CN116614043B - 一种基于dsp的永磁电动机控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动机技术领域,具体为一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。包括:数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境处理模块;通过传感器以获取永磁电动机的环境信息,并进行分析以控制散热器和除湿器以不同的挡位进行散热和除湿工作,在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源;通过设定每种传感器分别对应一个类型系数以得到传感器对应的类型系数,将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长和环境指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到采集时长,并依据采集时长进行电动机工作的运行音频采集;实现对永磁电动机的监测。
Description
技术领域
本发明涉及电动机技术领域,具体为一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。
背景技术
永磁电动机是一种利用永磁体产生的磁场来实现电机工作的电动机,控制器会根据电机的转速和转向要求,计算出电机每个时刻的电流值和相位,通过PWM方式输出给电机。
存在以下方面的缺陷:
1、控制系统稳定性:在实际控制过程中,永磁电动机采用PWM控制,而PWM控制过程中可能会引入高频噪音和电磁干扰,从而影响系统稳定性;
2、对环境要求高:基于DSP的永磁电动机控制系统需要进行精密的电子控制和信号处理,对环境的温度、湿度等要求较高;然而实际的工作环境会对永磁电动机产生较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法,包括:数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境处理模块;数据采集模块通讯连接永磁电动机、电源和传感器以获取永磁电动机信息和环境信息,并将其发送至服务器进行保存;
传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长,并将采集时长发送至服务器;务器生成采集指令并发送至传感器模块,传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内;
音频分析模块用于将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图,分别对其进行分析得到内标指数和过标指数;再将内标指数Nc和过标指数Gc过设定的公式计算得到噪音指数NGc,其中e1和e2分别为设定的比例系数,并据此判断永磁电动机的运行状态,将生成的状态信号发送至音频处理模块;
音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为:
步骤一:当接收到一级戒备状态时,则匹配到距离系数D1;当接收到二级戒备状态时,则匹配到距离系数D2;当接收到三级戒备状态时,则匹配到距离系数D3;其中距离系数记为Dn;
步骤二:获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,当间距小于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;当间距大于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;
步骤三:控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号,并调取上一次的电动机噪音信号,并比较状态指数;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率;
环境分析模块对用于将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,生成湿度指数和温度指数;再将湿度指数和温度指数/>利用公式计算得到环境指数Hz,其中c1和c2分别为设定的比例系数;将生成的湿度指数/>和温度指数/>发送至环境处理模块,同时将环境指数发送至传感器模块;
环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施。
优选地,传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长,具体为:
步骤一:设定不同传感器分别对应一个类型系数,将设备对应的传感器与所有设定的传感器进行匹配得到对应的类型系数;
步骤二:调取传感器对应的永磁电动机的使用时长;
步骤三:将类型系数Le、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数Hz利用公式计算得到传感器的采集时长CJ;其中,d1、d2和d3均为预设比例系数,Cξ设定的时长转换系数;
步骤四:传感器模块将永磁电动机对应传感器的采集时长发送至服务器内保存。
优选地,对内标音频谱图进行分析得到内标指数的具体步骤为:
步骤一:获取永磁电动机历史若干种常用电动机频率,并在若干种常用电动机频率下获取永磁电动机在不采用PWM控制时的音频谱图,并将该谱图记为对比谱图;
步骤二:将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对,将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图,并统计重叠谱图的重叠时长;
