CN114517966A - 空调器和空调器的控制方法 - Google Patents

空调器和空调器的控制方法 Download PDF

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CN114517966A CN202210324940.0A CN202210324940A CN114517966A CN 114517966 A CN114517966 A CN 114517966A CN 202210324940 A CN202210324940 A CN 202210324940A CN 114517966 A CN114517966 A CN 114517966A
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Abstract

本发明公开了一种空调器和空调器的控制方法，空调器包括机壳、导风板、步进电机和控制器；控制器与步进电机连接，被配置为响应于导风板调速指令，通过调整发送给步进电机的控制脉冲频率控制步进电机的转速，以调节导风板的摆动速率；在启动升速过程中，步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速，在停止降速过程中，步进电机的转速按照第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至步进电机达到零转速，在换向过程中，步进电机的转速按照第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。该空调器控制精度高，能提高摆风的舒适程度。

Description

空调器和空调器的控制方法
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种空调器和空调器的控制方法。
背景技术
目前市面上的空调器导风板的摆风速率大多不可控，不同用户对于扫风速率的喜好可能不同，一些品牌的空调器基于常规的空调导风板摆风，增加了用户可调摆风速率的功能，能提升对不同用户的用户体验。
在现有技术中，对于具备扫风速率可调功能的空调器，当设置扫风速率较高时，控制导风板摆动的步进电机易出现控制精度下降的情况，还会影响用户体验。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
其中，设置扫风速率可调功能的空调器，其在运行时，一般是由步进电机控制导风板循环摆动，当设置导风板的扫风速率较高时，控制导风板摆动的步进电机易出现控制精度下降的情况。
为此，本发明的一个目的在于提出一种空调器，控制精度高，提高摆风的舒适程度，提升用户体验感。
本发明的另一个目的在于提出一种空调器的控制方法。
为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的空调器包括：机壳，所述机壳上设置有出风口；导风板，所述导风板设置在所述出风口，用于上下或左右摆动以调节出风方向；步进电机，所述步进电机用于提供驱动所述导风板摆动的作用力；控制器，所述控制器与所述步进电机连接，被配置为响应于导风板调速指令，通过调整发送给所述步进电机的控制脉冲频率控制所述步进电机的转速，以调节所述导风板的摆动速率；在启动升速过程中，所述步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速，在停止降速过程中，所述步进电机的转速按照第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至所述步进电机达到零转速，在换向过程中，所述步进电机的转速按照所述第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照所述第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
根据本发明实施例提出的空调器，在步进电机启动升速过程中，控制步进电机的转速从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速，在步进电机停止降速过程中，控制步进电机的转速从设定目标转速逐渐下降至零转速。以及在步进电机换向过程中，先控制步进电机的转速先从设定目标转速逐渐下降至零转速再控制其反向升速至达到反向的设定目标转速。也就是说，在控制导风板摆动速率时，通过在步进电机启动、停止、转向过程中控制步进电机的转速逐渐改变，而不是直接跳转到相应的目标转速，能使得速度的变化速率更小，且相较于直接按目标转速的控制频率发送控制脉冲和直接停止的控制方式，本发明实施例的空调器对导风板的控制能够避免出现失步和过冲的情况，控制精度更高，即使步进电机在较高转速下，导风板也可稳定运行，能提高摆风的舒适程度。
以及，通过减小步进电机在启动和停止时速度的变化速率，还能使得导风板在转向过程中的动作更为柔和，且在导风板摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，进而能够提升用户体验。
在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为，所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；在所述升速过程中，获取所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，根据所述设定目标频率和所述升速运行时间获得发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率，所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；在所述降速过程中，获取所述步进电机的初始频率和降速运行时间，根据所述初始频率和所述降速运行时间获得发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率，所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。其中，当调速模式为无级调速模式时，通过采用实时计算的方式，以控制步进电机的实施运行状态，使得该控制方式更具可行性。
在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：在所述升速过程中，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure BDA0003573032960000021
其中，fr为升速时所述实时控制脉冲频率，fm为所述设定目标频率，t1为所述升速运行时间，τ1为控制升速快慢的时间常数；在所述降速过程中，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure BDA0003573032960000022
其中，fd为降速时所述实时控制脉冲频率，fg为所述步进电机降速过程的初始频率，t2为所述降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数。
在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为：所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；在所述升速过程中，获取预存的基于所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的所述步进电机的控制脉冲频率数据表，其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，所述控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；在所述降速过程中，按照与所述第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。其中，当调速模式为固定档位摆风模式时，通过将实现计算好的数据整理成控制脉冲频率数据表并存储至程序中，使得能够在需要时直接进行查表以获取相应的分段运行频率，更节省CPU(central processingunit，中央处理器)的控制资源。
