負載不平衡檢測方法、裝置及計算機可讀存儲介質與流程
2023-09-21 20:42:10
本發明涉及負載檢測控制技術領域，尤其涉及一種負載不平衡檢測方法、裝置及計算機可讀存儲介質。
背景技術：
當變頻電機所帶動的負載不平衡時，變頻電機的轉速越高，負載的振動和噪聲就會越大，從而降低設備的使用壽命。
為了減小振動和噪聲，變頻電機需要即時發現負載(例如：滾筒)不平衡，從而通過調整轉速或者對負載的不平衡狀態進行改變，在現有技術中提供了以下兩種不平衡檢測方法：
(1)採用傳感器對負載是否平衡進行檢測，但傳感器的成本較高且不便於安裝，從而導致檢測難度大。
(2)在穩定的低速運轉階段(即電機是按照固定的第一旋轉速度勻速運轉)和穩定的高速運轉階段(即電機是按照固定的第二旋轉速度勻速運轉)中，根據變頻電機的轉速或轉矩判斷負載是否平衡；然而，該方法僅能在穩定階段進行不平衡檢測，而無法實現對動態階段(即不穩定階段，例如：加速階段)進行不平衡檢測，並且由於負載在穩定的高速運轉階段是高速運轉的，在高速運轉過程中進行不平衡檢測，非常容易使設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞。
綜上所述，現有技術存在成本高、檢測難度大、無法實現對動態階段進行不平衡檢測、以及在高速運轉過程中進行不平衡檢測時，非常容易使設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞的問題。
上述內容僅用於輔助理解本發明的技術方案，並不代表承認上述內容是現有技術。
技術實現要素：
本發明的主要目的在於提供一種負載不平衡檢測方法、裝置及計算機可讀存儲介質，旨在解決現有技術中存在的成本高、檢測難度大、無法實現對動態階段進行不平衡檢測、以及在高速運轉過程中進行不平衡檢測時，非常容易使設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞的技術問題。
為實現上述目的，本發明提供一種負載不平衡檢測方法，所述方法包括以下步驟：
在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值；
根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值；
計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值；
根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
優選地，所述根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態，具體包括：
將所述差值與預設閾值進行比較，根據比較結果判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
優選地，所述將所述差值與預設閾值進行比較，根據比較結果判斷所述負載是否處於不平衡狀態，具體包括：
將所述差值與預設閾值進行比較，在比較結果為所述差值超過所述預設閾值時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值未超過所述預設閾值時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
優選地，所述根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，具體包括：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，根據對比結果確定當前基準值。
優選地，所述將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，根據對比結果確定當前基準值，具體包括：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，在對比結果為所述前一基準值大於所述當前轉矩最小值時，將所述當前轉矩最小值作為所述當前基準值，在對比結果為所述前一基準值小於等於所述當前轉矩最小值時，將所述前一基準值作為所述當前基準值。
優選地，所述負載為滾筒；
相應地，所述根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態之後，所述方法還包括：
在所述負載處於不平衡狀態時，控制所述負載停止加速運轉。
優選地，所述控制所述負載停止加速運轉之後，所述方法還包括：
判斷所述負載的已執行抖散操作次數是否大於預設次數值，若所述已執行抖散操作次數大於預設次數值，則控制所述負載停止運轉，否則控制所述負載執行抖散操作，控制所述負載重新進入加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
優選地，所述根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態之後，所述方法還包括：
在所述負載處於平衡狀態時，按照預設控制程序控制所述負載繼續進行加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種負載不平衡檢測裝置，所述負載不平衡檢測裝置包括：負載、存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上並可在所述處理器上運行的負載不平衡檢測程序，所述負載不平衡檢測程序配置為實現所述的負載不平衡檢測方法的步驟。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有負載不平衡檢測程序，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時實現所述的負載不平衡檢測方法的步驟。
