CN114357753A - 一种可用于冲牙器的稳压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于冲牙器的稳压控制系统，包括：确定模块，用于确定冲牙器包括的水泵的工作周期；第一获取模块，用于获取冲牙器包括的水泵与电机之间的传动参数；第二获取模块，用于根据所述工作周期及所述传动参数，计算出电机的转速，并判断是否在预设转速范围内；在确定所述转速不在预设转速范围内时，获取电机的当前电压值；第一计算模块，用于根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数；调节模块，用于根据所述调节参数对所述当前电压值进行调节。提高水压控制精度，增强冲感体验。

Description

一种可用于冲牙器的稳压控制系统

技术领域

本发明涉及冲牙器技术领域，特别涉及一种可用于冲牙器的稳压控制系统。

背景技术

冲牙器是一种清洁口腔的清洁工具，可以通过脉冲水流冲击的方式来清洁牙齿和牙缝。冲牙器的电池的状态，会导致电机的输出功率难以稳定，进而导致冲牙器的输出水压难以维持稳定，影响用户体验。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种可用于冲牙器的稳压控制系统，提高水压控制精度，增强冲感体验。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种可用于冲牙器的稳压控制系统，包括：

确定模块，用于确定冲牙器包括的水泵的工作周期；

第一获取模块，用于获取冲牙器包括的水泵与电机之间的传动参数；

第二获取模块，用于根据所述工作周期及所述传动参数，计算出电机的转速，并判断是否在预设转速范围内；在确定所述转速不在预设转速范围内时，获取电机的当前电压值；

第一计算模块，用于根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数；

调节模块，用于根据所述调节参数对所述当前电压值进行调节。

根据本发明的一些实施例，所述确定模块，包括：

采集模块，用于采集预设时间段内冲牙器包括的水泵的活塞在运动过程中的磁场强度变化数据及抖动值变化数据；

第一分析模块，用于对所述磁场强度变化数据进行分析，确定出现极大值的次数；根据出现极大值的次数及预设时间段，计算出第一周期；

第二分析模块，用于对所述抖动值变化数据进行分析，确定若干个抖动峰值；分别计算相邻两个抖动峰值对应的时刻之间的差值，得到若干个差值，计算得到平均差值，作为第二周期；

