CN115639855B - 电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备，其中，该方法包括：设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹；基于电机的曲线运动轨迹，得到高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；在动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算电机驱动高压断路器动作时的转矩需求；当计算得到的转矩需求未超过电机的电机转矩阈值时，将曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径。通过本申请实施例提供的电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备，能够寻找出电机规划路径的最优解，得到满足电机运行需求的规划路径。
Description
技术领域
本申请涉及高压断路器伺服控制技术领域，具体而言，涉及一种电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备。
背景技术
目前，电机直驱高压断路器是一种利用电机及驱动器作为断路器操动机构的新型断路器，采用伺服控制技术可以实现电机对高压断路器动触头位置和速度的实时控制。电机动作路径的设定过程中往往依赖于试验人员的经验，导致高压断路器动作路径的设定过程效率低。
发明内容
为解决上述问题，本申请实施例的目的在于提供一种电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备。
第一方面，本申请实施例提供了一种电机直驱高压断路器的路径规划方法，包括：
设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；
在所述动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电机直驱高压断路器的路径规划装置，包括：
第一处理模块，用于设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
第二处理模块，用于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；
计算模块，用于在所述高压断路器的动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
确定模块，用于当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。
第三方面，本申请实施例还提供了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运行时执行上述第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行上述第一方面所述的方法的步骤。
本申请实施例上述第一方面至第四方面提供的方案中，基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹；并基于电机的曲线运动轨迹，得到高压断路器的动触头按照直线运动轨迹运动时的平均速度；在动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算电机驱动高压断路器动作时的转矩需求；当计算得到的转矩需求未超过电机的电机转矩阈值时，将得到的曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径，与相关技术中往往依赖于试验人员的经验设定高压断路器动作路径的过程相比，无需人工参与就可以规划得到高压断路器的规划路径，大大提高了高压断路器动作路径的设计效率；而且，在规划路径的过程中，通过对电机的曲线运行轨迹和电机的转矩需求等内容进行系统性综合考虑分析，形成了一套系统性的电机运行路径规划方法，使用该方法能够寻找出电机规划路径的最优解，得到满足电机运行需求的规划路径。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本申请的一些实施例，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示出了本申请实施例所提供的应用场景中高压断路器的结构示意图；
图2示出了本申请实施例1所提供的一种电机直驱高压断路器的路径规划方法的流程图；
图3示出了本申请实施例1所提供的电机的曲线运动轨迹的示意图；
图4示出了本申请实施例1所提供的转矩需求的示意图；
图5示出了本申请实施例2所提供的一种电机直驱高压断路器的路径规划装置的结构示意图；
图6示出了本申请实施例3所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前，电机直驱高压断路器是一种利用电机及驱动器作为断路器操动机构的新型断路器，采用伺服控制技术可以实现电机对高压断路器动触头位置和速度的实时控制。电机动作路径的设定过程中往往依赖于试验人员的经验，导致高压断路器动作路径的设定过程效率低。
基于此，本申请以下各实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备，结合了负载动力学及运动学建模方法，几何运动分析方法，将电机曲线运行轨迹、高压断路器动触头直线运行轨迹、以及电机转矩需求等内容进行系统性分析，并利用迭代优化的方法进行路径规划寻优，形成了一套系统性的电机运行路径规划方法，能够得到满足电机运行需求的规划路径。