在本发明的一些实施例中，所述控制脉冲频率数据表根据以下预设运行公式生成：fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n)；其中，fi为所述步进电机升速时的分段运行频率，fm为所述步进电机的设定目标频率，Δt为所述步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。
在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为，接收到调速模式设定指令，根据所述调速模式设定指令确定调速模式，根据所述调速模式获得发送给所述步进电机的所述设定目标转速，其中，所述调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
在本发明的一些实施例中，所述控制器还被配置为接收到线控器、遥控器和移动终端APP(Application，应用程序)中的至少一项发送的所述导风板调速指令。
为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出一种空调器的控制方法，所述空调器包括导风板和用于提供驱动所述导风板摆动的作用力的步进电机，所述控制方法包括：响应于导风板调速指令，通过调整发送给所述步进电机的控制脉冲频率控制所述步进电机的转速，以调节所述导风板的摆动速率；在启动升速过程中，所述步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速；在停止降速过程中，所述步进电机的转速按照第二曲线规律从所述目标设定转速逐渐下降直至所述步进电机达到零转速；在换向过程中，所述步进电机的转速按照所述第二曲线规律从所述目标设定转速逐渐下降直至达到零转速再按照所述第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
根据本发明实施例的空调器的控制方法，在控制步进电机启动升速过程中，控制步进电机的转速逐渐上升至对应设定目标转速，在控制步进电机停止降速过程中，控制步进电机的转速逐渐下降至零转速。以及在控制步进电机换向过程中，先控制步进电机的转速先逐渐下降至零转速再控制其反向升速至达到反向的设定目标转速。也就是说，在控制导风板摆动速率时，通过在步进电机启动、停止和转向过程中控制步进电机的转速逐渐发生改变，使得步进电机在启动、停止和转向时速度的变化速率更小，进而能够避免出现失步和过冲的情况，能提升对导风板的控制的精确度，即使步进电机在较高转速下，也可控制导风板稳定运行，从而提高摆风的舒适程度。以及，通过减小步进电机在启动和停止时速度的变化速率，还能使得导风板在转向过程中的动作更为柔和，且在导风板摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，提升用户体验。
在本发明的一些实施例中，所述控制方法还包括：所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；在所述升速过程中，获取所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure BDA0003573032960000041
其中，fr为升速时所述实时控制脉冲频率，fm为所述设定目标频率，t1为所述升速运行时间，τ1为控制升速快慢的时间常数；所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升。在所述降速过程中，获取所述步进电机的初始频率和降速运行时间，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure BDA0003573032960000042
其中，fd为降速时所述实时控制脉冲频率，fg为所述步进电机降速过程的初始频率，t2为所述降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数；所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。其中，当调速模式为无级调速模式时，通过采用实时计算的方式，以控制步进电机的实施运行状态，使得该控制方式更具可行性。
在本发明的一些实施例中，所述控制方法还包括：所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；在所述升速过程中，获取预存的基于所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的所述步进电机的控制脉冲频率数据表，其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，所述控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；在所述降速过程中，按照与所述第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。其中，当调速模式为固定档位摆风模式时，通过将实现计算好的数据整理成控制脉冲频率数据表并存储至程序中，使得能够在需要时直接进行查表以获取相应的分段运行频率，更节省CPU的控制资源。
在本发明的一些实施例中，所述控制脉冲频率数据表根据以下预设运行公式生成：fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n)；其中，fi为所述步进电机升速时的分段运行频率，fm为所述步进电机的设定目标频率，Δt为所述步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。
在本发明的一些实施例中，所述控制方法还包括：接收到调速模式设定指令，根据所述调速模式设定指令确定调速模式；根据所述调速模式获得发送给所述步进电机的所述设定目标转速，其中，所述调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为一种空调器的示意图；
图2为根据本发明一个实施例的空调器的框图；
图3为一种步进电机的转速与时间关系的示意图；
图4为根据本发明一个实施例的步进电机的转速与时间关系的示意图；
图5为根据本发明一个实施例的步进电机的升降速过程的示意图；
图6为根据本发明另一个实施例的步进电机的升降速过程的示意图；
图7为根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的流程图；
图8为根据本发明另一个实施例的空调器的控制方法的流程图；
图9为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图；
图10为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图；
图11为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图。
附图标记：
空调器10；
机壳1、导风板2、步进电机3、控制器4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
