排风烟机控制方法及排风烟机与流程

本发明涉及家电技术领域，具体地涉及一种排风烟机控制方法及排风烟机。

背景技术：

排风烟机因能够为人们生活带来便利，而以较大的速度受到了人们的广泛喜爱和追求。但是，在排风烟机工作的过程中会出现排风烟机风量不稳定的情况，严重影响了风机的排油烟性能。

另外，由于排风烟机的外部工作环境是不同的或动态的，导致吸排风烟机的风阻也会是浮动的，导致目前固定式的风控调节方式已经无法实现对排风烟机的准确调控，同样也会出现风量输出不稳定的工况。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种排风烟机控制方法及排风烟机，用以至少解决现有技术中的排风烟机恒定风量控制方式所导致的最终输出风量不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种排风烟机控制方法，获取排风烟机电路的实际电流和用户需求排风烟机系统的目标风量；根据风量标定表，确定在排风烟机系统处于预设定的第一静压时的所述目标风量下所对应的第一电机转速和第一电流，其中所述风量标定表包括预标定的多组关于静压、风量、电机转速和电流之间的关系；基于所述风量标定表，确定对应于所述实际电流的实际风量；当所述目标风量与所述实际风量之间的差值是否大于预设定的预设差阈值时，基于所述目标风量相对于所述实际风量的比值来确定所述转速调节系数；当在经调整的第一电机转速的作用下的实际风量与所述目标风量之间的差值是否大于所述预设差阈值时，以迭代的方式调整所述经调整的第一电机转速，直至经迭代调整后的第一电机转速所对应的实际风量与所述目标风量之间的差值不大于所述预设差阈值；周期性地检测流经电机的电流，并周期性确定相应的实际风量；监控周期性所确定的所述实际风量与所述目标风量的差值稳定在所述预设差阈值内；根据风阻标定表，确定对应于所述实际风量的实际风阻，其中所述所述风阻标定表中记录有关于风阻与风量之间的多组第一映射关系；根据滤网角度标定表，确定对应于所述实际风阻的目标滤油板角度，其中所述滤油板角度指示所述排风烟机的滤油板与进风口所在平面之间的角度，以及所述滤网角度标定表包括关于滤油板角度与风阻之间的多组第二映射关系；控制将所述滤油板调节至所述目标滤油板角度。

可选的，所述滤油板角度的取值符合以下的值域范围：30～120°。

可选的，在所述控制将所述滤油板调节至所述目标滤油板角度之后，该方法包括：获取用户操作指令，并确定所述用户操作指令所对应的角度微调信息；根据所述角度微调信息，对所述滤油板的角度进行微调。

本发明实施例另一方面还提供一种排风烟机，其中，所述排风烟机用于执行如上述的排风烟机控制方法。

通过本发明技术方案中，基于风量标定表、实际电流和理论电流就能够确定出因实际静压相对于第一静压的不同所导致的风量偏差，并以此补偿理论电机转速，从而根据系统工况调制电机转速以实时地将排风烟机系统维持在稳定风量状态下；另外，还考虑到风量大小对排风烟机的风阻的影响，应用风阻标定表实时确定风阻，之后使用滤网角度标定表对排风烟机的滤波板角度进行调整，能够充分适应排风烟机外动态的环境变化，保证了排风烟机能够稳定输出风量。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例的排风烟机控制方法的流程图；

图2是不同静压下风量与转速关系示意图；

图3是不同静压下转矩与转速关系示意图；

图4是电机转矩与流经电机的电流关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明一实施例的排风烟机控制方法，包括：

s101、获取排风烟机电路的实际电流和用户需求排风烟机系统的目标风量。

关于本发明实施例方法的执行主体，一方面，其可以是专用于油烟风量控制的专用控制器或模块；另一方面，其还可以是通用型控制器或模块，通过安装了特定控制器或模块从而实现本发明实施例的方法，并还可以是通过在控制器或模块中安装了特定的程序代码，以通过调用执行该程序代码来实现本发明实施例中的方法。

关于目标风量的获取方式，其可以是通过排风烟机上所设置的按键、旋钮。控件或触摸屏与用户的交互操作，从而实现了对目标风量的获取。作为示例，可以是在排风烟机上设置有风量控制旋钮，使得用户通过旋转风量控制旋钮以完成对目标风量的选择。