在对本申请以下各实施例提出的电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备进行描述之前，可以先对电机直驱高压断路器的路径规划方法、装置和电子设备的应用场景进行描述：
该应用场景包括：伺服控制器、电机和高压断路器。
其中，电机分别与伺服控制器和高压断路器连接，伺服控制器控制电机按照曲线路径进行运动的过程中，电机会驱动高压断路器的动触头直线运动。
参见图1所示的高压断路器的结构示意图，其中，所述高压断路器，包括：依次连接的动触头、绝缘拉杆和拐臂；其中，所述绝缘拉杆的顶端与动触头连接，所述绝缘拉杆的底端与拐臂连接；所述动触头上套设有弹性元件；高压断路器还具有灭弧室(图1中未示出)。电机会驱动高压断路器的动触头沿直线运动，并在运动过程中，接近或者远离高压断路器的静触头。
所述弹性元件，可以采用但不限于：弹簧、弹性膜片、波纹管和弹簧管。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本申请做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提出的一种电机直驱高压断路器的路径规划方法，执行主体是伺服控制器。
参见图2所示的一种电机直驱高压断路器的路径规划方法的流程图，本实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划方法，包括以下具体步骤：
步骤100、设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
在上述步骤100中，动作时长可以设置为1秒内的任意时长。
在一个实施方式中，动作时长可以设置为90(毫秒)ms。
为了基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹，可以执行以下步骤(1)至步骤(2)：
(1)获取所述电机的总行程距离，并从所述动作时长中选择预设数量的时间点；
(2)对所述总行程距离和从所述动作时长中选择的预设数量的时间点进行插值计算，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
在上述步骤(1)中，所述电机的总行程距离，是伺服控制器预先设定好的。
该预设数量，是伺服控制器随机设定的数量。
该预设数量可以是大于等于4的任意整数，这里不再一一赘述。
其中，为了得到动作时长内预设数量的时间点的具体时间，可以先利用动作时长/(预设数量+1)，得到动作时长内预设数量的时间点的时间间隔；然后按照得到的时间间隔，就可以从动作时长内得到预设数量的时间点。
示例地，动作时长为90ms且预设数量是4的情况下，动作时长/(4+1)＝18ms；那么，18ms就是动作时长内预设数量的时间点的时间间隔；从动作时长内得到预设数量的时间点就分别是：18ms、36ms、54ms和72ms。
在上述步骤(2)中，具体地，参见图3所示的电机的曲线运动轨迹的示意图，为了得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹，可以执行以下步骤(21)至步骤(23)：
(21)通过以下公式计算曲线运动轨迹的斜率：
s/ttotal＝k
其中，s表示总行程距离；ttotal表示动作时长；k表示曲线运动轨迹的斜率；
(22)利用从所述动作时长中选择预设数量的时间点和计算得到的曲线运动轨迹的斜率，得到电机分别在预设数量的时间点中各时间点的运动位置；
(23)运用插值算法对得到的运动位置进行插值，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
在上述步骤(22)中，通过以下公式得到电机分别在预设数量的时间点中各时间点的运动位置：
s(t)＝k*t
其中，s(t)表示电机分别在预设数量的时间点中各时间点的运动位置；t表示预设数量的时间点中的各时间点。
在上述步骤(23)中，所述插值算法，可以是但不限于：kriging插值算法和Lanczos插值算法。
运用插值算法对得到的运动位置进行插值，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹的具体过程是现有技术，这里不再赘述。
电机的曲线运动轨迹，就是由动作时长内的多个电机的运动位置组成。
图3所示的电机的曲线运动轨迹仅为示例，电机还可以按照其他的曲线运动轨迹动作，这里不再一一赘述。
在通过上述步骤100得到动作时长内电机的曲线运动轨迹后，可以继续执行以下步骤102，得到电机按照曲线运动轨迹运动时的平均速度。
步骤102、基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度。
在上述步骤102中，具体地，为了得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度，可以执行以下步骤(10)至步骤(11)：
(10)通过以下公式对所述电机在按照所述曲线运动轨迹运动的情况下，所述电机驱动所述高压断路器的所述动触头的直线运动轨迹：
其中，θ1表示曲线运动轨迹，θ1∈[0,π]；d表示动触头的直线运动轨迹；L1表示拐臂长度；L2表示绝缘拉杆长度；θ2表示绝缘拉杆的顶端的转动角度；
(11)将与计算得到的所述动触头的直线运动轨迹对应的动触头速度值确定为所述动触头按照所述直线运动轨迹运动时的平均速度。
