一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统

技术领域

本发明涉及吸尘器领域，具体涉及一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统。

背景技术

市场上普遍使用的吸尘器一般由动力部分、过滤系统、功能性部分、保护措施和附件五大部分组成，而现有吸尘器的过滤系统一般采用海帕滤网,其是由一种高效的过滤材质制成的滤网。我们在日常使用吸尘器时，不可避免的会有细小灰尘堵住部分的通风口(也即是滤网)，从而导致吸尘器的吸力下降。传统的吸尘器考虑到这一点，所以在其控制逻辑中增加了转速补偿的判断，但并没有更详细的数据指示出当前的堵口程度。

同时，吸尘器的电机虽然会在发生堵口的时候进行转速补偿，但是随着电压的改变以及堵口程度的改变，对于电压占空比造成的影响都是不同的，极有可能造成转速补偿溢出，为堵口程度的判断再次增加了难度。

发明内容

基于上述问题，考虑到转速补偿溢出的情况，以及这种情况下如何正确判断堵口程度，本发明提出了一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法，包括步骤：

S1：在恒定电流情况下，分别获取恒定电压下各堵口程度对应的转速补偿第一曲线，以及恒定堵口程度下各电压值对应的转速补偿第二曲线；

S2：根据第一曲线和第二曲线进行数据分析，判断是否存在转速补偿溢出点，若是，提取转速补偿溢出点并进入下一步骤；

S3：根据转速补偿溢出点以及对应的曲线获取转速补偿溢出前的第一堵口判定函数，以及转速补偿溢出后的第二堵口判定函数；

S4：获取恒定电流情况下吸尘器的实时工作电压，并通过堵口判定函数获取吸尘器的堵口程度。

进一步地，所述第一堵口判定函数为：

T＝(P+U*Ki+K)*Kj，U

式中，T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

T＝(P+U)*Ki，U>U

式中T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

进一步地，所述步骤S1中，恒定电压下堵口程度由预设堵口下限值以预设堵口间隔逐渐增加至预设堵口上限值，恒定堵口程度下电压由预设电压下限值以预设电压增幅增加至预设电压上限值。

进一步地，所述步骤S2中，数据分析后获得，堵口程度与转速补偿呈负相关，电压与转速补偿呈正相关。

本发明还提出了一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定系统，包括：

数据获取模块，用于获取恒定电流情况下，恒定电压下各堵口程度对应的转速补偿第一曲线，以及恒定堵口程度下各电压值对应的转速补偿第二曲线；

数据分析模块，用于根据第一曲线和第二曲线进行数据分析，并提取存在的转速补偿溢出点；

函数分析模块，用于根据转速补偿溢出点以及对应的曲线获取转速补偿溢出前的第一堵口判定函数，以及转速补偿溢出后的第二堵口判定函数；

堵口判定模块，用于获取恒定电流情况下吸尘器的实时工作电压，并通过堵口判定函数获取吸尘器的堵口程度。

进一步地，所述第一堵口判定函数为：

T＝(P+U*Ki+K)*Kj，U

式中，T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

进一步地，所述第二堵口判定函数为：

T＝(P+U)*Ki，U>U

式中T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

进一步地，所述恒定电压下堵口程度由预设堵口下限值以预设堵口间隔逐渐增加至预设堵口上限值，所述恒定堵口程度下电压由预设电压下限值以预设电压增幅增加至预设电压上限值。

进一步地，数据分析模块数据分析后获得，堵口程度与转速补偿呈负相关，电压与转速补偿呈正相关。

与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：

(1)本发明所述的一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统，通过对电压、堵口程度和转速补偿三者之间的关系分析，提取补偿溢出点，从而可以分别获取溢出前后的堵口判定函数；

(2)根据实时工作电压以及对应的堵口判定函数，从而可以获得当前的堵口程度，从而可以及时提醒用户进行堵口的清洗或更换，避免堵口程度过大造成的工作效率降低；

(3)可以获取吸尘器的实时堵口程度，可以用于后续研究堵口程度与吸尘器整体功率的关系，从而可以根据研究结果获取最佳堵口程度范围，从而使得吸尘器在使用过程中都能以最佳效率运行，降低能耗。

附图说明

图1为一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统的方法步骤图；

图2为一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统的系统结构图；

图3为电压-转速补偿关系示意图；

图4为堵口程度-转速补偿关系示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本发明考虑到现有的吸尘器仅考虑到过滤系统堵口时对动力系统进行转速补偿，而没有考虑到电压改变以及堵口程度改变的情况下，其对于电机的电压占空比造成的影响都是不同的，因此某些情况下转速补偿会溢出，同时现有的吸尘器缺乏对堵口程度的正确提示，容易造成过滤系统中的海帕过渡堵塞，导致吸尘器的效率低下。基于上述问题，如图1所示，本发明提出了一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法，包括步骤：