第二计算模块，用于根据所述第一周期及所述第二周期，计算出冲牙器包括的水泵的工作周期。

根据本发明的一些实施例，所述传输参数包括传动比。

根据本发明的一些实施例，所述第二获取模块，包括：

降噪模块，用于采集当前电压信号，对所述当前电压信号进行降噪处理，得到降噪信号；

转换模块，用于将所述降噪信号转换为数字信号，得到电机的当前电压值。

根据本发明的一些实施例，所述采集模块包括磁传感器。

根据本发明的一些实施例，还包括：

检测模块，用于检测经过调节后冲牙器包括的喷嘴处的若干个水压数据；

第三分析模块，用于根据若干个水压数据，计算方差，并判断是否大于预设方差，在确定方差大于预设方差时，发出报警提示。

根据本发明的一些实施例，所述第一分析模块将所述磁场强度变化数据对应的波形转变为方波。

根据本发明的一些实施例，所述水泵包括活塞泵。

根据本发明的一些实施例，所述降噪模块，包括：

分割模块，用于对所述当前电压信号进行分割处理，得到若干个子当前电压信号；

分解模块，用于对子当前电压信号进行分解处理，将子当前电压信号分解到不同的模态空间，得到不同模态空间对应的IMF分量；

处理模块，用于：

将同一模态空间的IMF分量与预设的标准IMF分量进行比较，得到差异参数，将所述差异参数作为模态空间下的估计噪声；

对所述估计噪声进行特征提取，确定所述估计噪声的小波能量密度，根据所述小波能量密度查询预设数据表，确定降噪系数，根据所述降噪系数对所述IMF分量进行降噪处理；

重构模块，用于将降噪处理后的IMF分量进行重构，得到降噪后的子当前电压信号；

融合模块，用于获取降噪后的子当前电压信号的时间序列信息，并根据所述时间序列对降噪后的子当前电压信号进行融合处理，得到降噪信号。

根据本发明的一些实施例，还包括：

故障检测模块，用于：

获取水泵的属性信息，根据所述属性信息构建模拟模型；

获取水泵的工作参数，将所述工作参数输入所述模拟模型中，得到模拟数据；

获取水泵在基于工作参数下的实际数据；

获取所述实际数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第一分类集合；

预设一个初始集合；

分别计算若干个第一分类集合与初始集合的第一欧氏距离，以初始集合为中心，根据第一欧式距离绘制各个第一分类集合，通过初始集合与各个第一分类集合之间的第一欧式距离矩阵确定第一拓扑连接关系；

获取所述模拟数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第二分类集合；

分别计算若干个第二分类集合与初始集合的第二欧氏距离，以初始集合为中心，根据第二欧式距离绘制各个第二分类集合，通过初始集合与各个第二分类集合之间的第二欧式距离矩阵确定第二拓扑连接关系；

根据所述第一拓扑连接关系及所述第二拓扑连接关系，将所述实际数据与所述模拟数据进行数据融合，得到融合数据，根据融合数据进行故障检测。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的可用于冲牙器的稳压控制系统的框图；

图2是根据本发明一个实施例的确定模块的框图；

图3是根据本发明一个实施例的第二获取模块的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提出了一种可用于冲牙器的稳压控制系统，包括：

确定模块，用于确定冲牙器包括的水泵的工作周期；

第一获取模块，用于获取冲牙器包括的水泵与电机之间的传动参数；

第二获取模块，用于根据所述工作周期及所述传动参数，计算出电机的转速，并判断是否在预设转速范围内；在确定所述转速不在预设转速范围内时，获取电机的当前电压值；

第一计算模块，用于根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数；

调节模块，用于根据所述调节参数对所述当前电压值进行调节。

上述技术方案的工作原理：确定模块，用于确定冲牙器包括的水泵的工作周期；第一获取模块，用于获取冲牙器包括的水泵与电机之间的传动参数；第二获取模块，用于根据所述工作周期及所述传动参数，计算出电机的转速，并判断是否在预设转速范围内；在确定所述转速不在预设转速范围内时，获取电机的当前电压值；第一计算模块，用于根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数；调节模块，用于根据所述调节参数对所述当前电压值进行调节。调节参数为占空比，为目标电压值与当前电压值的比值。

上述技术方案的有益效果：基于转速与预设转速范围，准确确定此时冲牙器输出的水压不稳定，根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数，并进行调节，提高水压控制精度，增强冲感体验。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，所述确定模块，包括：

采集模块，用于采集预设时间段内冲牙器包括的水泵的活塞在运动过程中的磁场强度变化数据及抖动值变化数据；

第一分析模块，用于对所述磁场强度变化数据进行分析，确定出现极大值的次数；根据出现极大值的次数及预设时间段，计算出第一周期；

第二分析模块，用于对所述抖动值变化数据进行分析，确定若干个抖动峰值；分别计算相邻两个抖动峰值对应的时刻之间的差值，得到若干个差值，计算得到平均差值，作为第二周期；

第二计算模块，用于根据所述第一周期及所述第二周期，计算出冲牙器包括的水泵的工作周期。

上述技术方案的工作原理：采集模块，用于采集预设时间段内冲牙器包括的水泵的活塞在运动过程中的磁场强度变化数据及抖动值变化数据；第一分析模块，用于对所述磁场强度变化数据进行分析，确定出现极大值的次数；根据出现极大值的次数及预设时间段，计算出第一周期；第二分析模块，用于对所述抖动值变化数据进行分析，确定若干个抖动峰值；分别计算相邻两个抖动峰值对应的时刻之间的差值，得到若干个差值，计算得到平均差值，作为第二周期；第二计算模块，用于根据所述第一周期及所述第二周期，计算出冲牙器包括的水泵的工作周期。工作周期为第一周期与第二周期的平均值。