在上述步骤(10)中，L1、L2、θ2分别是工作人员对高压断路器进行测量和测试后得到的参数，在得到这些参数后，工作人员将这些得到的参数预先缓存在伺服控制器中。
由于θ1是一条在0到π之间的曲线运动轨迹，那么得到的动触头的直线运动轨迹，就是一个轨迹值的范围。而且在该轨迹值的范围内的每个轨迹值，都与曲线运动轨迹运动中的一个运动位置相对应。
在上述步骤(11)中，伺服控制器中预先存储有直线运动轨迹与动触头速度值的对应关系，那么伺服控制器可以根据计算得到的直线运动轨迹，遍历该直线运动轨迹与动触头速度值的对应关系，就可以得到与计算得到的所述动触头的直线运动轨迹对应的动触头速度值。
所述直线运动轨迹与动触头速度值的对应关系，是工作人员通过进行电机驱动高压断路器多次实验后得到的实验结果，并将该实验结果作为直线运动轨迹与动触头速度值的对应关系预先存储在伺服控制器中。
步骤104、在所述动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求。
这里，动触头的平均速度满足速度阈值，就是指动触头的平均速度大于等于速度阈值。
该速度阈值，预先缓存在伺服控制器中。
为了计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求，可以执行以下具体步骤：
通过以下公式计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求：
其中，T12表示电机驱动高压断路器按照曲线运动轨迹运动时的转矩需求；m3表示绝缘拉杆质量；L21表示绝缘拉杆质心到绝缘拉杆底端的长度；L22表示绝缘拉杆顶端到绝缘拉杆质心的长度；F34x表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在水平方向的分量；F34y表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在垂直方向的分量；F23x表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在水平方向的分量；F23y表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在垂直方向的分量；a3x表示绝缘拉杆在水平方向的加速度；a3y表示绝缘拉杆在垂直方向的加速度；marc表示灭弧室的质量；g表示重力加速度；Fspring表示弹性元件的弹簧力；Ff表示摩擦力；a表示灭弧室在垂直方向上的加速度；α1表示拐臂在转动时的角加速度；α2表示绝缘拉杆在转动时的角加速度；ω1表示拐臂在转动时的角速度；ω2表示绝缘拉杆在转动时的角速度；IG3表示绝缘拉杆的惯量；m2表示拐臂质量；L12表示拐臂质心到拐臂底端的长度；IG1表示拐臂的惯量。
上述公式中的m3、L21、L22、F34x、F34y、F23x、F23y、a3x、a3y、marc、Fspring、Ff、a、α1、α2、ω1、ω2、IG3、m2、K12、IG1均是工作人员对高压断路器进行测量和测试后得到的参数，并在得到这些参数后。将这些参数预先缓存在伺服控制器中。
参见图4所示的转矩需求的示意图，计算得到的电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求是一条随着转角变化的转矩需求曲线。
步骤106、当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。
在上述步骤106中，在得到作为转矩需求的转矩需求曲线之后，伺服控制器可以从转矩需求曲线中提取出转矩需求的最大值，当转矩需求的最大值小于等于所述电机的电机转矩阈值时，确定计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值，则将所述曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径。
当转矩需求的最大值大于所述电机的电机转矩阈值时，确定计算得到的转矩需求已超过电机的电机转矩阈值，那么就需要返回上述步骤100，重新选择时间点的数量，并按照重新选择的时间点的数量重新执行本实施例提出的上述电机直驱高压断路器的路径规划方法，直到得到未超过电机的电机转矩阈值的转矩需求时，将未超过电机的电机转矩阈值的转矩需求对应的电机曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径。
综上所述，本实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划方法，基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹；并基于电机的曲线运动轨迹，得到高压断路器的动触头按照直线运动轨迹运动时的平均速度；在动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算电机驱动高压断路器动作时的转矩需求；当计算得到的转矩需求未超过电机的电机转矩阈值时，将得到的曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径，与相关技术中往往依赖于试验人员的经验设定高压断路器动作路径的过程相比，无需人工参与就可以规划得到高压断路器的规划路径，大大提高了高压断路器动作路径的设计效率；而且，在规划路径的过程中，通过对电机的曲线运行轨迹和电机的转矩需求等内容进行系统性综合考虑分析，形成了一套系统性的电机运行路径规划方法，使用该方法能够寻找出电机规划路径的最优解，得到满足电机运行需求的规划路径。