S1：在恒定电流情况下，分别获取恒定电压下各堵口程度对应的转速补偿第一曲线，以及恒定堵口程度下各电压值对应的转速补偿第二曲线；

S2：根据第一曲线和第二曲线进行数据分析，判断是否存在转速补偿溢出点，若是，提取转速补偿溢出点并进入下一步骤；

S3：根据转速补偿溢出点以及对应的曲线获取转速补偿溢出前的第一堵口判定函数，以及转速补偿溢出后的第二堵口判定函数；

S4：获取恒定电流情况下吸尘器的实时工作电压，并通过堵口判定函数获取吸尘器的堵口程度。

本实施例以一组具体数据来对本发明的步骤S1进行说明，需要说明的是，为了控制实验的变量，在整个测试过程中电流保持恒定不变。

如图3所示，在电压不变保持12V的情况下，逐渐改变堵口的大小，依次测试出4.5mm(预设堵口下限值，堵口状态最低可通行半径)、5.5mm、6.5mm、7.5mm、8.5mm、9.5mm以及15mm(预设堵口上线值，未堵口状态可通行半径)情况下的转速补偿数据，并制成转速补偿第一曲线(图3)，从该曲线中我们可以看出，电压与转速补偿呈正相关的关系，然而其在电压为9.5V时其曲线发生了一次重大转折，相较于电压高于9.5V时的情况，其转速补偿变化速率趋于0。也即是在电压大于9.5V时，电机的转速补偿是呈一定斜率的下降趋势的，然而在电压未上升至9.5V前，其转速补偿趋于不变(本实施例中转速补偿值P为60)，也即是可以认定电压到达9.5V前转速补偿是处于溢出状态的。

那么接下来再进行堵口程度与转速补偿的关系分析，如图4所示，首先我们保持通风口半径3.5mm不变(模拟堵口程度仅剩3.5mm可通风面积的情况)，继而获取电压从12V(预设电压上限值，吸尘器最高工作电压)以0.5V为步进距离下调至9V(预设电压下限值，吸尘器正常工作电压)的转速补偿数据，并制成转速补偿第二曲线(图4)，从该曲线中我们可以看出，堵口程度与转速补偿呈正相关，同时整个曲线中并无太大的曲率变化。

根据上述数据、曲线图以及分析结果，不难看出，本实施例所述的工况下，当电压低于9.5V时，吸尘器的转速补偿会溢出。基于此，通过多次实验，获取恒定电流下，各电压状态下，堵口程度逐渐变化的数据，对这些数据进行统计分析，获取电压、转速补偿与堵口程度的关系式，也即是堵口判定函数，其中，电压低于9.5V时的第一堵口判定函数为：

T＝(P+U*Ki+K)*Kj，U

式中，T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

电压高于9.5V时的第二堵口判定函数为：

T＝(P+U)*Ki，U>U

式中T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

需要说明的是，对与堵口判定函数中系数Ki、Kj和常数K的获取，本领域技术人员完全可以根据实现获得的数据以及曲线图，通过带入MATLAB等运算软件中，通过相应算法自学习进行获取，因此本实施例中不再对这些系数的获取进行详细说明。

基于上述堵口判定函数，那么吸尘器就可在获取自身动力系统(电机)的工作电压后，对过滤系统的堵口程度进行判定，从而以便用户及时对吸尘器进行清洁或零配件更换。

在一优选实施例中，得到的堵口判定函数还用与电机的整体功耗与清洁效率进行数据分析，用以获取吸尘器最佳工作效率情况下，堵口程度的下限值。从而可以在堵口程度达到下限值时及时提示用户进行处理，保证吸尘器在使用过程可以时刻保持最佳清洁效率。

实施例二

为了更好的对本发明所述的技术内容进行理解，本实施例通过系统结构的形式来对本发明进行阐述，如图2所示，一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定系统，包括：

数据获取模块，用于获取恒定电流情况下，恒定电压下各堵口程度对应的转速补偿第一曲线，以及恒定堵口程度下各电压值对应的转速补偿第二曲线；

数据分析模块，用于根据第一曲线和第二曲线进行数据分析，并提取存在的转速补偿溢出点；

函数分析模块，用于根据转速补偿溢出点以及对应的曲线获取转速补偿溢出前的第一堵口判定函数，以及转速补偿溢出后的第二堵口判定函数；

堵口判定模块，用于获取恒定电流情况下吸尘器的实时工作电压，并通过堵口判定函数获取吸尘器的堵口程度。

进一步地，所述第一堵口判定函数为：

T＝(P+U*Ki+K)*Kj，U

式中，T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

进一步地，所述第二堵口判定函数为：

T＝(P+U)*Ki，U>U

式中T为堵口程度，P为当前转速补偿，U为实时工作电压,U

进一步地，所述恒定电压下堵口程度由预设堵口下限值以预设堵口间隔逐渐增加至预设堵口上限值，所述恒定堵口程度下电压由预设电压下限值以预设电压增幅增加至预设电压上限值。

进一步地，数据分析模块数据分析后获得，堵口程度与转速补偿呈负相关，电压与转速补偿呈正相关。

综上所述，本发明所述的一种基于转速补偿分析的吸尘器堵口程度判定方法与系统，通过对电压、堵口程度和转速补偿三者之间的关系分析，提取补偿溢出点，从而可以分别获取溢出前后的堵口判定函数。据实时工作电压以及对应的堵口判定函数，从而可以获得当前的堵口程度，从而可以及时提醒用户进行堵口的清洗或更换，避免堵口程度过大造成的工作效率降低。

同时，尘器的实时堵口程度，还以用于后续研究堵口程度与吸尘器整体功率的关系，从而可以根据研究结果获取最佳堵口程度范围，从而使得吸尘器在使用过程中都能以最佳效率运行，降低能耗。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。