在理想状态下，排风烟机会输出恒定的目标风量，但是考虑到排风烟机系统外界的实际环境是变化的，导致排风烟机出风口的静压并不会是平衡状态；因此需要根据实际工况对排风烟机的电机参数进行实时调整，以实现一种动态的稳定风量输出的效果。

关于电流的检测方式，其可以是基于通用的电流检测器件(例如电流计)来实现的。

s102、根据风量标定表，确定在排风烟机系统处于预设定的第一静压时的目标风量下所对应的第一电机转速和第一电流，其中该风量标定表包括预标定的多组关于静压、风量、电机转速和电流之间的关系。

关于第一静压的说明，其可以是指代对应于任意合理的或理想工况下的值，在此对该第一静压值的大小应不作限定，例如还可以选定静压值为零；在此应用了在静压、风量、电机转速和电流之间的关系来确定在设定静压的理想状态下电机转速所对应的电流。另外，关于该风量标定表，其可以是通过对排风烟机的工况进行预先的多次实验和测量所得到的，其所涵盖的关系(例如映射关系)的数量应宜为大量，并且该上述参量之间的关系可以是以任意形式关联的，例如线型的、曲线的或映射关联的；另外，静压、风量、电机转速和电流之间的关系还可以是直接的映射关系，还可以是在静压、风量、电机转速和电流中的任意三者之间的关系，在此应不限制。

s103、基于风量标定表，确定对应于实际电流的实际风量。

s104、当目标风量与实际风量之间的差值是否大于预设定的预设差阈值时，基于目标风量相对于实际风量的比值来确定转速调节系数。

s105、当在经调整的第一电机转速的作用下的实际风量与目标风量之间的差值是否大于预设差阈值时，以迭代的方式调整经调整的第一电机转速，直至经迭代调整后的第一电机转速所对应的实际风量与目标风量之间的差值不大于预设差阈值。

s106、周期性地检测流经电机的电流，并周期性确定相应的实际风量。

s107、监控周期性所确定的实际风量与目标风量的差值稳定在预设差阈值内。

s108、根据风阻标定表，确定对应于实际风量的实际风阻，其中风阻标定表中记录有关于风阻与风量之间的多组第一映射关系；

s109、根据滤网角度标定表，确定对应于实际风阻的目标滤油板角度，其中滤油板角度指示排风烟机的滤油板与进风口所在平面之间的角度，以及滤网角度标定表包括关于滤油板角度与风阻之间的多组第二映射关系；

s110、控制将滤油板调节至目标滤油板角度。

在本实施例中，基于风量标定表、实际电流和理论电流就能够确定出因实际静压相对于第一静压的不同所导致的风量偏差，并以此补偿理论电机转速，从而根据系统工况调制电机转速以实时地将排风烟机系统维持在稳定风量状态下；另外，还考虑到风量大小对排风烟机的风阻的影响，应用风阻标定表实时确定风阻，之后使用滤网角度标定表对排风烟机的滤波板角度进行调整，能够充分适应排风烟机外动态的环境变化，保证了排风烟机能够稳定输出风量。

需说明的是，如果当前排风烟机的实际静压与预设定的静压相匹配时，基于如上所描述的在转速、电流、风量和静压之间两两相关的关系，实际电流应当是与理论电流保持一致的；因此，通过风量标定表并比较实际电流和第一电流，便可以实现获知静压偏差对风量和转速所造成的影响变化程度，此时可以是补偿电机转速以实现恒定风量的输出。

另外，所述滤油板角度的取值符合以下的值域范围：30～120°。由此，保障了滤油板的角度调节幅度足够大，能够定制于外界环境所产生的多样化风阻。

更优选地，当上述排风烟机对滤油板自动调节的结果不能够满足用户的期望时，排风烟机应当是还允许接入人工操作。相应地，排风烟机可以是在控制将滤油板调节至目标滤油板角度之后，执行以下操作：获取用户操作指令(例如通过接收用户对排风烟机面板的操作)，并确定用户操作指令所对应的角度微调信息(例如+/-一定的角度)，然后根据角度微调信息，对滤油板的角度进行微调。