实施例2
本实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划装置，用于执行上述实施例1提出的电机直驱高压断路器的路径规划方法。
参见图5所示的一种电机直驱高压断路器的路径规划装置的结构示意图，本实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划装置，包括：
第一处理模块500，用于设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
第二处理模块502，用于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；
计算模块504，用于在所述高压断路器的动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
确定模块506，用于当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。
具体地，所述第一处理模块，用于基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹，包括：
获取所述电机的总行程距离，并从所述动作时长中选择预设数量的时间点；
对所述总行程距离和从所述动作时长中选择的预设数量的时间点进行插值计算，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
所述高压断路器，包括：依次连接的动触头、绝缘拉杆和拐臂；其中，所述绝缘拉杆的顶端与动触头连接，所述绝缘拉杆的底端与拐臂连接；所述动触头上套设有弹性元件。
具体地，所述第二处理模块，用于基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度，包括：
通过以下公式对所述电机在按照所述曲线运动轨迹运动的情况下，所述电机驱动所述高压断路器的所述动触头的直线运动轨迹：
其中，θ1表示曲线运动轨迹，θ1∈[0,π]；d表示动触头的直线运动轨迹；L1表示拐臂长度；L2表示绝缘拉杆长度；θ2表示绝缘拉杆的顶端的转动角度；
将与计算得到的所述动触头的直线运动轨迹对应的动触头速度值确定为所述动触头按照所述直线运动轨迹运动时的平均速度。
具体地，所述计算模块，用于计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求，包括：
通过以下公式计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求：
其中，T12表示电机驱动高压断路器按照曲线运动轨迹运动时的转矩需求；m3表示绝缘拉杆质量；L21表示绝缘拉杆质心到绝缘拉杆底端的长度；L22表示绝缘拉杆顶端到绝缘拉杆质心的长度；F34x表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在水平方向的分量；F34y表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在垂直方向的分量；F23x表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在水平方向的分量；F23y表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在垂直方向的分量；a3x表示绝缘拉杆在水平方向的加速度；a3y表示绝缘拉杆在垂直方向的加速度；marc表示灭弧室的质量；g表示重力加速度；Fspring表示弹性元件的弹簧力；Ff表示灭弧室内部件之间的固有摩擦力；a表示灭弧室在垂直方向上的加速度；α1表示拐臂在转动时的角加速度；α2表示绝缘拉杆在转动时的角加速度；ω1表示拐臂在转动时的角速度；ω2表示绝缘拉杆在转动时的角速度；IG3表示绝缘拉杆的惯量；m2表示拐臂质量；L12表示拐臂质心到拐臂底端的长度；IG1表示拐臂的惯量。
综上所述，本实施例提出一种电机直驱高压断路器的路径规划装置，基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹；并基于电机的曲线运动轨迹，得到高压断路器的动触头按照直线运动轨迹运动时的平均速度；在动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算电机驱动高压断路器动作时的转矩需求；当计算得到的转矩需求未超过电机的电机转矩阈值时，将得到的曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径，与相关技术中往往依赖于试验人员的经验设定高压断路器动作路径的过程相比，无需人工参与就可以规划得到高压断路器的规划路径，大大提高了高压断路器动作路径的设计效率；而且，在规划路径的过程中，通过对电机的曲线运行轨迹和电机的转矩需求等内容进行系统性综合考虑分析，形成了一套系统性的电机运行路径规划方法，使用该方法能够寻找出电机规划路径的最优解，得到满足电机运行需求的规划路径。
实施例3
本实施例提出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运行时执行上述实施例1描述的电机直驱高压断路器的路径规划方法的步骤。具体实现可参见方法实施例1，在此不再赘述。