步骤三:将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积,将差异面积与预设的面积区间进行比较分析,生成严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积;将每段内标音频谱图中的记为严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积的差异面积分别进行求和计算得到总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积;设定总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别对应一个面积系数;将总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别乘以对应的面积系数并将得到数值进行求和计算得到内标音频谱图的差异指数;
步骤四:将重叠时长Cd与差异指数Cy通过设定的公式计算得到内标指数Nc,其中a1和a2分别为设定的比例系数。
优选地,对过标音频谱图进行分析得到过标指数的具体步骤为:
统计每段过标音频谱图的时长记为过标时长,将所有过标音频谱图的时长记为过标时长进行均值计算得到平均过标时长;将过标音频谱图、起始时刻对应的作垂线与过标音频谱图相交、结束时刻作垂直于横坐标的垂线与过标音频谱图相交的过标谱图组成的封闭图形;计算封闭图形的面积并将其记为过标面积,将所有过标面积进行均值计算得到平均过标面积;平均过标时长Gd和平均过标面积Gy通过设定的公式计算得到过标指数Gc,其中b1和b2分别为设定的比例系数。
优选地,环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施,具体为:
当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅲ工作,以达永磁电动机散热功能;当接收到的温度指数为/>时,则控制散热器挡位为Ⅱ工作;当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅰ工作;
当接收到的湿度指数为,则控制除湿器挡位为Ⅲ工作;当接收到的湿度指数为,则控制除湿器挡位为Ⅱ工作;当接收到的湿度指数为/>,则控制除湿器挡位为Ⅰ工作。
优选地,一种基于DSP的永磁电动机控制方法,包括以下步骤:
S1:采集电动机信息和环境信息,并将其发送至服务器保存;
S2:通过用于对将类型系数Le、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数Hz利用公式计算得到传感器的采集时长CJ;其中,d1、d2和d3均为预设比例系数,Cξ设定的时长转换系数,并将采集时长发送至服务器;服务器生成采集指令并发送至传感器模块,传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内;
S3:通过将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图,分别对其进行分析得到内标指数和过标指数;将内标指数Nc和过标指数Gc通过设定的公式计算得到噪音指数NGc,其中e1和e2分别为设定的比例系数,并据此判断永磁电动机的运行状态;
S4:音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为:
S41:当接收到一级戒备状态时,则匹配到距离系数D1;当接收到二级戒备状态时,则匹配到距离系数D2;当接收到三级戒备状态时,则匹配到距离系数D3;其中距离系数记为Dn
S42:获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,当间距小于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;当间距大于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;
S43:控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号,并调取上一次的电动机噪音信号,并比较状态指数;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率;
S5:通过将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,生成湿度指数和温度指数;再将湿度指数和温度指数/>利用公式/>计算得到环境指数Hz,其中c1和c2分别为设定的比例系数;
S6:通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施。
本发明的有益效果:
1、通过设定每种传感器分别对应一个类型系数以得到传感器对应的类型系数,将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到采集时长,并依据采集时长进行电动机工作的运行音频采集;实现对永磁电动机的监测,为永磁电动机的控制奠定基础。
2、通过将音频谱图与设定的标准音频谱图进行比较分析并剪辑得到若干段内标音频谱图和过标音频谱图,分别对内标音频谱图和过标音频谱图进行数值化分析得到噪音指数,并据此判断永磁电动机的运行状态;设定不同的运行状态分别对应一个距离系数,将其与实际距离进行比较分析以调整PWM控制器的位置,并验调整之后的电动机运行状态以判定调整措施是否有效;实现在通过科学合理调整PWM控制器的位置以避免产生噪音干扰的同时实现双重减少噪音干扰,确保调整措施的有效性,提高系统稳定性。
3、通过传感器以获取永磁电动机的温度和湿度参数,并将其分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,以生成湿度指数和温度指数;并依据湿度指数和温度指数调节除湿器和散热器的工作挡位,依据永磁电动机的温度和湿度的不同控制散热器和除湿器以不同的挡位进行散热和除湿工作,在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的系统模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明为一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法,包括:数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境处理模块;数据采集模块通讯连接永磁电动机、电源和传感器以获取电动机信息和环境信息,并将其发送至服务器进行保存;其中电动机信息包括永磁电动机的运行音频;环境信息包括温度和湿度;
