CN116846261A - 一种电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露的电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备，所述控制方法包括，采集所述电机的运行参数；识别所述电机的负载；对照所述运行参数与所述负载的对应关系；其中，在采集所述电机的运行参数的步骤前，还包括：获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值。本发明通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；该控制方法无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备。
[背景技术]
传统的割草机主要是背负式割草机、手提式割草机、手推式割草机等，自动化程度较低，工作效率不高，使用者的劳动强度和劳损程度较大。当针对全年、大面积草坪的维护需求时，骑乘式割草机具有续航时间长、操控灵活和工作效率高等优点，并且避免使用者长时间工作带来的疲惫甚至劳动损伤。
从能源动力类型区分，目前的骑乘式割草机主要有两种：汽油机式和锂电充电式。与汽油机式相比，锂电充电式具有零排放、零油耗、低噪音和维护简单等优点。
骑乘式割草机在工作过程中主要的能源消耗除了驱动轮的动能消耗外，主要就是割草电机驱动割刀割草所消耗的能量了。现有的骑乘式割草机一般给使用者提供了多个调节档位，用于设置割刀的转速，转速越高则割草效率越高，但电机功率和能耗也越大。尤其是锂电充电式骑乘割草机，割刀所消耗能耗将影响割草机的续航能力和充电频率。
骑乘式割草机为了增加单词行驶路径中的割草面积，一般会在整机车身底盘下方左右各安装一个割刀，在实际割草工况中，左右不同的割刀所面临负载往往不同。如果统一使用重负载割刀的控制要求，则对于轻负载割刀而言输出转矩过剩，形成能力浪费；如果统一使用轻负载割刀的控制要求，则对于重负载割刀而言输出转矩不足，一些高密草就无法被顺利割断。另一方面，在实际割草工况中，待割区域草的生长并不一定均匀，存在疏密不均的情况，如果一直使用转速较高的档位，则在疏草区域造成能力浪费，而使用转速较低的档位，则在密草区域造成割草失效。使用者如果通过手动切换档位的方式，则需要不断人工判断草况、工况，同时不断调节档位来实现效率和续航的最优结合，技术难度高，操作过于繁琐，且因分散人的注意力而容易导致安全问题。
现有的控制方法，也无法通过负载自适应控制对电机的转速准确调节，以实现电机输出的调整。鉴于此，确有必要提供一种改进的电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备，以克服先前技术存在的缺陷。
[发明内容]
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动调整输出以提升续航的电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：
一种电机负载自适应转速闭环控制方法，所述控制方法应用于电机控制装置，包括以下步骤：
采集所述电机的运行参数；
基于所述电机的运行参数识别所述电机的负载；
对照所述运行参数与所述负载的对应关系，若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速；
其中，在采集所述电机的运行参数的步骤前，还包括：
获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值。
进一步改进方案为：所述运行参数包括占空比、电流和功率之一或全部。
进一步改进方案为：当所述运行参数包括占空比时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的占空比d0％，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤20，预设电机的占空比d1％和占空比变量Δd，并且满足d1＝d0+Δd，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的占空比为100％，获取所有预设占空比下所述电机对应的转速特性曲线；
步骤40，将不同占空比状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；
步骤50，选取不同占空比状态下的转速或转矩点，通过直线或曲线拟合。
进一步改进方案为：当所述运行参数包括占空比时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速特性曲线，记录不同转矩刻度下的占空比；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；
步骤50，选取不同占空比状态下的转速或转矩点，通过直线或曲线拟合。
进一步改进方案为：当所述运行参数包括电流时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线映射到转速-电流坐标系；
步骤50，选取转速或转矩点，以及选取电流或转矩点，通过直线或曲线拟合。
进一步改进方案为：当所述运行参数包括功率时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线映射到转速-功率坐标系；
步骤50，选取转速或转矩点，以及选取功率或转矩点，通过直线或曲线拟合。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种电机控制装置，所述控制装置运行于智能设备中，包括：
采集模块，用于采集电机运行参数；
识别模块，用于基于所述电机的运行参数识别所述电机的负载；