此外，参见图6所示的一种电子设备的结构示意图，本实施例还提出一种电子设备，上述电子设备包括总线51、处理器52、收发机53、总线接口54、存储器55和用户接口56。上述电子设备包括有存储器55。
本实施例中，上述电子设备还包括：存储在存储器55上并可在处理器52上运行的一个或者一个以上的程序，经配置以由上述处理器执行上述一个或者一个以上程序用于进行以下步骤(1)至步骤(4)：
(1)设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
(2)基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；
(3)在所述动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
(4)当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。收发机53，用于在处理器52的控制下接收和发送数据。
其中，总线架构(用总线51来代表)，总线51可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线51将包括由处理器52代表的一个或多个处理器和存储器55代表的存储器的各种电路链接在一起。总线51还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本实施例不再对其进行进一步描述。总线接口54在总线51和收发机53之间提供接口。收发机53可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。例如：收发机53从其他设备接收外部数据。收发机53用于将处理器52处理后的数据发送给其他设备。取决于计算系统的性质，还可以提供用户接口56，例如小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆。
处理器52负责管理总线51和通常的处理，如前述上述运行通用操作系统551。而存储器55可以被用于存储处理器52在执行操作时所使用的数据。
可选的，处理器52可以是但不限于：中央处理器、单片机、微处理器或者可编程逻辑器件。
可以理解，本申请实施例中的存储器55可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本实施例描述的系统和方法的存储器55旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器55存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集：操作系统551和应用程序552。
其中，操作系统551，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序552，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本申请实施例方法的程序可以包含在应用程序552中。
综上所述，本实施例提出一种计算机可读存储介质和电子设备，基于设定的动作时长，得到动作时长内电机的曲线运动轨迹；并基于电机的曲线运动轨迹，得到高压断路器的动触头按照直线运动轨迹运动时的平均速度；在动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算电机驱动高压断路器动作时的转矩需求；当计算得到的转矩需求未超过电机的电机转矩阈值时，将得到的曲线运动轨迹确定为电机直驱高压断路器的规划路径，与相关技术中往往依赖于试验人员的经验设定高压断路器动作路径的过程相比，无需人工参与就可以规划得到高压断路器的规划路径，大大提高了高压断路器动作路径的设计效率；而且，在规划路径的过程中，通过对电机的曲线运行轨迹和电机的转矩需求等内容进行系统性综合考虑分析，形成了一套系统性的电机运行路径规划方法，使用该方法能够寻找出电机规划路径的最优解，得到满足电机运行需求的规划路径。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种电机直驱高压断路器的路径规划方法，其特征在于，包括：
设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；所述高压断路器，包括：依次连接的动触头、绝缘拉杆和拐臂；其中，所述绝缘拉杆的顶端与动触头连接，所述绝缘拉杆的底端与拐臂连接；所述动触头上套设有弹性元件；
在所述动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径；
所述基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度，包括：
通过以下公式对所述电机在按照所述曲线运动轨迹运动的情况下，所述电机驱动所述高压断路器的所述动触头的直线运动轨迹：其中，/>表示曲线运动轨迹，/>；/>表示动触头的直线运动轨迹；/>表示拐臂长度；/>表示绝缘拉杆长度；/>表示绝缘拉杆的顶端的转动角度；
将与计算得到的所述动触头的直线运动轨迹对应的动触头速度值确定为所述动触头按照所述直线运动轨迹运动时的平均速度；
所述计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求，包括：
通过以下公式计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求：