本發明在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值，根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值，根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態，從而實現了動態階段的不平衡檢測，避免設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞，並且檢測成本和檢測難度較低。
附圖說明
圖1是本發明實施例方案涉及的硬體運行環境的負載不平衡檢測裝置結構示意圖；
圖2為本發明負載不平衡檢測方法第一實施例的流程示意圖；
圖3為本發明實施例中負載的加速運轉過程的控制原理圖；
圖4為本發明實施例中轉矩的波形示意圖；
圖5為本發明負載不平衡檢測方法第二實施例的流程示意圖。
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
參照圖1，圖1為本發明實施例方案涉及的硬體運行環境的負載不平衡檢測裝置結構示意圖。
如圖1所示，該負載不平衡檢測裝置可以包括：處理器1001，例如cpu，負載1002，用戶接口1003，變頻電機1004和存儲器1005。其中，負載1002為被所述變頻電機控制的對象。用戶接口1003可以包括顯示屏(display)、輸入單元比如鍵盤(keyboard)，可選用戶接口1003還可以包括標準的有線接口、無線接口。存儲器1005可以是高速ram存儲器，也可以是穩定的存儲器(non-volatilememory)，例如磁碟存儲器。存儲器1005可選的還可以是獨立於前述處理器1001的存儲裝置。
本領域技術人員可以理解，圖1中示出的負載不平衡檢測裝置結構並不構成對負載不平衡檢測裝置的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。
在具體實現中，所述負載不平衡檢測裝置可為滾筒洗衣機，當然，也可為其他設備，例如：烹飪製備設備、水輪機或離心機等設備，本實施例對此不加以限制。
如圖1所示，作為一種計算機存儲介質的存儲器1005中可以包括作業系統、用戶接口模塊以及負載不平衡檢測程序。
在圖1所示的負載不平衡檢測裝置中，所述負載不平衡檢測裝置通過處理器1001調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，並執行以下操作：
在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值；
根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值；
計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值；
根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
將所述差值與預設閾值進行比較，根據比較結果判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
將所述差值與預設閾值進行比較，在比較結果為所述差值超過所述預設閾值時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值未超過所述預設閾值時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，根據對比結果確定當前基準值。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，在對比結果為所述前一基準值大於所述當前轉矩最小值時，將所述當前轉矩最小值作為所述當前基準值，在對比結果為所述前一基準值小於等於所述當前轉矩最小值時，將所述前一基準值作為所述當前基準值。
進一步地，所述負載為滾筒，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
在所述負載處於不平衡狀態時，控制所述負載停止加速運轉。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
判斷所述負載的已執行抖散操作次數是否大於預設次數值，若所述已執行抖散操作次數大於預設次數值，則控制所述負載停止運轉，否則控制所述負載執行抖散操作，控制所述負載重新進入加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
進一步地，處理器1001可以調用存儲器1005中存儲的負載不平衡檢測程序，還執行以下操作：
在所述負載處於平衡狀態時，按照預設控制程序控制所述負載繼續進行加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
本實施例通過上述方案，在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值，根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值，根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態，從而實現了動態階段的不平衡檢測，避免設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞，並且檢測成本和檢測難度較低。
基於上述硬體結構，提出本發明負載不平衡檢測方法實施例。
參照圖2，圖2為本發明負載不平衡檢測方法第一實施例的流程示意圖。
在第一實施例中，所述負載不平衡檢測方法包括以下步驟：
s10：在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值；
需要說明的是，所述加速運轉過程即為負載不斷增加速度的過程，其可為恆定加速度的加速運轉過程，即按照一個固定的加速度進行加速的運轉過程，也可為非恆加速運轉過程，即按照非固定的加速度進行加速的運轉過程，本實施例對此不加以限制。