空调器的导风板的控制方式主要是人工手动调整或由步进电机控制，而对于由步进电机控制的导风板的空调器，是通过控制步进电机的转速来控制导风板摆风速率。由于步进电机在启动频率较高时，可能出现转子的速度无法跟上控制脉冲速率，造成步进电机的转动步数与脉冲数不相符即失步，当在较高速度制动或者转向过程中，可能出现不能立即制动或转向即过冲。对于未配置反馈装置的空调器的导风板，若步进电机转速较高则可能出现失步或过冲的情况，会使得导风板的摆动角度精度下降，对于需要定位置控制的导风板，会使得摆风角度失去准确度而出现问题。
基于以上，为了可以防止步进电机出现失步和过冲的情况，进而避免出现在较高摆动速率下，对导风板摆动的控制精度下降的问题，本发明实施例提出了一种空调器和空调器的控制方法。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1为一种空调器的示意图，可结合图1理解空调器的基本结构，本申请中空调器通过使用压缩机、冷凝器(室外换热器)、膨胀阀和蒸发器(室内换热器)来执行空调器的制冷/制热循环。其中，制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应冷媒。
压缩机压缩处于高温高压状态的冷媒气体并排出压缩后的冷媒气体。所排出的冷媒气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的冷媒冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相冷媒膨胀为低压的液相冷媒。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的冷媒，并使处于低温低压状态的冷媒气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用冷媒的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
根据本申请一些实施例的空调器，包括安装在室内空间中的空调器室内机。空调器室内机即上述室内单元，通过管连接到安装在室外空间中的空调器室外机即上述室外单元。空调器室外机中可设有压缩机、室外热交换器、室外风扇、膨胀器和制冷循环的类似部件，空调器室内机中也可设有室内热交换器和室内风扇。
下面根据图2描述根据本发明实施例的空调器。图2为根据本发明一个实施例的空调器的框图。如图2所示，空调器10包括机壳1、导风板2、步进电机3和控制器4。
其中，机壳1上设置有出风口。导风板2设置在出风口，用于上下或左右摆动以调节出风方向。空调器10中的导风板2按方向分主要可分为横向和纵向导风板，一般的空调器10中会具备其中的一或两种，导风板2的控制方式主要是人工手动调整或由步进电机3控制，对于由步进电机3控制的导风板2，通过控制步进电机3的转速，即可实现对导风板2摆风速率的控制。
步进电机3用于提供驱动导风板2摆动的作用力。其中，步进电机3是一种将离散的电脉冲信号转换为电机的角位移或者线位移的装置，步进电机3具有精度高、惯性小和在不失步的情况下没有步距误差的积累的特点，主要用于开环控制系统。调整步进电机3的转速主要是通过改变给步进电机3供电的脉冲频率来实现，脉冲频率越高，步进电机3转速越快，因此在程序控制中，可以通过调整发送给步进电机3的控制脉冲的间隔时间来改变给步进电机3供电的脉冲频率。
控制器4与步进电机3连接，被配置为响应于导风板调速指令，通过调整发送给步进电机3的控制脉冲频率控制步进电机3的转速，以调节导风板2的摆动速率。其中，导风板调速指令可以为控制导风板2开启或停止或转向的指令，对于具有调整导风板2摆动速率功能的空调器10，该导风板调速指令即为控制步进电机3开启运行或停止运行或转速转向的指令。
可以理解的是，当用户开启空调器10后，导风板2可能会自动开启摆风并在摆风过程中自主转向，以及在空调器10下电时，导风板2自动停止摆动，此种情况中对于导风板2摆风的控制逻辑已经预先写入控制程序中，当程序运行时，能在空调器10运行于不同工况时，系统自动发出导风板调速指令以调节导风板2的摆动速率。或者，该导风板调速指令也可以为用户控制交互装置发出。例如，交互装置可以包括线控器、遥控器和移动终端APP等，用户可通过操作线控器、遥控器和移动终端APP中的至少一项发送导风板调速指令至空调器10以调节导风板2的摆动速率。
其中，步进电机3转速越高，导风板2的摆动速率越快，步进电机3转速越低，导风板2的摆动速率越快慢。对于目前市面上空调的导风板2，如图3所示，为一种步进电机的转速与时间关系的示意图。其中，当步进电机3以一固定转速运行时，步进电机3转动到某一位置时反向运转，直接驱动导风板2转换摆风方向，在导风板2的摆风方向切换的过程中，步进电机3转速不发生变化，导风板2的速度一般不发生变化，也就使得送风范围边缘区域的送风方向切换较为突兀。当步进电机3在启动频率较高时，可能出现转子的速度无法跟上控制脉冲速率，造成步进电机3失步，或者当在较高速度制动或者转向过程中，可能出现过冲的现象，而步进电机3转速较高导致发生失步或过冲等情况时，会使得导风板2的摆风角度失去准确度而出现问题。
基于上，在一些实施例中，在启动升速过程中，步进电机3的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速。
具体地，可参考图4描述本发明实施例的步进电机3驱动导风板2转向的具体过程，图4为根据本发明一个实施例的步进电机的转速与时间关系的示意图，其中，曲线A即为步进电机3启动升速的过程，该曲线A表示步进电机3启动升速过程中的第一曲线。控制器4控制步进电机3的转速按照一定规律从初始转速逐渐上升至达到对应设定目标转速。例如，在步进电机3刚启动时，步进电机3的初始转速为零转速，即使对应设定目标转速比较高，步进电机3的转速也是由零转速逐渐上升至设定目标转速，相较于直接从零转速转变为设定目标转速来说，能防止发生步进电机3失步的情况，从而能合理调控导风板2的摆动角度精度。
在一些实施例中，在停止降速过程中，步进电机3的转速按照第二曲线规律从设定目标转速逐渐下降直至步进电机3达到零转速。
具体地，如图4所示，曲线B即为步进电机3停止降速的过程，该曲线B表示步进电机3停止降速过程中的第二曲线。其中，空调器10可运行多种模式，可针对不同的运行模式设定不同的导风板2的摆动速率，也就是设定不同的步进电机3的转速也就是设定目标转速，例如，可以将提前设置好的设定目标转速写入程序中，当空调器10运行时，控制器4可针对空调器10的运行模式自动控制步进电机3稳定运行于设定目标转速。因此当步进电机3停止降速时，控制器4控制步进电机3的转速按照一定规律从设定目标转速逐渐下降直至转速达到零转速，也就是说，即使在步进电机4的转速比较高的情况下，控制器4能控制步进电机3转速从设定目标转速缓慢下降至零转速，相较于步进电机3在高转速下直接停止运行来说，防止发生过冲的情况，从而能合理调控导风板2的摆动角度精度。
在另一些实施例中，在换向过程中，步进电机3的转速按照第二曲线规律从设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
具体地，如图4所示，曲线B1和曲线A1即为步进电机3换向的过程，曲线B1即步进电机3换向过程的第二曲线，曲线A1即步进电机3换向过程的第一曲线。在步进电机3驱动导风板2换向时，控制器4控制步进电机3的转速按照一定规律逐渐下降至零转速后，再控制步进电机3的转速按照一定规律逐渐上升至达到对应设定目标转速。
也就是说，步进电机3在转向时经历了一个先减速0，再反向加速至设定目标转速的过程，在此情况下，可以使步进电机3所控制的导风板2再转向过程中的动作更为柔和，且在导风板2摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，能够提升用户体验，可以防止出现步进电机3失步和过冲的情况，进而避免出现在较高摆动速率下，空调导风板的摆动角度精度下降的问题。
