz....等，则目标运行频率对应预先设置的运行频率进行变化。

从目标运行频率到输出频率波形的过程为，控制器接收目标运行频率的信号，然后根据函数方程将目标运行频率转换成寄存器值，控制器中的寄存器中存储有寄存器值对应的频率波形，根据寄存器值确定频率波形后，可以通过控制器的IO口输出该频率波形，然后变频压缩机按照该频率波形运行。

作为一种示例，可以设置一个读取单元获取变频压缩机的目标运行频率。这样，能够获取变频压缩机的目标运行频率，以供后续步骤利用。

本公开实施例还设置了函数方程，从而能够根据目标运行频率计算得到更加准确的寄存器值。该函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到。关于寄存器值与目标运行频率的对应关系，可以以寄存器值为横坐标，目标运行频率为纵坐标，根据实际情况得到多个离散的点。采用最小二乘法能够对这些离散的点进行拟合，得到较为准确的函数方程，以表达多个离散点的关系。

关于最小二乘法，可以设置一元多次方程式，然后得到该方程式的方差表达式，将方差表达式求偏导数，在偏导数为零时，代表误差值最小，此时将将多个离散的点的坐标代入，能够得到该一元多次方程式的常数，从而得到一元多次方程式。

在一些实施例中，函数方程的因变量为寄存器值，自变量为目标运行频率。寄存器值是随着目标运行频率而变化的，通过这样设置，能够根据获取的目标运行频率的数值，通过计算得到寄存器值。控制器根据寄存器值能够进一步匹配到对应的频率波形，然后输出。

在一些实施例中，函数方程为一元五次方程。函数方程的次数与元数越多，其曲线越贴近真实值，但考虑到压缩机频率输出这个应用场景，采用一元五次方程得到的输出精度足够。结合图2所示，在一些实施例中，控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行包括：

S31、从预设库中匹配与寄存器值所对应的频率波形；

S32、控制变频压缩机按照频率波形运行。

本公开实施例能够根据寄存器值从预设库中匹配相应的频率波形输出，使变频压缩机按照该频率波形运行。该频率波形对应的实际运行频率与目标运行频率较为贴近，从而提升对变频压缩机的控制精度。

预设库是预先设定的库，包含多个寄存器值以及与各个寄存器值对应的频率波形。预设库可以设置在寄存器内，在寄存器接收到寄存器值后，能够从预设库中进行匹配，找到该寄存器值对应的频率波形。

在一些实施例中，获取变频压缩机的目标运行频率包括：

获取对被控对象调节的目标温度；

根据所述目标温度与所述被控对象的实际温度确定功率百分比；

根据功率百分比以及变频压缩机的最大运行频率和最小启动频率确定目标运行频率。

本公开实施例根据对被控对象调节的目标温度，通过一系列转换得到变频压缩机的目标运行频率，使目标运行频率的获取更加容易。被控对象是指需要被调节温度的对象，可以是室内空气、温控箱、生物培养箱等；目标温度代表想要将被控对象调节到的最终温度。被控对象的实际温度代表被控对象在被调节温度前的温度，例如室内环境温度、温控箱的温度、生物培养箱的温度等。

目标温度与被控对象的实际温度的差值，代表变频压缩机的功率百分比，该功率百分比也代表目标运行频率与最大运行频率和最小启动频率之差比值。目标温度可以是用户设定的温度。

目标温度与被控对象的实际温度的差值越大，变频压缩机所需要的功率就越大，例如，当前生物培养箱的箱体温度为25度，用户设置了-10度，此时差值为35度，控制器内部判断这个差值较大，要输出100%的功率；当温度下降到了0度，此时就不需要那么大的功率了，控制器做出判断后就输出了50%的功率；当温度逐渐接近设定值的时候，变频压缩机的功率逐渐减小。