上述技术方案的有益效果：基于冲牙器包括的水泵的活塞在运动过程中的磁场强度变化数据及抖动值变化数据，准确计算出第一周期及第二周期，进而准确计算出工作周期，有利于减少计算得到的工作周期的误差，提高准确性。

根据本发明的一些实施例，所述传输参数包括传动比。

如图3所示，根据本发明的一些实施例，所述第二获取模块，包括：

降噪模块，用于采集当前电压信号，对所述当前电压信号进行降噪处理，得到降噪信号；

转换模块，用于将所述降噪信号转换为数字信号，得到电机的当前电压值。

上述技术方案的工作原理：降噪模块，用于采集当前电压信号，对所述当前电压信号进行降噪处理，得到降噪信号；转换模块，用于将所述降噪信号转换为数字信号，得到电机的当前电压值。

上述技术方案的有益效果：避免当前电压信号中噪声信号的干扰，使得得到的当前电压值更加准确。

根据本发明的一些实施例，所述采集模块包括磁传感器。

根据本发明的一些实施例，还包括：

检测模块，用于检测经过调节后冲牙器包括的喷嘴处的若干个水压数据；

第三分析模块，用于根据若干个水压数据，计算方差，并判断是否大于预设方差，在确定方差大于预设方差时，发出报警提示。

上述技术方案的工作原理：检测模块，用于检测经过调节后冲牙器包括的喷嘴处的若干个水压数据；第三分析模块，用于根据若干个水压数据，计算方差，并判断是否大于预设方差，在确定方差大于预设方差时，发出报警提示。

上述技术方案的有益效果：检测调节后冲牙器的输出水压是否稳定，在确定方差小于等于预设方差时，表示稳定，反之，表示水压不稳定，还有待调节，发出报警提示，便于及时维修查看。

根据本发明的一些实施例，所述第一分析模块将所述磁场强度变化数据对应的波形转变为方波。

根据本发明的一些实施例，所述水泵包括活塞泵。

在一实施例中，还包括：

第三获取模块，用于获取冲牙器包括的电源模块的电量，并判断是否小于预设电量，在确定所述电量小于预设电量时，发出第一报警提示，并对电源模块进行充电；

第三计算模块，用于在电源模块进行充电时，计算所述电源模块的充电效率，并判断是否小于预设充电效率；在确定所述充电效率小于预设充电效率时，发出第二报警提示。

计算所述电源模块的充电效率η，包括：

其中，K为电源模块的容量；P为对所述电源模块充电时的功率；t为对电源模块的充电时长；U为所述电源模块在充电前的电压；ε为电源模块的老化系数。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第三获取模块，用于获取冲牙器包括的电源模块的电量，并判断是否小于预设电量，在确定所述电量小于预设电量时，发出第一报警提示，并对电源模块进行充电；第一报警提示为电量过低的报警提示，便于用户及时对电源模块进行充电。第三计算模块，用于在电源模块进行充电时，计算所述电源模块的充电效率，并判断是否小于预设充电效率；在确定所述充电效率小于预设充电效率时，发出第二报警提示。第二报警提示为充电效率小于预设充电效率的报警提示，便于用户及时查看，保证电源模块的充电效率。基于上述公式，准确计算出电源模块的充电效率，提高了判断充电效率与预设充电效率大小的准确性，提高了系统的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述降噪模块，包括：