控制模块，用于对照所述运行参数与所述负载的对应关系，若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速；
存储模块，用于预存储所述运行参数与所述负载变化的对应关系和随所述负载的上、下边界阈值。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种智能设备，包括切割系统，所述切割系统包括所述的电机控制装置。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种智能设备，包括存储器和处理器；
所述存储器存储有计算机指令；
所述处理器与所述存储器相连，用于从存储器中获取并执行计算机指令以实现所述的控制方法。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种计算机可读介质，其具有处理器可执行的非易失的程序代码，所述程序代码使所述处理器执行所述的控制方法。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果：本发明的电机负载自适应转速闭环控制方法，通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；该控制方法无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
[附图说明]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:
图1是本发明实施例一的电机负载自适应转速闭环控制方法流程图；
图2是本发明实施例一的实际转速随占空比变化的最优轨迹曲线之一；
图3是本发明实施例一的实际转速随占空比变化的最优轨迹曲线之二；
图4是本发明实施例一的转速闭环控制原理图；
图5是本发明实施例一的实际转速随电流变化的最优轨迹曲线；
图6是本发明实施例一的实际转速随功率变化的最优轨迹曲线；
图7是本发明实施例二的电机控制装置结构示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。
在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“第一”、“第二”、“第三”等词语仅为了便于区别描述本发明涉及的相关参数，无特殊含义，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电机负载自适应转速闭环控制方法，其应用于电机控制装置，实现自动调整输出以提升续航效果。如图1所示，所述方法包括以下步骤：采集所述电机的运行参数；进而基于电机的运行参数识别所述电机的负载；对照所述运行参数与所述负载的对应关系，即最后对照所述运行参数随所述负载变化的关系坐标进行判断。基于上述运行参数-负载的关系坐标，判断结果包括：若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速。
采集所述电机的运行参数的步骤用于实时获取电机运行情况，包括电机的占空比、电流、功率等；识别所述电机负载的步骤用于实时获取电机负载的情况，包括高负载、低负载、负载变化等。在采集所述电机的运行参数的步骤前，本实施例的控制方法还包括以下步骤：获取所述运行参数与所述负载的对应关系，即获取所述运行参数随所述负载变化的关系坐标，并获取所述负载的上、下边界阈值，包括所述运行参数随所述负载变化后的上、下边界阈值。
关于获取所述运行参数与所述负载的对应关系，并获取所述负载的上、下边界阈值的步骤，该步骤于电机工作前进行，关系坐标与边界阈值可通过测试和演算获取。关于采集所述电机的运行参数，识别所述电机的负载，对照所述运行参数随所述负载变化的关系坐标进行判断等步骤，上述步骤于电机工作时进行，运行参数、负载情况和判断过程实时进行，进而实时反馈和控制电机运行。具体的，电机工作情况指电机正驱动割刀割草。根据电机的本身参数和工况，在工作时对照参数-负载的关系坐标判断，实时控制电机转速增大或减小，实现自动调整割草电机的输出，以提升割草机的续航效果。
本发明的电机负载自适应转速闭环控制方法，通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；该控制方法无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
优选的，运行参数包括占空比或电流或功率，或者运行参数同时包括占空比、电流和功率。
优选的，为获取如图2所示实际转速随占空比变化的最优轨迹曲线，即当所述运行参数包括或仅包括占空比时，在获取所述运行参数随所述负载变化的关系坐标和随所述负载变化后的上、下边界阈值的步骤中，可通过采用开环PWM(脉冲宽度调制)控制测量数据，具体包括：步骤10，预设电机的占空比d0％，可采用测绘获取所述电机对应的转速特性曲线；步骤20，预设电机的占空比d1％和占空比变量Δd，并且满足d1＝d0+Δd，测绘出所述电机对应的转速特性曲线；步骤30，不断重复步骤20，直至所述电机的占空比为100％，测绘出所有预设占空比下所述电机对应的转速特性曲线；步骤40，将不同占空比状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；步骤50，选取不同占空比状态下的转速点或转矩点(选取原则：最高效率点，最小电流点等)，再将所述电机要求的转矩与转速匹配(如最大转矩与最高转速匹配、最小转矩与最低转速匹配)，以锚定最佳控制轨迹的两端并使用直线或曲线拟合，得到所需负载自适应控制轨迹。其中，上述Δd可根据实际产品需求、测量精度、主控芯片资源等调整，数值越小曲线拟合越精细，控制轨迹过度越顺滑，但资源消耗也越大。