根据本发明实施例提出的空调器10，在步进电机3启动升速过程中，控制步进电机3的转速从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速，在步进电机3停止降速过程中，控制步进电机3的转速从设定目标转速逐渐下降至零转速。以及在制步进电机3换向过程中，先控制步进电机3的转速先从设定目标转速逐渐下降至零转速再控制其从零转速反向升速至达到反向的设定目标转速。也就是说，在控制导风板2摆动速率时，通过在步进电机3启动、停止、转向过程中控制步进电机3的转速逐渐发生改变，而不是直接跳转到相应的目标转速，能使得转速的变化速率更小，且相较于直接按目标转速的控制频率发送控制脉冲和直接停止的控制方式，本发明实施例的空调器10对导风板2的能够避免出现失步和过冲的情况，控制精度更高，即使步进电机3在较高转速下，导风板2也可稳定运行，能提高摆风的舒适程度。
以及，通过控减小步进电机3在启动和停止时速度的变化速率，还能使得导风板2在转向过程中的动作更为柔和，且在导风板2摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，进而能够提升用户体验。
在本发明的一些实施例中，控制器4还被配置为，启动升速过程和换向过程包括升速过程，停止降速过程和换向过程包括降速过程。
其中，由上述实施例的内容可知，步进电机3在转向时经历了一个先减速0，再反向加速至设定目标转速的过程，因此，启动升速过程和换向过程都包括从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速的升速过程，停止降速过程和换向过程都包括从设定目标转速逐渐下降至零转速的降速过程。
进一步地，在调节导风板2的摆动速率时，可以通过实时计算控制脉动发送的时间间隔，也就是计算实时控制脉冲频率以控制步进电机3的运行状态。
在一些实施例中，在升速过程中，获取步进电机3稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，根据设定目标频率和升速运行时间获得发送给步进电机3的实时控制脉冲频率，步进电机3根据实时控制脉冲频率运行，以使得步进电机3的速度按照第一曲线规律逐渐上升。
具体地，在升速过程中，可以直接在程序中实时计算控制脉冲的发送时间间隔，也就是控制脉冲频率，使步进电机3的升降速过程呈指数规律曲线。具体地，如图5所示，为根据本发明一个实施例的步进电机的升降速过程的示意图，其中，时间0-ta过程即为步进电机3启动升速的过程，0-ta时间段即为升速运行时间，曲线A即为步进电机3启动升速过程的第一曲线，第一曲线为呈指数规律的曲线，当需要控制步进电机3启动运行或者控制导风板2的摆动速率增大时，控制器4能直接调取对应的设定目标频率，并根据设定目标频率和升速运行时间计算出实时控制脉冲频率，并根据实时控制脉冲频率发送脉冲至步进电机3，以使得步进电机3的速度按照第一曲线规律逐渐上升。
在另一些实施例中，在降速过程中，获取步进电机3的初始频率和降速运行时间，根据初始频率和降速运行时间获得发送给步进电机3的实时控制脉冲频率，步进电机3根据实时控制脉冲频率运行，以使得步进电机3的速度按照第二曲线规律逐渐降低。
其中，步进电机3的初始频率即步进电机3在某一固定模式下稳定运行的频率。具体地，如图5所示，时间ts-td过程即为步进电机3降速的过程，ts-td时间段即为降速运行时间，曲线B即为步进电机3降速过程的第二曲线，第二曲线也为呈指数规律的曲线。当需要控制步进电机3停止运行或者控制导风板2的摆动速率减小时，控制器4能实时获取步进电机3的初始频率和降速运行时间，并根据步进电机3的初始频率和降速运行时间计算出实时控制脉冲频率，并根据实时控制脉冲频率发送脉冲至步进电机3，以使得步进电机3的速度按照第二曲线规律逐渐下降。
进一步地，在本发明的一些实施例中，控制器4还被配置为在升速过程中，按照公式(1-1)获得发送给步进电机3的实时控制脉冲频率。其中，fr为升速时实时控制脉冲频率，fm为设定目标频率，t1为升速运行时间，其中该升速运行时间t1为从步进电机3开始升速到计算实时控制脉冲频率fr所对应的时刻下的时间，该τ1为控制升速快慢的时间常数，例如可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ1预先计算出来并存储至程序中，控制器4在计算升速时实时控制脉冲频率fr时，直接调取该时间常数τ1并进行计算。
Figure BDA0003573032960000111
在降速过程中，按照公式(1-2)获得发送给步进电机的实时控制脉冲频率，其中，fd为降速时实时控制脉冲频率，fg为步进电机降速过程的初始频率，t2为降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数。其中，可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ2预先计算出来并存储至程序中，控制器4在计算降速时实时控制脉冲频率fd时，直接调取该时间常数τ2并进行计算。
Figure BDA0003573032960000112
在本发明的一些实施例中，控制器4还被配置为启动升速过程和换向过程包括升速过程，停止降速过程和换向过程包括降速过程。
其中，启动升速过程和换向过程都包括从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速的升速过程，停止降速过程和换向过程都包括从设定目标转速逐渐下降至零转速的降速过程。
进一步地，可以在控制导风板2开始摆动或者转向或者停止摆动时，将步进电机3的升降速过程进行离散化，例如，可以将步进电机3的升降速过程进行分段，以阶梯型曲线近似逼近指数型曲线，进而能根据获取的控制脉冲频率控制步进电机3的运行状态。
在一些实施例中，在升速过程中，获取预存的基于步进电机3稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的步进电机3的控制脉冲频率数据表，其中，设定目标频率即为步进电机3在固定模式下稳定运行的目标运行频率，该设定目标频率可提前计算并写入程序中，当需要控制步进电机3启动运行或者控制导风板2的摆动速率增大时，控制器4能直接调取对应的设定目标频率。
可参考图6描述本发明实施例的步进电机3升速的过程，图6为根据本发明另一个实施例的步进电机的升降速过程的示意图，其中，时间0-tf过程即为步进电机3启动升速的过程，0-tf时间段即为升速运行时间。其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，例如如图6所示，在升速过程中，将升速过程进行分段，例如可将升速过程分为n段，分别标记为f0-f1、f1-f2、f2-f3…fn-1-fn，其中图6中未示出第fn-1-fn段，以第f0-f1段为例，控制器4在0时刻输出一个脉冲至步进电机3，步进电机3接收到该脉冲后运行频率由f0提升至f1，每一个阶段中步进电机3的运行频率逐渐上升，可以防止步进电机3出现失步的情况。
进一步地，n段升速阶段以阶梯型曲线近似逼近指数型曲线，可以提前设定控制器4发送相邻两次脉冲的时间间隔，以保证步进电机3的运行频率逐渐上升，不会出现步进电机3的转速变化比较突兀的现象，然后将事先计算好的脉冲发送时间间隔直接存入程序中可方便直接调取，避免浪费芯片控制资源。其中，可以根据需要进行设置每两次相邻脉冲的时间间隔，例如可以将每两次相邻脉冲的时间间隔设置为相等的时间间隔。