分割模块，用于对所述当前电压信号进行分割处理，得到若干个子当前电压信号；

分解模块，用于对子当前电压信号进行分解处理，将子当前电压信号分解到不同的模态空间，得到不同模态空间对应的IMF分量；

处理模块，用于：

将同一模态空间的IMF分量与预设的标准IMF分量进行比较，得到差异参数，将所述差异参数作为模态空间下的估计噪声；

对所述估计噪声进行特征提取，确定所述估计噪声的小波能量密度，根据所述小波能量密度查询预设数据表，确定降噪系数，根据所述降噪系数对所述IMF分量进行降噪处理；

重构模块，用于将降噪处理后的IMF分量进行重构，得到降噪后的子当前电压信号；

融合模块，用于获取降噪后的子当前电压信号的时间序列信息，并根据所述时间序列对降噪后的子当前电压信号进行融合处理，得到降噪信号。

上述技术方案的工作原理：分割模块，用于对所述当前电压信号进行分割处理，得到若干个子当前电压信号；分解模块，用于对子当前电压信号进行分解处理，将子当前电压信号分解到不同的模态空间，得到不同模态空间对应的IMF分量；分解处理使用的方法为CEEMDAN方法。处理模块，用于：将同一模态空间的IMF分量与预设的标准IMF分量进行比较，得到差异参数，将所述差异参数作为模态空间下的估计噪声；对所述估计噪声进行特征提取，确定所述估计噪声的小波能量密度，根据所述小波能量密度查询预设数据表，确定降噪系数，根据所述降噪系数对所述IMF分量进行降噪处理；预设数据表为小波能量密度-降噪系数表。重构模块，用于将降噪处理后的IMF分量进行重构，得到降噪后的子当前电压信号；融合模块，用于获取降噪后的子当前电压信号的时间序列信息，并根据所述时间序列对降噪后的子当前电压信号进行融合处理，得到降噪信号。IMF分量表示信号的基本模式分量，便于利用基本模式分量来提取信号的特性。

上述技术方案的有益效果：对子当前电压信号分别进行降噪，便于提高降噪效果，在对子当前电压信号时，基于不同模态空间对应的IMF分量，确定了该模态空间的估计噪声及相应的降噪系数，提高了对IMF分量的降噪准确性，得到降噪后的子当前电压信号，进而得到了降噪信号，避免噪声信号对计算结果的影响。

根据本发明的一些实施例，还包括：

故障检测模块，用于：

获取水泵的属性信息，根据所述属性信息构建模拟模型；

获取水泵的工作参数，将所述工作参数输入所述模拟模型中，得到模拟数据；

获取水泵在基于工作参数下的实际数据；

获取所述实际数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第一分类集合；

预设一个初始集合；

分别计算若干个第一分类集合与初始集合的第一欧氏距离，以初始集合为中心，根据第一欧式距离绘制各个第一分类集合，通过初始集合与各个第一分类集合之间的第一欧式距离矩阵确定第一拓扑连接关系；

获取所述模拟数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第二分类集合；

分别计算若干个第二分类集合与初始集合的第二欧氏距离，以初始集合为中心，根据第二欧式距离绘制各个第二分类集合，通过初始集合与各个第二分类集合之间的第二欧式距离矩阵确定第二拓扑连接关系；

根据所述第一拓扑连接关系及所述第二拓扑连接关系，将所述实际数据与所述模拟数据进行数据融合，得到融合数据，根据融合数据进行故障检测。

上述技术方案的工作原理：故障检测模块，用于：获取水泵的属性信息，根据所述属性信息构建模拟模型；属性信息包括结构、形状、大小尺寸等。获取水泵的工作参数，将所述工作参数输入所述模拟模型中，得到模拟数据；获取水泵在基于工作参数下的实际数据；获取所述实际数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第一分类集合；预设一个初始集合；初始集合可以是经过多次实验获取的。分别计算若干个第一分类集合与初始集合的第一欧氏距离，以初始集合为中心，根据第一欧式距离绘制各个第一分类集合，通过初始集合与各个第一分类集合之间的第一欧式距离矩阵确定第一拓扑连接关系；获取所述模拟数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第二分类集合；分别计算若干个第二分类集合与初始集合的第二欧氏距离，以初始集合为中心，根据第二欧式距离绘制各个第二分类集合，通过初始集合与各个第二分类集合之间的第二欧式距离矩阵确定第二拓扑连接关系；根据所述第一拓扑连接关系及所述第二拓扑连接关系，将所述实际数据与所述模拟数据进行数据融合，得到融合数据，根据融合数据进行故障检测。

上述技术方案的有益效果：实现将实际数据与所述模拟数据进行准确的数据融合，保证得到的融合数据的准确性，便于根据融合数据实现对水泵的故障检测，实现实际设备与虚拟设备实时交互及全方位状态比对，仿真实际设备的真实状态，实现更加全面的设备运行特征捕捉和更加准确的故障诊断与预测，以及更加精准的维修策略验证。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定冲牙器包括的水泵的工作周期；