传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长,具体为:
步骤一:设定不同传感器分别对应一个类型系数,将设备对应的传感器与所有设定的传感器进行匹配得到对应的类型系数,并将其记为Le;需要说明的是类型值越大表示的是传感器采集的数据要求更高,分辨率和清晰度也更高;
步骤二:调取传感器对应的永磁电动机的使用时长,并将其记为Lt;
步骤三:将类型系数Le、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数Hz利用公式计算得到传感器的采集时长CJ;其中,d1、d2和d3均为预设比例系数,Cξ设定的时长转换系数;由公式可知,设备对应的类型系数越大,采集时长越大,表示该设备对应传感器的采集频率越慢,分辨率和清晰度更高;环境指数越大,采集时长越大;
步骤四:传感器模块将永磁电动机对应传感器的采集时长CJ发送至服务器内保存;
务器生成采集指令并发送至传感器模块,传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内。
音频分析模块分析对永磁电动机的运行音频进行噪音分析,具体为:
步骤一:提取运行音频,并将运行音频按照时间先后顺序在普线图上进行描点并依次进行连接得到音频谱图;将音频谱图与设定的标准音频谱图进行比较分析,将大于设定的标准音频谱图范围的部分进行剪切并标记为过标音频谱图,经过剪切之后得到多段过标音频谱图,其他的记为内标音频谱图并得到多段内标音频谱图;
步骤二:获取永磁电动机历史若干种常用电动机频率,并在若干种常用电动机频率下获取永磁电动机在不采用PWM控制时的音频谱图,并将该谱图记为对比谱图,其中对比谱图包括在不同的常用频率下的谱图;
步骤二一:将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对,将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图,并统计重叠谱图的重叠时长;
步骤二二:将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积,将差异面积与预设的面积区间进行比较分析,当差异面积大于预设的面积中的最大值时,说明该差异面积较大,内标音频谱图和对比音频谱图的差异较大,此时PWM控制时引入的噪声较为严重;则将该面积记为严重差异面积;当差异面积属于预设面积之内时,说明该差异面积较大,此时PWM控制时引入的噪声较为中度严重;则将该面积记为中度差异面积;当差异面积小于预设的面积区间中的最小值时,说明该差异面积较小,内标音频谱图和对比音频图谱的差异较小,则将该差异面积记为低度差异面积;将每段内标音频谱图中的记为严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积的差异面积分别进行求和计算得到总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积;设定总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别对应一个面积系数;将总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别乘以对应的面积系数并将得到数值进行求和计算得到内标音频谱图的差异指数;
步骤二三:将重叠时长Cd与差异指数Cy通过设定的公式计算得到内标指数Nc,其中a1和a2分别为设定的比例系数;
步骤三:统计每段过标音频谱图的时长记为过标时长,将所有过标音频谱图的时长记为过标时长进行均值计算得到平均过标时长;将过标音频谱图、起始时刻对应的作垂线与过标音频谱图相交、结束时刻作垂直于横坐标的垂线与过标音频谱图相交的过标谱图组成的封闭图形;计算封闭图形的面积并将其记为过标面积,将所有过标面积进行均值计算得到平均过标面积;将平均过标时长Gd和平均过标面积Gy通过设定的公式计算得到过标指数Gc,其中b1和b2分别为设定的比例系数;由公式可知,平均封闭面积越大,过标音频谱图相较于对比音频谱图差异越大,过标指数越大;
步骤四:将内标指数Nc和过标指数Gc通过设定的公式计算得到噪音指数NGc,其中e1和e2分别为设定的比例系数;将噪音指数和设定的噪音指数区间进行比较分析,当噪音指数大于设定的噪音指数区间中的最大值时,说明该永磁电动机受到PWM控制引入的噪音影响重度严重,则将永磁电动机的状态记为一级戒备状态;当噪音指数处于设定的噪音指数区间之内时,说明永磁电动机受到PWM控制引入的噪音影响中度严重,则将永磁电动机的状态记为二级戒备状态;当噪音指数小于设定的噪音区间中的最小值时,说明该永磁电动机受到PWM控制引入的噪音影响低度严重,则将永磁电动机的状态记为三级戒备状态;
步骤五:将生成的一级戒备状态、二级戒备状态和三级戒备状态信号发送至音频处理模块。
音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为:
步骤一:当接收到一级戒备状态时,说明控制器和电动机的距离太近以至于PWM控制器引入的噪音严重影响到电动机;则匹配到距离系数D1;当接收到二级戒备状态时,说明控制器和电动机的距离较近以至于PWM控制器引入的噪音严重影响到电动机;则匹配到距离系数D2;当接收到三级戒备状态时,说明控制器和永磁电动机的距离太近以至于PWM控制器引入的噪音严重影响到电动机;则匹配到距离系数D3;其中距离系数记为Dn,n=1,2,3且D1>D2>D3;
步骤二:获取当前PWM控制器和电动机之间的距离,记为实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,当间距小于零时,说明当前PWM控制器与电动机的距离过小,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;将控制器和电动机的距离拉大,以避免产生干扰;当间距大于零时,说明当前PWM控制器与电动机的距离过大,则将控制器向靠近电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;使得控制器和电动机的距离缩短,缩短控制器输出信号的距离,减少信号传输的损失,并降低线路阻抗,使信号传输更加稳定;