其中，控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，在控制步进电机3转速上升的阶段中，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数。其中，如图6所示，可以将每一个分段对应的运行时间设置为Δt。控制脉冲频率数据表根据预设运行公式(1-3)生成，具体地，可根据公式(1-3)计算步进电机3升速时的分段运行频率，并将n个分段所对应的步进电机3升速时的分段运行频率进行整合成控制脉冲频率数据表。
fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n) 公式(1-3)
其中，fi为步进电机升速时的分段运行频率，i为分段的编号，fm为步进电机的设定目标频率，Δt为步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。其中，可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ预先计算出来并存储至程序中，控制器4在计算步进电机升速时的分段运行频率fi时，直接调取该时间常数τ并进行计算。
进一步地，根据公式(1-4)可直接计算出对应的分段运行步数。其中，Ni表示该步进电机3在第i段的运行步数。
Ni＝fi·Δt 公式(1-4)
更进一步地，根据计算得到的每个分段中的步进电机3的分段运行步数控制步进电机3的运行状态，以使得步进电机3的速度按照第一曲线规律逐渐上升。如图6所示，曲线A即为步进电机3启动升速过程的第一曲线，第一曲线为呈指数规律的曲线。
基于上，采用将步进电机3的升降速过程进行离散化，并计算出n个分段所对应的步进电机3升速时的分段运行频率进行整合成控制脉冲频率数据表的方式，通过将事先计算好的脉冲发送时间间隔直接存入程序中，使得能够在需要时直接进行查表以获取相应的分段运行频率，更节省CPU的控制资源。
在另一些实施例中，在降速过程中，按照与第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得步进电机的速度按照第二曲线规律逐渐降低。
如图6所示，时间tg-th过程即为步进电机3降速的过程，tg-th时间段即为降速运行时间，曲线B即为步进电机3降速过程的第二曲线，第二曲线为呈指数规律的曲线。其中，降速过程也可以被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，其中，对于运行于同一档位的步进电机3，对步进电机3降速的控制方案可以沿用上述内容中的控制步进电机3升速的控制方案。也就是说，可直接采用上述实施例中的控制脉冲频率数据表，当控制步进电机3转速下降时，控制器4通过逆向读取该表中的分段编号，以获得相对应的分段运行时间和分段运行频率。控制器4还能根据上面实施例中的公式(1-4)计算出对应的分段运行步数，并根据计算得到的分段运行步数控制步进电机3的运行状态，以使得步进电机3的速度按照第二曲线规律逐渐下降。
在本发明的一些实施例中，控制器4还被配置为，接收到调速模式设定指令，根据调速模式设定指令确定调速模式。其中，该调速模式设定指令可由用户发出，控制器4能根据调速模式设定指令控制步进电机3运行相应的模式，步进电机3按照预设模式运行时，能驱动导风板2以预设的摆动速率循环摆动。
根据调速模式获得发送给步进电机3的设定目标转速，其中，调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
其中，固定档位摆风模式即控制导风板2在固定的几个预设档位循环回摆动，在确定步进电机3稳定运行的转速范围的情况下，对于固定档位摆风模式，例如可将导风板摆动速率分为“低”、“中”、“高”三档，例如可对应设置步进电机3在该三个档位的设定目标转速分别为10转/分、20转/分、30转/分。用户可根据需要发送控制指令，以控制发送给步进电机3的控制脉冲频率以控制步进电机3稳定运行在设定目标转速，进而控制导风板2以预设的摆动速率循环摆风。
无极调速模式即连续调节导风板2的摆风速率，例如，可设置步进电机3的设定目标转速为在一个范围内可以连续变化的，例如设置步进电机3的设定目标转速在10转/分-30转/分的范围内有规律地连续变化，以驱动导风板2的摆风速率实时改变。以及，在运行无极调速模式时，可以通过实时计算设置的步进电机3的设定目标转速所需的脉冲频率，并将该脉冲频率预先写入程序中，程序运行时，控制器4能响应于调速模式设定指令自主控制步进电机3运行于设定目标转速。
在本发明的一些实施例中，控制器4还被配置为接收到线控器、遥控器和移动终端APP中的至少一项发送的调速模式设定指令。其中，当用户需要控制导风板2开始摆风或者关闭摆风或者控制导风板2的摆动速率增大或者减小时，该调速模式设定指令可由用户通过操作线控器、遥控器和移动终端APP等选择相应的调速模式，控制器4接收到调速模式设定指令后，控制步进电机3以设定目标转速运行，以保证驱动导风板2稳定运行于相应模式，满足用户对导风板2的摆风要求。
在本发明的一些实施例中，还提出一种空调器的控制方法，用于上面实施例的空调器10，其中，空调器10包括导风板2和用于提供驱动导风板2摆动的作用力的步进电机3。
具体地，可结合图2和图3以及上述相关内容描述本发明实施例的空调器10，此处不做赘述。
在一些实施例中，如图7所示，为根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的流程图，其中，空调器的控制方法包括步骤S1-S4，具体如下。
S1，响应于导风板调速指令，通过调整发送给步进电机的控制脉冲频率控制步进电机的转速，以调节导风板的摆动速率。
其中，导风板调速指令可以为控制导风板开启或停止或转向的指令，对于具有调整导风板摆动速率功能的空调器，该导风板调速指令即为控制步进电机开启运行或停止运行或转速转向的指令。
可以理解的是，当用户开启空调器后，导风板可能会自动开启摆风并在摆风过程中自主转向，以及在空调器下电时，导风板自动停止摆动，此种情况中对于导风板摆风的控制逻辑已经预先写入控制程序中，当程序运行时，能在空调器运行于不同工况时，系统自动发出导风板调速指令以调节导风板的摆动速率。或者，该导风板调速指令也可以为用户控制交互装置发出。例如，交互装置可以包括线控器、遥控器和移动终端APP等，用户可通过操作线控器、遥控器和移动终端APP中的至少一项发送导风板调速指令至空调器以调节导风板的摆动速率。
其中，步进电机转速越高，导风板的摆动速率越快，步进电机转速越低，导风板的摆动速率越快慢。对于目前市面上空调的导风板。其中，如图3所示，当步进电机以一固定转速运行时，步进电机转动到某一位置时反向运转，直接驱动导风板转换摆风方向，在导风板的摆风方向切换的过程中，步进电机转速不发生变化，导风板的速度一般不发生变化，也就是使得送风范围边缘区域的送风方向切换较为突兀。当步进电机在启动频率较高时，可能出现转子的速度无法跟上控制脉冲速率，造成步进电机失步，或者当在较高速度制动或者转向过程中，可能出现过冲的现象，而步进电机转速较高导致发生失步或过冲等情况，会使得导风板的摆风角度失去准确度而出现问题。
S2，在启动升速过程中，步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速。
具体地，可参考图4描述本发明实施例的步进电机驱动导风板转向的具体过程，其中，曲线A即为步进电机启动升速的过程，该曲线A表示步进电机启动升速过程中的第一曲线，通过控制步进电机的转速按照一定规律从初始转速逐渐上升至达到对应设定目标转速。例如，在步进电机刚启动时，步进电机的初始转速为零转速，即使对应设定目标转速比较高，步进电机的转速也是由零转速逐渐上升至设定目标转速，相较于直接从零转速转变为设定目标转速来说，能防止发生步进电机失步的情况，从而能合理调控导风板的摆动角度精度。
S3，在停止降速过程中，步进电机的转速按照第二曲线规律从设定目标转速逐渐下降直至步进电机达到零转速。