关于在静压、风量、电机转速和电流中，当其中两个量确定时，另外两个量也是确定的，以下将对排风烟机系统风量、静压、转速、电流关系的具体的原理进行说明：

对于特定的系统，电机(含电机控制程序)、风轮、风道固定，转速、电流、风量、静压存在一定关系，当其中两个量确定时，另外两个量也是确定的。首先从系统侧进行说明，当静压一定时，风量与转速存在特性曲线，不同静压对应不同的曲线，如图2所示，其中p表示静压、n表示电机转速、q表示风量。同样的，当静压一定时，转矩与转速也存在特性曲线，不同静压对应不同的曲线，如图3所示，其中n表示电机转速、t表示转矩、p表示静压。

因此，从系统测分析：当系统静压、转速一定则对应特定风量；反过来看，静压、风量一定则转速也一定。同样的，静压一定、转速一定，则风轮的转矩是一定的(电机转矩)，反过来转矩一定、转速一定，则静压一定。

另外，从电机侧分析：电机一定、控制方案一定，则转矩t与电流i存在确定的特性关系，如图4所示。

综合上述电机侧和系统侧的两点分析，静压、风量、转速、电流存在两两确定的关系。例如当知道转速、电流时，由图4可知，转矩一定，再由图3可知静压一定，最后根据图2可知风量一定。同理，当知道风量与静压时，先由图2可知转速，再由图3可知转矩，最后根据图4可知电流。

在一些实施方式中，本发明实施例的风量标定表可以是包括上述的图2-4的关系；在另一些实施方式中，本发明实施例的风量标定表可以是将上述的2-4关系整合至一个表中，

由此，实现了基于风量标定表中关于静压、风量、电机转速和电流之间的关系，能够由已知的两个量确定地找到另外的两个量。

在一些实施方式中，可以是先确定风量偏差，然后根据风量偏差来调节电机转速，具体的可以是通过以下方式来实现：首先，基于风量标定表，确定对应于实际电流的实际风量，例如可以是结合实际电流和第一电机转速来确定实际风量；然后，基于目标风量和所确定的实际风量，确定转速调节系数；之后，根据转速调节系数，调整用于驱动所述电机的第一电机转速。优选地，可以是允许实际风量与目标风量之间存在一定的差别，并只对偏差过大的实际风量进行调整以维稳输出风量在目标风量范围内；具体的，可以是判断所述目标风量与所述实际风量之间的差值是否大于预设定的预设差阈值；若否，则确定所述转速调整系数为1，此时实际风量就与目标风量相近，应不需要调整转速了；若是，则基于目标风量相对于所述实际风量的比值来确定转速调节系数。

具体的，一方面可以是直接将目标风量相对于所述实际风量的比值作为转速调节系数；另一方面还可以是基于对该比值进行进一步的修正，例如可以是通过以下方式调整第一电机转速：

n＝k*(qu/qs)*ns

其中，qu为目标风量，qs为实际风量，ns为第一电机转速，以及k为预设定的计算系数。优选地，计算系数k的取值可以是与预设差阈值相对于目标风量的比例来确定的，并且k的值可以是大于1(例如1+比例)，以加快风量的收敛速度。

作为进一步的优化和公开，可以是在一次调整之后对调整的效果进行判断和预测，以判断一次调整是否已将风量调整至对应的目标风量，以及是否需要进一步的调整。具体的，可以是判断在经调整的第一电机转速的作用下的实际风量与所述目标风量之间的差值是否大于所述预设差阈值；以及若是，则以迭代的方式调整所述经调整的第一电机转速，直至经迭代调整后的第一电机转速所对应的实际风量与所述目标风量之间的差值不大于所述预设差阈值。其中，通过迭代的方式对一次调整之后的实际风量进行二次或更多次的迭代调整，以保障实际风量能够接近或成为目标风量。

由于排风烟机稳定风量控制调节是一个持续的过程，需要在后续排风烟机工作过程中持续对风量进行判断，从而保障排风烟机的实际风量与目标风量之间一直持续地相近，实现持续的稳定风量输出。