步骤三:控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号,并调取上一次的电动机噪音信号,并比较状态指数;其中一级戒备状态的状态指数为3,以此类推,二级戒备状态的状态指数为2,三级戒备状态的状态指数为1;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时,说明PWM控制器的位置调节对电动机的噪音影响没有改善,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率,以达到有效降低噪音和干扰;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数小于上一次的状态指数时,说明PWM控制器的位置调节有效减少对电动机的噪音影响,则不进行任何操作。
环境分析模块对永磁电动机的环境进行分析,具体为:
通过传感器以获取永磁电动机的环境参数,环境参数包括温度和湿度;将温度和设定的温度区间进行比较分析,
当温度大于设定的温度区间中的最大值时,说明此时永磁电动机的温度处于严重高温状态,则匹配到温度指数;
当温度处于设定的温度区间之内时,则匹配到温度指数;当温度小于设定的温度区间中的最小值时,则匹配到温度指数/>;其中温度指数记为/>,n=1,2,3且/>>/>>/>;
将湿度和设定的湿度区间进行比较分析,当湿度大于设定的湿度区间中的最大值时,则匹配到湿度指数;当湿度小于设定的湿度区间中的最小值时,则匹配到湿度指数,当湿度处于设定的湿度区间之内时,则匹配到湿度指数/>;其中湿度指数记为/>,n=1,2,3且/>>/>>/>;
利用公式计算得到环境指数Hz,其中c1和c2分别为设定的比例系数;
将生成的湿度指数和温度指数发送至环境处理模块,同时将环境指数发送至传感器模块;
环境处理模块用于接收环境信号并据此进行调节,具体为:
当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅲ工作,以达永磁电动机散热功能;当接收到的温度指数为/>时,则控制散热器挡位为Ⅱ工作;当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅰ工作;依据永磁电动机的温度的不同控制散热器以不同的挡位进行散热工作,在实现散热功能的同时做到节能减耗,节约资源;
当接收到的湿度指数为,则控制除湿器挡位为Ⅲ工作,以达永磁电动机除湿功能;当接收到的湿度指数为/>,则控制除湿器挡位为Ⅱ工作;当接收到的湿度指数为/>,则控制除湿器挡位为Ⅰ工作;依据永磁电动机的湿度的不同控制除湿器以不同的挡位进行除湿工作,在实现除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源;通过硬件与软件之间的配合实现对永磁电动机的精确控制,达到提高电动机效率、减少电动机噪音、延长电动机使用寿命等目的。
进一步地,本发明通过设定每种传感器分别对应一个类型系数以得到传感器对应的类型系数,将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到采集时长,依据采集时长进行电动机工作的运行音频采集;实现对永磁电动机的监测,为永磁电动机的控制奠定基础;
进一步地,本发明通过采集不使用PWM控制下的永磁电动机的运行音频以得到对比音频,再将对比音频绘制成对比音频谱图;将永磁电动机的运行音频与设定的标准音频谱图进行比较分析,将大于设定的标准音频谱图范围的部分进行剪切记为过标音频谱图并得到多段过标音频谱图,其他的记为内标音频谱图并得到多段内标音频谱图;将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对,将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图,并统计重叠谱图的重叠时长;将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积,对差异面积进行分析得到差异指数,再将重叠时长和差异指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到内标指数;计算每段过标音频谱图的时长记为过标时并将其进行均值计算得到平均过标时长,将过标音频谱图组成的封闭图形的面积并将其记为过标面积,将所有过标面积进行均值计算得到平均过标面积;再将平均过标时长和平均过标面积进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到过标指数;将过标字指数和内标指数进行数值化计算得到噪音指数,并据此判定永磁电动机的运行状态,其中运行状态包括一级戒备状态、二级戒备状态和三级戒备状态;设定不同的运行状态对应一个距离系数;获取实际PWM控制器和电动机的实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,依据间距的数值比较以调整际PWM控制器的位置;调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号;调取上一次的电动机噪音信号,并比较状态指数,以判断调整PWM控制器的位置是否减少对电动机的噪音影响;当PWM控制器的位置调节对电动机的噪音影响没有改善时,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率,以达到有效降低噪音和干扰;实现在通过科学合理调整PWM控制器的位置以避免产生噪音干扰的同时通过验证PWM控制器的位置以后的电动机运行状态以判定调整措施是否有效,没有效果时采用增加PWM控制系统频率以达到有效降低噪音和干扰,实现双重减少噪音干扰,提高系统稳定性;