具体地，如图4所示，曲线B即为步进电机停止降速的过程，该曲线B表示步进电机停止降速过程中的第二曲线。其中，空调器运行多种模式，可针对不同的运行模式设定不同的导风板的摆动速率，也就是设定不同的步进电机的转速也就是设定目标转速，例如，可以将提前设置好的设定目标转速写入程序中。空调器运行时可针对运行模式自动控制步进电机稳定运行于设定目标转速。因此当步进电机停止降速时，通过控制步进电机的转速按照一定规律从设定目标转速逐渐下降直至转速达到零转速，也就是说，即使在步进电机的转速比较高的情况下，能控制步进电机转速从设定目标转速缓慢下降至零转速，相较于步进电机在高转速下直接停止运行来说，防止发生过冲的情况，从而能合理调控导风板的摆动角度精度。
S4，在换向过程中，步进电机的转速按照第二曲线规律从设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
具体地，如图4所示，曲线B1和曲线A1即为步进电机换向的过程，曲线B1即步进电机换向过程的第二曲线，曲线A1即步进电机换向过程的第一曲线。在步进电机驱动导风板换向时，通过控制步进电机的转速按照一定规律逐渐下降至零转速后，再控制步进电机的转速按照一定规律逐渐上升至达到对应设定目标转速。
也就是说，步进电机在转向时经历了一个先减速到速度为0，再反向加速至设定目标转速的过程，在此情况下，可以使步进电机所控制的导风板再转向过程中的动作更为柔和，且在导风板摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，能够提升用户体验，可以防止步进电机出现失步和过冲的情况，进而避免出现在较高摆动速率下，空调导风板的摆动角度精度下降的问题。
根据本发明实施例的空调器的控制方法，在控制步进电机启动升速过程中，控制步进电机的转速逐渐上升至对应设定目标转速，在控制步进电机停止降速过程中，控制步进电机的转速逐渐下降至零转速。以及在控制步进电机换向过程中，先控制步进电机的转速先逐渐下降至零转速再控制其反向升速至达到反向的设定目标转速。也就是说，在控制导风板摆动速率时，通过在步进电机启动、停止和转向过程中控制步进电机的转速逐渐发生改变，使得步进电机在启动、停止和转向时速度的变化速率更小，进而能够避免出现失步和过冲的情况，能提升对导风板的控制的精确度，即使步进电机在较高转速下，也可控制导风板稳定运行，从而提高摆风的舒适程度。以及，通过减小步进电机在启动和停止时速度的变化速率，还能使得导风板在转向过程中的动作更为柔和，且在导风板摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，提升用户体验。
在本发明的一些实施例中，如图8所示，为根据本发明另一个实施例的空调器的控制方法的流程图，其中，启动升速过程和换向过程包括升速过程，停止降速过程和换向过程包括降速过程。具体地，由上述实施例的内容可知，步进电机在转向时经历了一个先减速0，再反向加速至设定目标转速的过程，因此，启动升速过程和换向过程都包括从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速的升速过程，停止降速过程和换向过程都包括从设定目标转速逐渐下降至零转速的降速过程。
在一些实施例中，空调器的控制方法还包括步骤S5-S8，具体如下。
S5，在升速过程中，获取步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，按照公式(1-1)获得发送给步进电机的实时控制脉冲频率。其中，fr为升速时实时控制脉冲频率，fm为设定目标频率，t1为升速运行时间，其中该升速运行时间t1为从步进电机3开始升速到计算实时控制脉冲频率fr所对应的时刻下的时间。τ1为控制升速快慢的时间常数，例如可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ1预先计算出来并存储至程序中，在计算升速时实时控制脉冲频率fr时，可以直接调取该时间常数τ1并进行计算。
Figure BDA0003573032960000171
S6，步进电机根据实时控制脉冲频率运行，以使得步进电机的速度按照第一曲线规律逐渐上升。
其中，当调速模式为无极调速模式，在升速过程中，可以直接在程序中实时计算控制脉冲的发送时间间隔，也就是控制脉冲频率，使步进电机的升降速过程呈指数规律曲线。具体地，如图5所示，时间0-ta过程即为步进电机启动升速的过程，0-ta时间段即为升速运行时间，曲线A即为步进电机启动升速过程的第一曲线，第一曲线为呈指数规律的曲线，设定目标频率即为步进电机在固定模式下稳定运行的目标运行频率，该设定目标频率可提前计算并写入程序中，当需要控制步进电机启动运行或者控制导风板的摆动速率增大时，能直接调取对应的设定目标频率，并根据设定目标频率和升速运行时间计算出实时控制脉冲频率，并根据实时控制脉冲频率发送脉冲至步进电机，以使得步进电机的速度按照第一曲线规律逐渐上升。
S7，在降速过程中，获取步进电机的初始频率和降速运行时间，按照公式(1-2)获得发送给步进电机的实时控制脉冲频率，其中，fd为降速时实时控制脉冲频率，fg为步进电机降速过程的初始频率，t2为降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数。其中，可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ2预先计算出来并存储至程序中，在计算降速时实时控制脉冲频率fd时，可以直接调取该时间常数τ2并进行计算。
Figure BDA0003573032960000172
S8，步进电机根据实时控制脉冲频率运行，以使得步进电机的速度按照第二曲线规律逐渐降低。
其中，步进电机的初始频率即步进电机在某一固定模式下稳定运行的频率。具体地，如图5所示，时间ts-td过程即为步进电机降速的过程，ts-td时间段即为降速运行时间，曲线B即为步进电机降速过程的第二曲线，第二曲线也为呈指数规律的曲线。当需要控制步进电机停止运行或者控制导风板的摆动速率减小时，能实时获取步进电机的初始频率和降速运行时间，并根据步进电机的初始频率和降速运行时间计算出实时控制脉冲频率，并根据实时控制脉冲频率发送脉冲至步进电机，以使得步进电机的速度按照第二曲线规律逐渐下降。
在本发明的一些实施例中，如图9所示，为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图，其中，启动升速过程和换向过程包括升速过程，停止降速过程和换向过程包括降速过程。
其中，启动升速过程和换向过程都包括从初始转速逐渐上升至对应设定目标转速的升速过程，停止降速过程和换向过程都包括从设定目标转速逐渐下降至零转速的降速过程。
在一些实施例中，空调器的控制方法还包括步骤S9和步骤S10，具体如下。
S9，在升速过程中，获取预存的基于步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的步进电机的控制脉冲频率数据表，其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得步进电机的速度按照第一曲线规律逐渐上升。
其中，设定目标频率即为步进电机在固定模式下稳定运行的目标运行频率，该设定目标频率可提前计算并写入程序中，当需要控制步进电机3动运行或者控制导风板的摆动速率增大时，能直接调取对应的设定目标频率。
可参考图6描述本发明实施例的步进电机升速的过程，其中，时间0-tf过程即为步进电机启动升速的过程，0-tf时间段即为升速运行时间。在升速过程中，将升速过程进行分段，例如可将升速过程分为n段，分别标记为f0-f1、f1-f2、f2-f3…fn-1-fn，其中图6中未示出第fn-1-fn段，以第f0-f1段为例，在0时刻输出一个脉冲至步进电机，步进电机接收到该脉冲后运行频率由f0提升至f1，每一个阶段中步进电机的运行频率逐渐上升，可以防止步进电机出现失步的情况。