第一获取模块，用于获取冲牙器包括的水泵与电机之间的传动参数；

第二获取模块，用于根据所述工作周期及所述传动参数，计算出电机的转速，并判断是否在预设转速范围内；在确定所述转速不在预设转速范围内时，获取电机的当前电压值；

第一计算模块，用于根据所述当前电压值及当前档位的目标电压值，计算出调节参数；

调节模块，用于根据所述调节参数对所述当前电压值进行调节。

2.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述确定模块，包括：

采集模块，用于采集预设时间段内冲牙器包括的水泵的活塞在运动过程中的磁场强度变化数据及抖动值变化数据；

第一分析模块，用于对所述磁场强度变化数据进行分析，确定出现极大值的次数；根据出现极大值的次数及预设时间段，计算出第一周期；

第二分析模块，用于对所述抖动值变化数据进行分析，确定若干个抖动峰值；分别计算相邻两个抖动峰值对应的时刻之间的差值，得到若干个差值，计算得到平均差值，作为第二周期；

第二计算模块，用于根据所述第一周期及所述第二周期，计算出冲牙器包括的水泵的工作周期。

3.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述传输参数包括传动比。

4.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述第二获取模块，包括：

降噪模块，用于采集当前电压信号，对所述当前电压信号进行降噪处理，得到降噪信号；

转换模块，用于将所述降噪信号转换为数字信号，得到电机的当前电压值。

5.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述采集模块包括磁传感器。

6.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，还包括：

检测模块，用于检测经过调节后冲牙器包括的喷嘴处的若干个水压数据；

第三分析模块，用于根据若干个水压数据，计算方差，并判断是否大于预设方差，在确定方差大于预设方差时，发出报警提示。

7.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述第一分析模块将所述磁场强度变化数据对应的波形转变为方波。

8.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述水泵包括活塞泵。

9.如权利要求4所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，所述降噪模块，包括：

分割模块，用于对所述当前电压信号进行分割处理，得到若干个子当前电压信号；

分解模块，用于对子当前电压信号进行分解处理，将子当前电压信号分解到不同的模态空间，得到不同模态空间对应的IMF分量；

处理模块，用于：

将同一模态空间的IMF分量与预设的标准IMF分量进行比较，得到差异参数，将所述差异参数作为模态空间下的估计噪声；

对所述估计噪声进行特征提取，确定所述估计噪声的小波能量密度，根据所述小波能量密度查询预设数据表，确定降噪系数，根据所述降噪系数对所述IMF分量进行降噪处理；

重构模块，用于将降噪处理后的IMF分量进行重构，得到降噪后的子当前电压信号；

融合模块，用于获取降噪后的子当前电压信号的时间序列信息，并根据所述时间序列对降噪后的子当前电压信号进行融合处理，得到降噪信号。

10.如权利要求1所述的可用于冲牙器的稳压控制系统，其特征在于，还包括：

故障检测模块，用于：

获取水泵的属性信息，根据所述属性信息构建模拟模型；

获取水泵的工作参数，将所述工作参数输入所述模拟模型中，得到模拟数据；

获取水泵在基于工作参数下的实际数据；

获取所述实际数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第一分类集合；

预设一个初始集合；

分别计算若干个第一分类集合与初始集合的第一欧氏距离，以初始集合为中心，根据第一欧式距离绘制各个第一分类集合，通过初始集合与各个第一分类集合之间的第一欧式距离矩阵确定第一拓扑连接关系；

获取所述模拟数据的数据类型并进行聚类，得到若干个第二分类集合；

分别计算若干个第二分类集合与初始集合的第二欧氏距离，以初始集合为中心，根据第二欧式距离绘制各个第二分类集合，通过初始集合与各个第二分类集合之间的第二欧式距离矩阵确定第二拓扑连接关系；

根据所述第一拓扑连接关系及所述第二拓扑连接关系，将所述实际数据与所述模拟数据进行数据融合，得到融合数据，根据融合数据进行故障检测。

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