优选的，为获取如图2所示实际转速随占空比变化的最优轨迹曲线，当所述运行参数包括或仅包括占空比时，在获取所述运行参数随所述负载变化的关系坐标和随所述负载变化后的上、下边界阈值的步骤中，可通过采用转速闭环控制测量数据，具体包括：步骤10，预设电机的转速n0％，测绘出所述电机对应的转速特性曲线，记录不同转矩刻度下的占空比；步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，测绘出所述电机对应的转速特性曲线；步骤30，不断重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，测绘出所有预设转速下所述电机对应的转速特性曲线；步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；步骤50，选取不同占空比状态下的转速或转矩点(选取原则：最高效率点，最小电流点等)，再将所述电机要求的转矩与转速匹配(如最大转矩与最高转速匹配、最小转矩与最低转速匹配)，以锚定最佳控制轨迹的两端并使用直线或曲线拟合，得到所需负载自适应控制轨迹。其中，上述Δn可根据实际产品需求、测量精度、主控芯片资源等调整，数值越小曲线拟合越精细，控制轨迹过度越顺滑，但资源消耗也越大。
请参考图4的转速闭环控制原理，本实施例通过速度反馈闭环控制无刷直流电机(BLDC)运转。
优选的，当所述运行参数包括或仅包括占空比时，在割草电机实际运行中：上述控制方法由检测电机转速，获取当前占空比开始；其后对转速进行预处理；其后判断当前在是否在转速调节过程中，如果是则采用PID(比例、积分、微分控制)调节实际转速，并返回开始阶段；如果不是则根据当前转速确定(查表后线性插值计算或直接函数法计算)占空比的上下(负载增减)边界，并继续下一步；其后判断占空比是否大于负载增大的上边界(负载变大)，如果是则设置新的目标转速即增大转速，并返回开始阶段，如果不是则继续下一步；其后判断占空比是否小于负载减小的下边界(负载变小)，如果是则设置新的目标转速即减小转速，并返回开始阶段。
关于获取前述最佳控制轨迹的方法，例如：采用数学工具(如Mat l ab)拟合出最佳轨迹曲线。在软件控制过程中，实时获取当前割草电机的转速及占空比，计算当前的测量点与曲线的最短距离，并由此得到曲线上的一点(目标点，该点到测量点直线距离最短)，将当前占空比和转速沿着此直线(其实为线性函数)运动到目标点，实现了割草电机的最优轨迹曲线控制。若上述点到曲线的距离计算占用过多CPU资源，也可以采用如下简化的近似计算方式：点(x0，y0)在最佳轨迹曲线上最临近的两个测试点，由此两个测试点得到直线Ax+By+C＝0
点到该直线的距离为
从宏观来看，割草电机的转速和转矩一直运行在最佳轨迹上(微观上有波动)，负载小则转速低，负载大则转速高。
优选的，为获取如图5所示实际转速随电流变化的最优轨迹曲线，当所述运行参数包括或仅包括电流时，在获取所述运行参数随所述负载变化的关系坐标和随所述负载变化后的上、下边界阈值的步骤中，可通过采用转速闭环控制测量数据，具体包括：步骤10，预设电机的转速n0％，测绘出所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，测绘出所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，测绘出所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线映射到转速-电流坐标系；步骤50，选取转速或转矩点，选取电流或转矩点(选取原则：最高效率点、转矩电流最佳点MTPA等)，再将所述电机要求最大转矩和最高转速、最大电流匹配，最小转矩和最低转速、最小电流匹配，以锚定最佳控制轨迹的两端并使用直线或曲线拟合，得到所需负载自适应控制轨迹。其中，上述Δn可根据实际产品需求、测量精度、主控芯片资源等调整，数值越小曲线拟合越精细，控制轨迹过度越顺滑，但资源消耗也越大。
优选的，当所述运行参数包括或仅包括电流时，在割草电机实际运行中：上述控制方法由检测电机转速和电流开始；其后对转速和电流进行预处理；其后判断当前在是否在转速调节过程中，如果是则采用PID(比例、积分、微分控制)调节实际转速，并返回开始阶段；如果不是则根据当前转速确定(查表后线性插值计算或直接函数法计算)工况电流的上下(负载增减)边界，并继续下一步；其后判断电流是否大于负载增大的上边界(负载变大)，如果是则设置新的目标转速即增大转速，并返回开始阶段，如果不是则继续下一步；其后判断电流是否小于负载减小的下边界(负载变小)，如果是则设置新的目标转速即减小转速，并返回开始阶段。
优选的，为获取如图6所示实际转速随功率变化的最优轨迹曲线，当所述运行参数包括或仅包括功率时，在获取所述运行参数随所述负载变化的关系坐标和随所述负载变化后的上、下边界阈值的步骤中，可通过采用转速闭环控制测量数据，具体包括：步骤10，预设电机的转速n0％，测绘出所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，测绘出所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，测绘出所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线映射到转速-功率坐标系；步骤50，选取转速或转矩点，选取功率或转矩点(选取原则：最高效率点、转矩功率最佳点MTPP等)，再将所述电机要求最大转矩和最高转速、最大功率匹配，最小转矩和最低转速、最小功率匹配，以锚定最佳控制轨迹的两端并使用直线或曲线拟合，得到所需负载自适应控制轨迹。其中，上述Δn可根据实际产品需求、测量精度、主控芯片资源等调整，数值越小曲线拟合越精细，控制轨迹过度越顺滑，但资源消耗也越大。