进一步地，n段升速阶段以阶梯型曲线近似逼近指数型曲线，可以提前设定发送相邻两次脉冲的时间间隔，以保证步进电机的运行频率逐渐上升，不会出现步进电机的转速变化比较突兀的现象，然后将事先计算好的脉冲发送时间间隔直接存入程序中可方便直接调取，避免浪费芯片控制资源。其中，还可以根据需要进行设置时间间隔，例如可以将每两次相邻脉冲的时间间隔设置为相等的时间间隔。
其中，如图6所示，可以将每一个分段对应的运行时间设置为Δt。控制脉冲频率数据表根据预设运行公式(1-3)生成，具体地，可根据公式(1-3)计算步进电机3升速时的分段运行频率，并将n个分段所对应的步进电机升速时的分段运行频率进行整合成控制脉冲频率数据表。
fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n) 公式(1-3)
其中，fi为步进电机升速时的分段运行频率，i为分段的编号，fm为步进电机的设定目标频率，Δt为步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。其中，可在实验室模拟运行过程中将该时间常数τ预先计算出来并存储至程序中，在计算步进电机升速时的分段运行频率fi时，直接调取该时间常数τ并进行计算。
更进一步地，根据公式(1-4)可直接计算出对应的分段运行步数。其中，Ni表示该步进电机在第i段的运行步数。根据计算得到的每个分段中的步进电机的分段运行步数控制步进电机的运行状态，以使得步进电机的速度按照第一曲线规律逐渐上升。如图6所示，曲线A即为步进电机启动升速过程的第一曲线，第一曲线为呈指数规律的曲线。
Ni＝fi·Δt 公式(1-4)
S10，在降速过程中，按照与第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得步进电机的速度按照第二曲线规律逐渐降低。
其中，如图6所示，时间tg-th过程即为步进电机降速的过程，tg-th时间段即为降速运行时间，曲线B即为步进电机降速过程的第二曲线，第二曲线为呈指数规律的曲线。其中，降速过程也可以被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，其中，对于运行于同一档位的步进电机，对步进电机降速的控制方案可以沿用上述内容中的控制步进电机升速的控制方案。也就是说，对于离散化方式的降速过程，可直接采用上述实施例中的控制脉冲频率数据表，以节省芯片的控制资源。当控制步进电机转速下降时，通过逆向读取该表中的分段编号，以获得相对应的分段运行时间和分段运行频率。以及，还能根据上面实施例中的公式(1-4)计算出对应的分段运行步数，并根据计算得到的分段运行步数控制步进电机的运行状态，以使得步进电机的速度按照第二曲线规律逐渐下降。
基于上，通过采用将步进电机的升降速过程进行离散化，并计算出n个分段所对应的步进电机升将速时的分段运行频率进行整合成控制脉冲频率数据表的方式，将事先计算好的脉冲发送时间间隔直接存入程序中，以在需要时直接进行查表以获取相应的分段运行频率，更节省CPU的控制资源。
在本发明的一些实施例中，如图10所示，为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图，其中，空调器的控制方法具体还包括步骤S100和步骤S200。
S100，接收到调速模式设定指令，根据调速模式设定指令确定调速模式。其中，该调速模式设定指令可由用户发出，空调器能根据调速模式设定指令控制步进电机运行相应的模式，步进电机按照预设模式运行时，能驱动导风板以预设的摆动速率循环摆动。
S200，根据调速模式获得发送给步进电机的设定目标转速，其中，调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
其中，固定档位摆风模式即控制导风板在固定的几个预设档位循环回摆动，在确定步进电机稳定运行的转速范围的情况下，对于固定档位摆风模式，例如可将导风板摆动速率分为“低”、“中”、“高”三档，例如可对应设置步进电机在该三个档位的设定目标转速分别为10转/分、20转/分、30转/分。用户可根据需要发送控制指令，以控制发送给步进电机的控制脉冲频率以控制步进电机稳定运行在设定目标转速，进而控制导风板以预设的摆动速率循环摆风。
无极调速模式即连续调节导风板的摆风速率，例如，可设置步进电机的设定目标转速为在一个范围内可以连续变化的，例如设置步进电机的设定目标转速在10转/分-30转/分的范围内有规律地连续变化，以驱动导风板的摆风速率实时改变。以及，在运行无极调速模式时，可以通过实时计算设置的步进电机3的设定目标转速所需的脉冲频率，并将该脉冲频率预先写入程序中，程序运行时，系统能响应于调速模式设定指令自主控制步进电机运行于设定目标转速。
在本发明的一些实施例中，如图11所示，为根据本发明又一个实施例的空调器的控制方法的流程图，其中，空调器的控制方法还包括步骤S101-S107，具体如下。
S101，控制导风板摆动速率。
S102，判断是否运行无极调速模式，若判断结果为“是”，则执行步骤S103，若判断结果为“否”，则执行步骤S104。
S103，调取存入程序的公式，即上面实施例中的公式(1-1)和公式(1-2)。
S104，用户设定摆风速度。
S105，实时计算法。其中，根据用户设定的摆风速度和公式(1-1)和/或公式(1-2)，计算步进电机升降速过程中的实时控制脉冲频率。
S106，数据提前计算并存入程序。其中，确定调速模式为固定档位摆风模式时，可以将步进电机的升降速过程进行分段，并将设定目标频率等数据提前计算并写入程序中。
S107，查表法读数据。其中，该表为步进电机的控制脉冲频率数据表，是通过获取预存的基于步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的，控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表。当接收到用户设定摆风速度后，可以根据每段的分段编号查询控制脉冲频率数据表，能分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率。
将本发明实施例的空调器的控制方法应用于上面第一方面实施例的空调器10时，用户可根据喜好设置摆风速率，通过对步进电机在启动、停止、转向过程中的转速进行控制，使得步进电机在启动和停止时速度的变化速率更小，进而使得导风板在转向过程中的动作更为柔和，提高了摆风控制稳定性，以及，在导风板摆动范围的边缘位置的送风时间也会增加，能够提升用户体验。
进一步地，本发明实施例的空调器的控制方法，基于上述的对于步进电机升降速期间的多种控制方案，在CPU性能条件允许的情况下，也可采用“S”型升降速控制算法，可进一步增加步进电机运行的可靠性，提升对导风板的控制精确度。
根据本发明实施例的空调器10等的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种空调器，其特征在于，包括：
机壳，所述机壳上设置有出风口；
导风板，所述导风板设置在所述出风口，用于上下或左右摆动以调节出风方向；
步进电机，所述步进电机用于提供驱动所述导风板摆动的作用力；
控制器，所述控制器与所述步进电机连接，被配置为响应于导风板调速指令，通过调整发送给所述步进电机的控制脉冲频率控制所述步进电机的转速，以调节所述导风板的摆动速率；
在启动升速过程中，所述步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速，在停止降速过程中，所述步进电机的转速按照第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至所述步进电机达到零转速，在换向过程中，所述步进电机的转速按照所述第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照所述第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，