作为一种示例，目标运行频率=（最大运行频率-最小启动频率）*功率百分比。这样，能够通过功率百分比以及变频压缩机的最大运行频率和最小启动频率计算得到目标运行频率。

结合图3所示，本公开实施例还提供了一种用于控制变频压缩机的装置，包括：

获取模块200，被配置为获取变频压缩机的目标运行频率；

处理模块300，被配置为根据函数方程得到控制器的寄存器值，函数方程基于寄存器值与目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；

控制模块400，被配置为控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行。

本公开实施例提供的装置，通过获取模块200获取变频压缩机的目标运行频率，并通过处理模块300对目标运行频率进行转换得到寄存器值，最终由控制模块400控制变频压缩机按照与寄存器值对应的频率波形运行，这样能够使变频压缩机的实际运行频率与目标运行频率更加接近，降低实际运行频率与目标运行频率之间的误差，从而提升变频压缩机控制精度。

本公开实施例还提供了一种用于控制变频压缩机的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行如前述任一项实施例提供的用于控制变频压缩机的方法。

结合图4所示，本公开实施例提供一种用于控制变频压缩机的装置，包括处理器（processor）100和存储器（memory）101。可选地，该装置还可以包括通信接口（Communication Interface）102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于控制变频压缩机的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于控制变频压缩机的方法。

存储器101可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、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例还提供了一种变频压缩机，包括如前述实施例提供所述的用于控制变频压缩机的装置。

本公开实施例的变频压缩机，通过该用于控制变频压缩机的装置，能够精确调节其运行频率，相比现有的变频压缩机，其实际运行频率更贴近目标运行频率，从而提升了变频压缩机的控制精度。

本公开实施例还提供了一种温控设备，包括如前述实施例提供所述的变频压缩机。

本公开实施例的温控设备，通过采用该变频压缩机，能够使温度调节更加精确，适用于对温度调节要求严格的场合中，例如应用于生物培养箱中，能够提升培养效果。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于控制变频压缩机的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于控制变频压缩机的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”（a）、“一个”（an）和“所述”（the）旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”（comprise）及其变型“包括”（comprises）和/或包括（comprising）等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品（包括但不限于装置、设备等），可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (6)

1.一种用于控制变频压缩机的方法，其特征在于，所述变频压缩机包括控制器，所述控制器被配置为输出所述变频压缩机运行所需的频率波形，所述方法包括：

获取所述变频压缩机的目标运行频率；

根据函数方程得到所述控制器的寄存器值，所述函数方程基于所述寄存器值与所述目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；

控制所述变频压缩机按照与所述寄存器值对应的频率波形运行；

其中，所述函数方程的因变量为寄存器值，自变量为目标运行频率；所述函数方程为一元五次方程；

所述控制所述变频压缩机按照与所述寄存器值对应的频率波形运行包括：

从预设库中匹配与所述寄存器值所对应的频率波形；

控制所述变频压缩机按照所述频率波形运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述变频压缩机的目标运行频率包括：

获取对被控对象调节的目标温度；

根据所述目标温度与所述被控对象的实际温度确定功率百分比；

根据所述功率百分比以及所述变频压缩机的最大运行频率和最小启动频率确定所述目标运行频率。

3.一种用于控制变频压缩机的装置，其特征在于，包括：

获取模块，被配置为获取所述变频压缩机的目标运行频率；

处理模块，被配置为根据函数方程得到控制器的寄存器值，所述函数方程基于所述寄存器值与所述目标运行频率的对应关系并采用最小二乘法得到；所述函数方程的因变量为寄存器值，自变量为目标运行频率；所述函数方程为一元五次方程；

控制模块，被配置为控制所述变频压缩机按照与所述寄存器值对应的频率波形运行；所述控制所述变频压缩机按照与所述寄存器值对应的频率波形运行包括：从预设库中匹配与所述寄存器值所对应的频率波形；控制所述变频压缩机按照所述频率波形运行。

4.一种用于控制变频压缩机的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1或2所述的用于控制变频压缩机的方法。

5.一种变频压缩机，其特征在于，包括如权利要求3或4所述的用于控制变频压缩机的装置。

6.一种温控设备，其特征在于，包括如权利要求5所述的变频压缩机。