在一些实施方式中，可以是通过周期性检测的方式来实现排风烟机持续的稳定风量控制。具体的，可以是通过周期性地检测流经电机的电流，并周期性确定相应的实际风量，例如基于电流和当前转速经计算得出实际风量；然后，监控周期性所确定的实际风量与目标风量的差值稳定在预设差阈值内。

在本发明实施例中，通过预先存储所用排风烟机系统各个状态下转速n、电流i、风量q、静压p之间的关系数据。在排风烟机系统运行中，当接到用户的设置信息时，查询用户设定信息对应风量、初始静压值的转速、电流数据，驱动电机稳定运行在对应转速。检测电流，通过转速、电流查询系统此时对应的风量、静压。判断当前风量值与设置值是否在限定范围：若是，则每隔固定时间间隔重新检测电流，查询并判断此时风量值与设置值是否在限定范围；若否，则通过风量设置值与上步查询到的静压值生成新的转速与电流信号，驱动电机运行到该转速，通过循环可以使得系统最终风量值与用于设定值在限定范围内。在系统条件发生变化的情况下实时保证用户设定值的恒定风量输出。

关于排风烟机系统在各个状态下转速n、电流i、风量q、静压p之间的关系数据的得到，其可以是通过各种方式来得到的：首先，以静压增量为梯度，为排风烟机系统设置多个给定静压，其中该多个给定静压均是在排风烟机系统所允许的静压范围内；以及，以速度增量为梯度，为排风烟机系统设置多个给定电机转速，其中该多个给定电机转速也是在排风烟机系统所允许的电机转速范围内；之后，将排风烟机系统设置在由多个给定静压和多个给定电机速度所指示的不同的条件运行，并相应测试在排风烟机系统稳定时系统的风量及电机的电流，由此得到不同的给定静压和不同的给定电机速度的情况下所对应的风量和电流；然后，记录关于给定静压、给定电机转速连同所测试的风量和电流的关系，并对所记录的关系进行整理从而生成风量标定表。由此，在产品开发的过程中，通过给定两个量并测量另外量两个量来实现构建风量标定表。

在进一步的稳定风量控制的过程中，可以是预确定两个量，然后通过查询风量标定表来完成对另外两个量的确定。优选的，其可以是以二分查找法的方式(具体的查表细节将会在下文中展开描述)进行针对风量标定表的查表过程，由此加快了风量标定表的查表速度，提高了稳定风量控制的效率。

在本发明实施例的一应用场景下，排风烟机控制方法可以是通过以下流程来实现：

1.1)用户设定最高档位，对应风量为22m³/min；

1.2)查询风量标定表，得出在0静压，22风量(选择风量比22大且最接近的数据查询)对应转速为1800rpm；

1.3)驱动电机运行到1800rpm，检测此时的电流(假设为1.10a)；

1.4)根据转速与电流检测到此时风量为20.20m³/min，判断此时风量未达到设定值；

1.5)根据算法驱动电机运行到22/20.20*1800*1.02＝2000rpm，驱动电机运行到2000rpm。

为了验证排风烟机在调整之后所输出的风量满足条件，可以是执行如下的步骤1.6：

1.6)此时，检测电流(假设为1.22a)，结合转速查询到系统此时风量为22.14，判断条件满足。(如仍不满足，则重复步骤5)；

在进一步的应用示例中，为了保障排风烟机持续处于稳定风量输出的状态，可以是执行下述的步骤1.7-1.8：

1.7)间隔20s继续检测电流，并重复步骤4-6；

1.8)用户设定新的档位重新开始执行步骤1。

进一步的，本发明一实施例的排风烟机控制方法还包括如下步骤：

2.1)预先测试系统各个状态下转速n、电流i、风量q、静压p数据关系并存储到控制器中；

2.2)当接到用户设定风量信息或步骤6返回信息时，查询对应的转速信息；

2.3)驱动电机运转到对应转速

2.4)检测电机电流，例如，可以是控制器通过检测单元检测电机电流(可以通过常见的电流采样电路检测)；

2.5)根据转速与电流查询系统此时的风量与静压；

2.6)判断风量与设定风量的差值，若差值在限定范围△q(即预设差阈值)内，间隔周期△t时间则继续执行步骤2.4，若否，则返回步骤2.5风量值与静压值执行步骤2.2。