所述控制器还被配置为，所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；
在所述升速过程中，获取所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，根据所述设定目标频率和所述升速运行时间获得发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率，所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；
在所述降速过程中，获取所述步进电机的初始频率和降速运行时间，根据所述初始频率和所述降速运行时间获得发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率，所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。
3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：
在所述升速过程中，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure FDA0003573032950000011
其中，fr为升速时所述实时控制脉冲频率，fm为所述设定目标频率，t1为所述升速运行时间，τ1为控制升速快慢的时间常数；
在所述降速过程中，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure FDA0003573032950000021
其中，fd为降速时所述实时控制脉冲频率，fg为所述步进电机降速过程的初始频率，t2为所述降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数。
4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：
所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；
在所述升速过程中，获取预存的基于所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的所述步进电机的控制脉冲频率数据表，其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，所述控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；
在所述降速过程中，按照与所述第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。
5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，所述控制脉冲频率数据表根据以下预设运行公式生成：
fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n)；
其中，fi为所述步进电机升速时的分段运行频率，fm为所述步进电机的设定目标频率，Δt为所述步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为，接收到调速模式设定指令，根据所述调速模式设定指令确定调速模式，根据所述调速模式获得发送给所述步进电机的所述设定目标转速，其中，所述调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为接收到线控器、遥控器和移动终端APP中的至少一项发送的所述调速模式设定指令。
8.一种空调器的控制方法，其特征在于，所述空调器包括导风板和用于提供驱动所述导风板摆动的作用力的步进电机，所述控制方法包括：
响应于所述导风板调速指令，通过调整发送给所述步进电机的控制脉冲频率控制所述步进电机的转速，以调节所述导风板的摆动速率；
在启动升速过程中，所述步进电机的转速按照第一曲线规律从初始转速逐渐上升直至达到对应设定目标转速；
在停止降速过程中，所述步进电机的转速按照第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至所述步进电机达到零转速；
在换向过程中，所述步进电机的转速按照所述第二曲线规律从所述设定目标转速逐渐下降直至达到零转速再按照所述第一曲线规律从零转速反向升速直至达到反向的设定目标转速。
9.根据权利要求8所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；
在所述升速过程中，获取所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure FDA0003573032950000031
其中，fr为升速时所述实时控制脉冲频率，fm为所述设定目标频率，t1为所述升速运行时间，τ1为控制升速快慢的时间常数；
所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升。
在所述降速过程中，获取所述步进电机的初始频率和降速运行时间，按照以下公式获得所述发送给所述步进电机的实时控制脉冲频率：
Figure FDA0003573032950000032
其中，fd为降速时所述实时控制脉冲频率，fg为所述步进电机降速过程的初始频率，t2为所述降速运行时间，τ2为控制降速快慢的时间常数；
所述步进电机根据所述实时控制脉冲频率运行，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。
10.根据权利要求8所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
所述启动升速过程和所述换向过程包括升速过程，所述停止降速过程和所述换向过程包括降速过程；
在所述升速过程中，获取预存的基于所述步进电机稳定运行的设定目标频率和升速运行时间根据预设运行公式生成的所述步进电机的控制脉冲频率数据表，其中，升速过程被分为按照时间先后的多个分段，每个分段具有分段编号，所述控制脉冲频率数据表为分段编号-分段运行时间-分段运行频率的对应数据表，按照时间先后的第一序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第一曲线规律逐渐上升；
在所述降速过程中，按照与所述第一序列顺序逆序的第二序列顺序依次读取分段编号，根据每段的分段编号查询所述控制脉冲频率数据表，分别获得对应的分段运行时间和分段运行频率，根据所述分段运行频率和对应的分段运行时间获得对应的分段运行步数，每个分段所述步进电机运行对应的分段运行时间和分段运行步数，以使得所述步进电机的速度按照所述第二曲线规律逐渐降低。
11.根据权利要求10所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制脉冲频率数据表根据以下预设运行公式生成：
fi＝fm-fme-(iΔt)/τ(i＝0,1,……,n)；
其中，fi为所述步进电机升速时的分段运行频率，fm为所述步进电机的设定目标频率，Δt为所述步进电机的分段运行时间，τ为控制升降速快慢的时间常数。
12.根据权利要求8-11任一项所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
接收到调速模式设定指令，根据所述调速模式设定指令确定调速模式；
根据所述调速模式获得发送给所述步进电机的所述设定目标转速，其中，所述调速模式包括固定档位摆风模式和无极调速模式。
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