其中，表示电机驱动高压断路器按照曲线运动轨迹运动时的转矩需求；/>表示绝缘拉杆质量；/>表示绝缘拉杆质心到绝缘拉杆底端的长度；/>表示绝缘拉杆顶端到绝缘拉杆质心的长度；/>表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在水平方向的分量；表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在垂直方向的分量；/>表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在水平方向的分量；/>表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在垂直方向的分量；/>表示绝缘拉杆在水平方向的加速度；/>表示绝缘拉杆在垂直方向的加速度；/>表示灭弧室的质量；/>表示重力加速度；/>表示弹性元件的弹簧力；/>表示灭弧室内部件之间的固有摩擦力；/>表示灭弧室在垂直方向上的加速度；/>表示拐臂在转动时的角加速度；/>表示绝缘拉杆在转动时的角加速度；/>表示拐臂在转动时的角速度；表示绝缘拉杆在转动时的角速度；/>表示绝缘拉杆的惯量；/>表示拐臂质量；表示拐臂质心到拐臂底端的长度；/>表示拐臂的惯量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹，包括：
获取所述电机的总行程距离，并从所述动作时长中选择预设数量的时间点；
对所述总行程距离和从所述动作时长中选择的预设数量的时间点进行插值计算，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
3.一种电机直驱高压断路器的路径规划装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于设定电机运动的动作时长，并基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹；
第二处理模块，用于基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度；所述高压断路器，包括：依次连接的动触头、绝缘拉杆和拐臂；其中，所述绝缘拉杆的顶端与动触头连接，所述绝缘拉杆的底端与拐臂连接；所述动触头上套设有弹性元件；
所述第二处理模块，用于基于所述电机的曲线运动轨迹，得到所述高压断路器的动触头直线运动时的平均速度，包括：
通过以下公式对所述电机在按照所述曲线运动轨迹运动的情况下，所述电机驱动所述高压断路器的所述动触头的直线运动轨迹：其中，/>表示曲线运动轨迹，/>；/>表示动触头的直线运动轨迹；/>表示拐臂长度；/>表示绝缘拉杆长度；/>表示绝缘拉杆的顶端的转动角度；
将与计算得到的所述动触头的直线运动轨迹对应的动触头速度值确定为所述动触头按照所述直线运动轨迹运动时的平均速度；
计算模块，用于在所述动触头的平均速度满足速度阈值的情况下，计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求；
所述计算模块，用于计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求，包括：
通过以下公式计算所述电机驱动所述高压断路器动作时的转矩需求：
其中，表示电机驱动高压断路器按照曲线运动轨迹运动时的转矩需求；/>表示绝缘拉杆质量；/>表示绝缘拉杆质心到绝缘拉杆底端的长度；/>表示绝缘拉杆顶端到绝缘拉杆质心的长度；/>表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在水平方向的分量；表示绝缘拉杆对灭弧室的作用力在垂直方向的分量；/>表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在水平方向的分量；/>表示拐臂对绝缘拉杆的作用力在垂直方向的分量；/>表示绝缘拉杆在水平方向的加速度；/>表示绝缘拉杆在垂直方向的加速度；/>表示灭弧室的质量；/>表示重力加速度；/>表示弹性元件的弹簧力；/>表示灭弧室内部件之间的固有摩擦力；/>表示灭弧室在垂直方向上的加速度；/>表示拐臂在转动时的角加速度；/>表示绝缘拉杆在转动时的角加速度；/>表示拐臂在转动时的角速度；表示绝缘拉杆在转动时的角速度；/>表示绝缘拉杆的惯量；/>表示拐臂质量；表示拐臂质心到拐臂底端的长度；/>表示拐臂的惯量；
确定模块，用于当计算得到的所述转矩需求未超过所述电机的电机转矩阈值时，将所述曲线运动轨迹确定为所述电机直驱高压断路器的规划路径。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，用于基于设定的动作时长，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹，包括：
获取所述电机的总行程距离，并从所述动作时长中选择预设数量的时间点；
对所述总行程距离和从所述动作时长中选择的预设数量的时间点进行插值计算，得到所述动作时长内所述电机的曲线运动轨迹。
5.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1-2任一项所述的方法的步骤。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行权利要求1-2任一项所述的方法的步骤。
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