其中，步骤2.2接收自步骤2.5返回的风量、静压信息生成新的转速数据方法为：新的转速数据与前一次循环的转速、风量数据及风量设置值存在以下关系，n＝k*(qu/qs)*ns，其中k为计算系数，qu为风量设置值(即目标风量)，qs为步骤6返回的风量值(以实现迭代的过程)，ns为步骤2.3对应的转速，k的取值范围与控制算法风量限定范围有关。作为示例，可以是当△q绝对值小于等于m*qu时，k的取值k＝1+m，其所对应的好处是，能加快风量的收敛速度同时风量不会超调导致来回震荡。

具体的，其所应用的具体原理为：对于同一个系统，当静压一定时，风量与转速正比；转速一定时，静压升高会使得风量下降。对于实际的系统，当转速升高时，由于静压也被动的变高了，因此风量不会随转速正比的增加，所以使用n＝k*(qu/qs)*ns进行循环递进时如果k大于1可以加快风量的收敛，并且由于k＝1+m(m为△q与qu的比值)，即使在转速升高的过程中风量成正比的增加了实际风量也不会超过风量设定值的允许范围，不会导致系统的来回震荡。作为示例，△q的取值范围为-0.02*qu≤△q≤0.02*qu。

关于步骤2.1中的数据关系，其可以是通过以下方式获得并预存储在控制器中的：

2.1.1)固定系统的静压为初始值p1，控制电机转速到初始值n1，待系统稳定后，测试系统的风量q1及电机的电流i1，记录p1-q1-n1-i1为系统的一组数据；其中p1、n1为系统正常运行时最低静压和转速值，p1一般设置为0。

2.1.2)判断步骤2.1.1对应的风量是否大于qmax+△q：若否，则在步骤2.1.1转速上增加△n继续执行步骤2.1.1；若是，则在步骤2.1.1静压上增加△p。其中qmax为系统最大静压，△q、△n、△p为增量值。

2.1.3)判断步骤2.1.2中的静压p是否大于pmax+△p：若否，重新开始执行步骤2.1.1；若是，则结束整个系统的测试，其中pmax为系统最大静压。系统记录的数据可以是以静压为索引时的表现形式，同理也可以将其替换为以转速、风量、电流为索引做出类似的表格展示形式；其中，pn>pmax，qxn>qmax；以及，存储顺序满足当i>j时，有qxi>qxj。

当系统接到用户设定风量信息qu时，通过步骤2.1.1中的系统数据查询该风量信息对应0静压时的转速信息，并将转速信息传输到电机控制器，电机控制器驱动电机运行到对应转速；

查询方法可以是采用二分查找法，具体细节如下：首先定位到0静压(p1)，在该静压下系统中存在n组风量数据。查询中间数据n/2处的风量：若风量大于设定风量qu，则查询第一个数据和该组数据中间位置的数据，若风量小于设定风量qu，则查询该组数据和最后一个数据中间位置的数据；并按照此原则查询，直到查询到的风量满足qu<q1x<qu+△q或者查询到最后一个风量数据，对应的转速信息为所需查询的数据。

在本发明实施例方法中，提供一排风烟机稳定风量的控制方法，预先存储所用系统各个状态下转速n、电流i、风量q、静压p数据。在系统运行中，当接到用户的请求风量的设置信息时，查询用户设定信息对应风量、初始静压值的转速、电流数据，驱动电机稳定运行在对应转速。检测电流，通过转速、电流查询系统此时对应的风量、静压。判断当前风量值与设置值是否在限定范围：若是，则每隔固定时间间隔重新检测电流，查询并判断此时风量值与设置值是否在限定范围；若否，则通过风量设置值与上步查询到的静压值生成新的转速与电流信号，驱动电机运行到该转速，通过循环可以使得系统最终风量值与用于设定值在限定范围内。在系统条件发生变化的情况下实时保证用户设定值的稳定风量输出。

本发明实施例另一方面提供一种排风烟机，该排风烟机用于使得机器执行本申请上述的排风烟机控制方法。

关于本发明实施例的排风烟机更多的细节，可以是参照上文关于排风烟机控制方法实施例的描述，并能获得与排风烟机控制方法实施例相同或相应的技术效果，故在此便不对其加以赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请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-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。