可理解的是，由於加速運轉過程是一個持續的過程，故而，對所述負載的轉矩進行檢測也是一個持續的過程，也就是說，在負載處於加速運轉過程時，會持續性地對所述負載的轉矩進行檢測。
在具體實現中，所述負載處於加速運轉過程時，負載會不斷旋轉，在負載旋轉一周後，會獲取負載在該周內的當前轉矩最小值，相應地，所述當前轉矩最小值即可理解為在當前時刻獲取的轉矩最小值。
應理解的是，負載的加速運轉過程通常會採用自動控制原理實現，參照圖3，可根據控制指令生成目標速度vref，由減法器計算目標速度與速度運算器發送的實際速度vreal之間的速度偏差verr，由速度控制器根據所述速度偏差verr確定對應的目標轉矩tasr，電流控制器根據變頻電機的實際電流ifdb計算實際轉矩(由於所述實際轉矩和實際電流ifdb之間具有換算係數，因此，可通過所述實際電流ifdb及換算係數來計算實際轉矩)，根據所述目標轉矩tasr和計算出的實際轉矩確定目標電流i，並將所述目標電流i傳輸至變頻電機，位置檢測單元獲取所述變頻電機的旋轉角度θ，速度運算器根據所述旋轉角度θ以及旋轉時間可計算實際速度vreal，轉矩計算單元可計算所述變頻電機的實際轉矩，最後可將轉矩計算單元計算的所述變頻電機的實際轉矩和所述位置檢查單元獲取的所述變頻電機的旋轉角度θ作為上述負載不平衡檢測方法的數據源，也就是說，根據所述旋轉角度θ來確定所述負載是否旋轉一周，並根據所述變頻電機的實際轉矩來確定所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值。
s20：根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值；
需要說明的是，在獲取當前轉矩最小值後，可根據當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，所述當前基準值即可理解為當前時刻的基準值，由於加速運轉過程是一個持續的過程，因此，除了第一次確定當前基準值外，之後確定當前基準值時均會存在前一時刻確定的前一基準值，當然，假設當前時刻為第一次確定當前基準值時，可根據所述當前轉矩最小值及初始基準值確定當前基準值。
為便於確定所述當前基準值，本實施例中，可將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，根據對比結果確定當前基準值。
為了保證所述負載不平衡狀態檢測的準確率，需要使所述當前基準值為當前轉矩最小值以及歷史轉矩最小值(即之前獲得的各轉矩最小值)中的最小值，在具體實現中，可將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，在對比結果為所述前一基準值大於所述當前轉矩最小值時，將所述當前轉矩最小值作為所述當前基準值，在對比結果為所述前一基準值小於等於所述當前轉矩最大值時，將所述前一基準值作為所述當前基準值。
當然，所述初始基準值需要大於所有轉矩最小值，因此，需要將所述初始基準值設置為一個比可能出現的轉矩最小值都大的值，在具體實現中，通常會將各基準值採用預設數據類型進行存儲，此時，可將所述初始基準值設置為所述預設數據類型的最大值，以編譯器為16位、且預設數據類型為int類型為例，可將所述初始基準值設置為32767，當然，還可設置為其他數值，本實施例對此不加以限制。
s30：計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值；
s40：根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
為便於判斷所述負載是否處於不平衡狀態，本實施例中，可將所述差值與預設閾值進行比較，根據比較結果判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
需要說明的是，在所述差值過大時，可認定所述負載處於不平衡狀態，在具體實現中，可將所述差值與預設閾值進行比較，在比較結果為所述差值超過所述預設閾值時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值未超過所述預設閾值時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
下面以一個具體的實例來對負載不平衡檢測的過程進行說明，但不限定本發明的保護範圍。參照圖4，假設r1代表負載旋轉的前一周，r2代表負載在當前時刻旋轉的一周，設tmin1為r1中獲得的當前轉矩最小值，tmin2為r2中獲得的當前轉矩最小值，設r1中的前一基準值為b0，r1中確定的當前基準值為b1，r2中確定的當前基準值為b2，預設閾值為ct。
在r1中進行不平衡檢測時，可將tmin1和b0進行對比，在對比結果為b0大於tmin1時，將tmin1作為b1；在對比結果為b0小於等於tmin1時，將b0作為b1；
計算所述tmin1和b1之間的差值tmin1-b1，將差值tmin1-b1與ct進行比較，在比較結果為所述差值tmin1-b1超過ct時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值tmin1-b1未超過所述ct時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
假設r1中的檢測結果為負載未處於不平衡狀態，此時，會進入r2。
在r2中進行不平衡檢測時，可將tmin2和b1進行對比，在對比結果為b1大於tmin2時，將tmin2作為b2；在對比結果為b1小於等於tmin2時，將b1作為b2；
計算所述tmin2和b2之間的差值tmin2-b2，將差值tmin2-b2與ct進行比較，在比較結果為所述差值tmin2-b2超過ct時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值tmin2-b2未超過所述ct時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