进一步地,本发明通过传感器以获取永磁电动机的温度和湿度参数,并将其分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,以生成湿度指数和温度指数;并依据湿度指数和温度指数调节除湿器和散热器的工作挡位,依据永磁电动机的温度和湿度的不同控制散热器和除湿器以不同的挡位进行散热和除湿工作,在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于DSP的永磁电动机控制系统,包括:数据采集模块、与之通信连接的服务器;数据采集模块用于采集永磁电动机信息和环境信息,并将其发送至服务器保存;其特征在于,还包括:传感器模块、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境处理模块;
传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长,并将采集时长发送至服务器;服务器生成采集指令并发送至传感器模块,传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内;
音频分析模块用于将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图,分别对其进行分析得到内标指数和过标指数;再将内标指数和过标指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化计算分析得到噪音值,并据此判断永磁电动机的运行状态,将生成的状态信号发送至音频处理模块;
音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为:
步骤一:当接收到一级戒备状态时,则匹配到距离系数D1;当接收到二级戒备状态时,则匹配到距离系数D2;当接收到三级戒备状态时,则匹配到距离系数D3;其中距离系数记为Dn,n=1,2,3且D1>D2>D3;
步骤二:获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,当间距小于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;当间距大于零时,则将控制器向靠近电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;
步骤三:控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号,并调取上一次的电动机噪音信号,并比较电动机噪音信号的状态指数;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率;
环境分析模块用于将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,生成湿度指数和温度指数;再将湿度指数和温度指数进行归一化处理取其数值,对数值进行分析得到环境指数;将生成的湿度指数和温度指数发送至环境处理模块,同时将环境指数发送至传感器模块;
环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施;
传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长,具体为:
步骤一:设定不同传感器分别对应一个类型系数,将设备对应的传感器与所有设定的传感器进行匹配得到对应的类型系数;
步骤二:调取传感器对应的永磁电动机的使用时长;
步骤三:将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长和环境指数利用公式化计算分析得到传感器的采集时长;
步骤四:传感器模块将永磁电动机对应传感器的采集时长发送至服务器内保存。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的永磁电动机控制系统,其特征在于,对内标音频谱图进行分析得到内标指数的具体步骤为:
步骤一:获取永磁电动机历史若干种常用电动机频率,并在若干种常用电动机频率下获取永磁电动机在不采用PWM控制时的音频谱图,并将该谱图记为对比谱图;
步骤二:将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对,将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图,并统计重叠谱图的重叠时长;
步骤三:将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积,将差异面积与预设的面积区间进行比较分析,生成严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积;将每段内标音频谱图中的记为严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积的差异面积分别进行求和计算得到总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积;设定总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别对应一个面积系数;将总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别乘以对应的面积系数并将得到数值进行求和计算得到内标音频谱图的差异指数;
步骤四:将重叠时长与差异指数通过设定的公式计算分析得到内标指数。
3.根据权利要求2所述的一种基于DSP的永磁电动机控制系统,其特征在于,对过标音频谱图进行分析得到过标指数的具体步骤为:
统计每段过标音频谱图的时长记为过标时长,将所有过标音频谱图的时长记为过标时长进行均值计算得到平均过标时长;将过标音频谱图、起始时刻对应的作垂线与过标音频谱图相交、结束时刻作垂直于横坐标的垂线与过标音频谱图相交的过标谱图组成的封闭图形;计算封闭图形的面积并将其记为过标面积,将所有过标面积进行均值计算得到平均过标面积;将平均过标时长和平均过标面积通过设定的公式计算分析得到过标指数。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的永磁电动机控制系统,其特征在于,环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施,具体为:
当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅲ工作,以达永磁电动机散热功能;当接收到的温度指数为/>时,则控制散热器挡位为Ⅱ工作;当接收到的温度指数为时,则控制散热器挡位为Ⅰ工作;
当接收到的湿度指数为,则控制除湿器挡位为Ⅲ工作;当接收到的湿度指数为/>,则控制除湿器挡位为Ⅱ工作;当接收到的湿度指数为/>,则控制除湿器挡位为Ⅰ工作。
5.一种基于DSP的永磁电动机控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:采集电动机信息和环境信息,并将其发送至服务器保存;
S2:通过用于对永磁电动机的使用时长、类型系数和环境指数进行数值化分析得到采集时长,并将采集时长发送至服务器;服务器生成采集指令并发送至传感器模块,传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内;
S3:通过将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图,分别对其进行分析得到内标指数和过标指数;再将内标指数和过标指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化计算分析得到噪音值,并据此判断永磁电动机的运行状态;
S4:音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为:
S41:当接收到一级戒备状态时,则匹配到距离系数D1;当接收到二级戒备状态时,则匹配到距离系数D2;当接收到三级戒备状态时,则匹配到距离系数D3;其中距离系数记为Dn,n=1,2,3且D1>D2>D3;
S42:获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离,将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距,当间距小于零时,则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;当间距大于零时,则将控制器向靠近电动机的一侧移动与间距大小相等的距离;
S43:控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号,并调取上一次的电动机噪音信号,并比较状态指数;当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时,则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率;
S5:通过将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析,生成湿度指数和温度指数;再将湿度指数和温度指数进行归一化处理取其数值,对数值进行分析得到环境指数;
S6:通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107154759A (zh) * | 2011-04-28 | 2017-09-12 | 赛伟科有限责任公司 | 电动机和电动机控制器 |
CN109270454A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-25 | 东北大学 | 一种永磁同步电机智能观测装置及控制系统 |
CN111856276A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-30 | 淮南万泰电子股份有限公司 | 一种电机运行状态实时监测系统 |
CN112478971A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-03-12 | 南京贺宇网络科技有限公司 | 基于大数据的电梯运行故障分析诊断一体化管理云平台 |
JP2022119590A (ja) * | 2021-02-04 | 2022-08-17 | ダイハツ工業株式会社 | インバータの制御装置 |
CN115437301A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-12-06 | 淄博瀚泓环保科技有限公司 | 一种水处理机组工作状态监测管控系统 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107154759A (zh) * | 2011-04-28 | 2017-09-12 | 赛伟科有限责任公司 | 电动机和电动机控制器 |
CN109270454A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-25 | 东北大学 | 一种永磁同步电机智能观测装置及控制系统 |
CN111856276A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-30 | 淮南万泰电子股份有限公司 | 一种电机运行状态实时监测系统 |
CN112478971A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-03-12 | 南京贺宇网络科技有限公司 | 基于大数据的电梯运行故障分析诊断一体化管理云平台 |
JP2022119590A (ja) * | 2021-02-04 | 2022-08-17 | ダイハツ工業株式会社 | インバータの制御装置 |
CN115437301A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-12-06 | 淄博瀚泓环保科技有限公司 | 一种水处理机组工作状态监测管控系统 |
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