优选的，当所述运行参数包括或仅包括功率时，在割草电机实际运行中：上述控制方法由检测电机转速和功率开始；其后对转速和功率进行预处理；其后判断当前在是否在转速调节过程中，如果是则采用PID(比例、积分、微分控制)调节实际转速，并返回开始阶段；如果不是则根据当前转速确定(查表后线性插值计算或直接函数法计算)工况功率的上下(负载增减)边界，并继续下一步；其后判断功率是否大于负载增大的上边界(负载变大)，如果是则设置新的目标转速即增大转速，并返回开始阶段，如果不是则继续下一步；其后判断功率是否小于负载减小的下边界(负载变小)，如果是则设置新的目标转速即减小转速，并返回开始阶段。
优选的，当所述运行参数包括同时占空比、电流和功率时，基于前述的运行参数包括占空比或电流或功率关联的方法，将三个维度整合关联，使目标转速的调整依据占空比和/或电流和/或功率的上下边界阈值。在割草电机实际运行中：控制方法由检测电机转速、电流、电压、压差、续流时间等变量开始；其后对上述变量进行预处理；其后判断当前在是否在转速调节过程中，如果是则采用PID(比例、积分、微分控制)调节实际转速，并返回开始阶段；如果不是则根据当前转速确定(查表后线性插值计算或直接函数法计算)占空比、电流、功率(根据电压、压差和续流时间)的上下(负载增减)边界，并继续下一步；其后判断占空比是否大于负载增大的上边界和/或电流是否大于负载增大的上边界和/或功率大于负载增大的上边界(负载变大)，如果是则设置新的目标转速即增大转速，并返回开始阶段，如果不是则继续下一步；其后判断占空比是否小于负载减小的下边界和/或电流是否小于负载减小的下边界和/或功率小于负载减小的下边界(负载变小)，如果是则设置新的目标转速即减小转速，并返回开始阶段。
实施例二
请参考图7，本发明还提供了一种电机控制装置，所述控制装置运行于割草机中，包括：采集模块、识别模块、控制模块和存储模块。采集模块用于采集电机运行参数。采集所述电机的运行参数用于实时获取电机运行情况，包括电机的占空比、电流、功率等。识别模块用于基于所述电机的运行参数识别所述电机的负载。识别所述电机负载用于实时获取电机负载的情况，包括高负载、低负载、负载变化等。控制模块用于对照所述运行参数与所述负载的对应关系。若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速。存储模块用于预存储所述运行参数与所述负载变化的对应关系和随所述负载的上、下边界阈值。
本发明提供的电机控制装置，上述模块的划分仅为示例性的表述，其中，采集模块、识别模块、控制模块和存储模块也可以集成为一个模块以实现数值采集获取和电机控制。优选的，所述采集模块、识别模块、控制模块和存储模块集成于单片机(MCU)中。
本发明通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
实施例三
本发明还提供了一种智能设备，尤其是骑乘式割草机，其包括切割系统。切割系统用于切割草，所述切割系统包括所述的电机控制装置。需要说明的是，智能设备还包括其他系统，如能源系统、车架系统、操纵系统、驱动系统、座椅系统等。其中，能源系统可包括如电池包和充电器等；操纵系统可包括如操作杆和方向盘等；驱动系统可包括如驱动电机和驱动轮等。
本发明通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；无需人工参与，割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
实施例四
本发明还提供了一种智能设备，用于实现实施例一所述的控制方法，包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机指令；所述处理器与所述存储器相连，用于从存储器中获取并执行计算机指令以实现所述的控制方法。
本发明通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
实施例五
本发明还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行前述的控制方法。
本发明通过采集割草电机运行时的相关参数，识别出负载的实际情况，实现低负载时低功率、低转速输出，高负载时高功率、高转速输出，电机控制和输出调节更加准确，达到降低无效能耗，提升割草机整机续航能力的效果；无需人工参与，相应割草机智能化程度高，易操作，安全性能佳。
所述功能如果以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。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分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，包括若干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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：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)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于电机控制装置，包括以下步骤：
采集所述电机的运行参数；
基于所述电机的运行参数识别所述电机的负载；
对照所述运行参数与所述负载的对应关系，若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速；
其中，在采集所述电机的运行参数的步骤前，还包括：
获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值。
2.根据权利要求1所述的电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，所述运行参数包括占空比、电流和功率之一或全部。