本實施例在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值，根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值，根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態，從而實現了動態階段的不平衡檢測，避免設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞，並且檢測成本和檢測難度較低。
進一步地，如圖5所示，基於第一實施例提出本發明負載不平衡檢測方法第二實施例，本實施例中以負載不平衡檢測裝置為滾筒洗衣機為例，相應地，所述負載為滾筒。
在本實施例中，步驟s40之後，所述方法還包括：
s50：在所述負載處於不平衡狀態時，控制所述負載停止加速運轉。
需要說明的是，控制所述負載停止加速運轉，可理解為，不再使所述負載繼續進行加速，也就是說，可使所述負載按照當前速度進行勻速運轉，也可使所述負載進行減速運行，從而避免所述負載繼續處於加速運轉過程，進而造成設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞。
可理解的是，對於滾筒洗衣機而言，由於滾筒出現不平衡狀態時，通常可採用抖散功能使滾筒內的衣物散開，但由於有時滾筒內的衣物通過抖散操作無法使其散開，若滾筒洗衣機一直保持在抖散操作中，會浪費電能，同時影響洗衣效率。
為避免該問題，步驟s50中，控制所述負載停止加速運轉之後，所述方法還可包括：
s60：判斷所述負載的已執行抖散操作次數是否大於預設次數值，若所述已執行抖散操作次數大於預設次數值，則控制所述負載停止運轉，否則控制所述負載執行抖散操作，控制所述負載重新進入加速運轉過程，並返回所述步驟s10。
當然，步驟s40之後，所述方法還包括：
s70：在所述負載處於平衡狀態時，按照預設控制程序控制所述負載繼續進行加速運轉過程，並返回所述步驟s10，繼續進行不平衡檢測，從而保證所述負載處於加速運轉過程時，每旋轉一周均進行一次不平衡檢測。
在具體實現中，所述預設控制程序可由用戶通過上述用戶接口輸入。
此外，本發明實施例還提出一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有負載不平衡檢測程序，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時實現如下操作：
在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值；
根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值；
計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值；
根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
將所述差值與預設閾值進行比較，根據比較結果判斷所述負載是否處於不平衡狀態。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
將所述差值與預設閾值進行比較，在比較結果為所述差值超過所述預設閾值時，認定所述負載處於不平衡狀態，在比較結果為所述差值未超過所述預設閾值時，認定所述負載未處於不平衡狀態。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，根據對比結果確定當前基準值。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
將所述當前轉矩最小值與所述前一基準值進行對比，在對比結果為所述前一基準值大於所述當前轉矩最小值時，將所述當前轉矩最小值作為所述當前基準值，在對比結果為所述前一基準值小於等於所述當前轉矩最小值時，將所述前一基準值作為所述當前基準值。
進一步地，所述負載為滾筒，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
在所述負載處於不平衡狀態時，控制所述負載停止加速運轉。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
判斷所述負載的已執行抖散操作次數是否大於預設次數值，若所述已執行抖散操作次數大於預設次數值，則控制所述負載停止運轉，否則控制所述負載執行抖散操作，控制所述負載重新進入加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
進一步地，所述負載不平衡檢測程序被處理器執行時還實現如下操作：
在所述負載處於平衡狀態時，按照預設控制程序控制所述負載繼續進行加速運轉過程，並返回所述對所述負載的轉矩進行檢測的步驟。
本實施例通過上述方案，在負載處於加速運轉過程時，對所述負載的轉矩進行檢測，獲得所述負載在旋轉一周時的當前轉矩最小值，根據所述當前轉矩最小值及前一基準值確定當前基準值，計算所述當前轉矩最小值和當前基準值之間的差值，根據所述差值判斷所述負載是否處於不平衡狀態，從而實現了動態階段的不平衡檢測，避免設備的機械部件發生碰撞而導致設備受到損壞，並且檢測成本和檢測難度較低。
需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統中還存在另外的相同要素。
上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在如上所述的一個存儲介質(如rom/ram、磁碟、光碟)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，伺服器，空調器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。