3.根据权利要求2所述的电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，当所述运行参数包括占空比时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的占空比d0％，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤20，预设电机的占空比d1％和占空比变量Δd，并且满足d1＝d0+Δd，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的占空比为100％，获取所有预设占空比下所述电机对应的转速特性曲线；
步骤40，将不同占空比状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；
步骤50，选取不同占空比状态下的转速或转矩点，通过直线或曲线拟合。
4.根据权利要求2所述的电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，当所述运行参数包括占空比时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速特性曲线，记录不同转矩刻度下的占空比；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线映射到转速-占空比坐标系；
步骤50，选取不同占空比状态下的转速或转矩点，通过直线或曲线拟合。
5.根据权利要求2所述的电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，当所述运行参数包括电流时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和电流-转矩特性曲线映射到转速-电流坐标系；
步骤50，选取转速或转矩点，以及选取电流或转矩点，通过直线或曲线拟合。
6.根据权利要求2所述的电机负载自适应转速闭环控制方法，其特征在于，当所述运行参数包括功率时，在获取所述运行参数与所述负载的对应关系和所述负载的上、下边界阈值的步骤中，具体包括：
步骤10，预设电机的转速n0％，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤20，预设电机的转速n1％和转速变量Δn，并且满足n1＝n0+Δn，获取所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤30，重复步骤20，直至所述电机的转速为空载状态下最高转速，获取所有预设转速下所述电机对应的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线；
步骤40，将不同转速状态下的转速-转矩特性曲线和功率-转矩特性曲线映射到转速-功率坐标系；
步骤50，选取转速或转矩点，以及选取功率或转矩点，通过直线或曲线拟合。
7.一种电机控制装置，其特征在于，所述控制装置运行于智能设备中，包括：
采集模块，用于采集电机运行参数；
识别模块，用于基于所述电机的运行参数识别所述电机的负载；
控制模块，用于对照所述运行参数与所述负载的对应关系，若所述运行参数大于所述负载的上边界阈值则增大所述电机的转速，若所述运行参数小于所述负载的下边界阈值则减小所述电机的转速；
存储模块，用于预存储所述运行参数与所述负载变化的对应关系和随所述负载的上、下边界阈值。
8.一种智能设备，其特征在于，包括切割系统，所述切割系统包括如权利要求7所述的电机控制装置。
9.一种智能设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器存储有计算机指令；
所述处理器与所述存储器相连，用于从存储器中获取并执行计算机指令以实现如权利要求1-6中任一项所述的控制方法。
10.一种计算机可读介质，其具有处理器可执行的非易失的程序代码，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310772251.0A CN116846261A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310772251.0A CN116846261A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种电机负载自适应转速闭环控制方法、装置及智能设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117254745A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 深圳市精锐昌科技有限公司 | 一种电机的运行控制方法、系统及存储介质 |
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2023
- 2023-06-28 CN CN202310772251.0A patent/CN116846261A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117254745A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 深圳市精锐昌科技有限公司 | 一种电机的运行控制方法、系统及存储介质 |
| CN117254745B (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-22 | 深圳市精锐昌科技有限公司 | 一种电机的运行控制方法、系统及存储介质 |
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