风机的控制系统、控制方法及电器与流程

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种风机的控制系统、控制方法及电器。

背景技术：

当智能功率模块(ipm模块)发生开关动作时，由于电器的风机线圈电感的存在，ipm控制后的电流会出现波动，从而导致风机风扇转速的不稳定。这种转速的不稳定性，不仅会降低室内环境的控制精度，还会产生低幅、宽频的噪声。在风扇转轴上集成微型角振动传感器，通过将风扇的角速率信号加入到反馈控制回路中，可以实现风机风扇转动的控制。该技术可以提高封闭环境的温度控制精度，降低微振动的噪声水平，适用于对温度与噪声比较敏感的高精度有效载荷标定测试等环境。

但目前风机的控制大多是智能功率模块利用微控制单元mcu基于低频角振动传感器检测到的角速率信号输出的控制信号直接驱动功率开关器件。致使对风机转速的控制不够精确，也常出现转速不稳定，还会产生低幅、宽频的噪声。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种风机的控制系统、控制方法及电器。

本发明实施例提供一种风机的控制系统，包括第一角振动传感器、第二角振动传感器、微控制单元、智能功率模块和风机，其中：

所述第一角振动传感器和第二角振动传感器分别与所述微控制单元的输入端相连，所述微控制单元的输出端与所述智能功率模块的输入端相连，所述智能功率模块的输出端与所述风机相连；

所述第一角振动传感器用于检测获得所述风机的风扇的第一角速率信号，所述第二角振动传感器用于检测获得所述风扇的第二角速率信号，所述微控制单元用于根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出给所述智能功率模块的控制信号，获得当前控制信号，并将所述当前控制信号输出给所述智能功率模块，所述智能功率模块根据所述当前控制信号控制所述风机的转速；

其中，两个角振动传感器为两个不同频段的传感器。

可选地，所述第一角振动传感器采用mems陀螺仪，所述第二角振动传感器采用mhd角速度传感器。

可选地，所述第一角振动传感器和所述第二角振动传感器通过模数转换器与所述微控制单元的输入端相连，所述微控制单元的输出端通过数模转换器与所述智能功率模块相连。

可选地，所述智能功率模块包括高压控制集成电路、低压控制集成电路和功率开关器件，所述高压控制集成电路的输入端和所述低压控制集成电路的输入端分别与所述数模转换器的输出端相连，所述高压控制集成电路的输出端和所述低压控制集成电路的输出端分别与所述功率开关器件的输入端相连，所述功率开关器件的输出端与所述风机相连。

本发明实施例提供一种风机的控制方法，包括：

通过第一角振动传感器检测获得风机的风扇的第一角速率信号，并通过第二角振动传感器检测获得所述风扇的第二角速率信号；

根据所述第一角速率信号、所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出的控制信号，获得当前控制信号；

输出所述当前控制信号给智能功率模块，以使得所述智能功率模块根据所述当前控制信号控制风机的转速。

可选地，所述根据所述第一角速率信号、所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出的控制信号，获得当前控制信号，包括：

根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号获得角速率融合信号；

根据所述角速率融合信号，获得角位移信号；

根据所述角速率融合信号、所述角位移信号以及当前次之前预设次数的输出的控制信号，获得所述当前控制信号。

可选地，所述第一角振动传感器采用mems陀螺仪，所述第二角振动传感器采用mhd角速度传感器。

本发明实施例提供一种电器，所述电器包括上述的风机的控制系统。

可选地，所述电器包括空调、冰箱或油烟机。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的风机的控制方法的步骤。

本发明实施例提供的一种风机的控制系统、控制方法及电器，通过对检测到风机的两种角速率信号及反馈回来的当前次之前预设次数的输出给ipm模块的控制信号进行处理，得到输出给ipm模块的当前控制信号，使ipm模块根据当前控制信号完成对风机的更高精度的控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明风机的控制系统实施例控制结构图；

图2为本发明风机的控制系统实施例电路控制示意图；

图3为本发明风机的控制方法实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的一种风机的控制系统，包括第一角振动传感器1、第二角振动传感器2、微控制单元3、智能功率模块4和风机5，其中：

所述第一角振动传感器1和第二角振动传感器2分别与所述微控制单元3的输入端相连，所述微控制单元3的输出端与所述智能功率模块4的输入端相连，所述智能功率模块4的输出端与所述风机的风机5相连；

所述第一角振动传感器1用于检测获得所述风机5的风扇6的第一角速率信号，所述第二角振动传感器2用于检测获得所述风扇6的第二角速率信号，所述微控制单元3用于根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出给所述智能功率模块的控制信号，获得当前控制信号，并将所述当前控制信号输出给所述智能功率模块4，所述智能功率模块4根据所述当前控制信号控制所述风机5的转速。在本发明实施例中，预设次数可为1、2、3……，具体数值可根据具体情况设定。

在本发明实施例中，两个角振动传感器为两个不同频段的传感器。所述第一角振动传感器和所述第二角振动传感器中一个是低频角振动传感器，一个是高频角振动传感器。在这里，第一角振动传感器可为低频角振动传感器，可采用mems陀螺仪，第二角振动传感器为高频角振动传感器，可采用mhd角速度传感器。

获取多个角振动传感器采集的角速率信号，能够提高信号的测量精度，在后续让微控制单元(mcu)进行信号处理生成高质量的控制信号，供智能功率模块(ipm模块)对风机进行更高精度的控制。

在本发明实施例中，要获取发送给ipm模块的控制信号，需mcu根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号获得角速率融合信号，再根据所述角速率融合信号，获得角位移信号，根据所述角速率融合信号、所述角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号，获得所述当前控制信号。

在本发明实施例中，对两种角速率信号进行处理获得角速率融合信号和角位移信号，可采用卡尔曼kalman滤波算法、维纳wiener滤波算法实现。对角速率融合信号、角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号进行处理获得新的控制信号(即当前控制信号)，可采用前馈补偿的pid算法实现。上述算法均为现有的技术，在此不再详细阐述。

在本发明实施例中，ipm模块根据控制信号，可实现三相风机输入信号的精密控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

本发明实施例提供的一种风机的控制系统，通过对检测到风机的两种角速率信号及反馈回来的前一次输出给ipm模块的控制信号进行处理，得到输出给ipm模块的当前控制信号，使ipm模块根据当前控制信号完成对风机的更高精度的控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

如图2所示为风机的控制系统的电路控制示意图。从图2中可以看出，所述第一角振动传感器(即mems陀螺仪)和所述第二角振动传感器(即mhd角速度传感器)通过模数转换器与所述微控制单元(mcu)的输入端相连，所述微控制单元的输出端通过数模转换器与所述智能功率模块相连。

所述智能功率模块包括高压控制集成电路(hvic)、低压控制集成电路(lvic)和功率开关器件(igbt，绝缘栅双极型晶体管)，所述高压控制集成电路的输入端和所述低压控制集成电路的输入端分别与所述数模转换器的输出端相连，所述高压控制集成电路的输出端和所述低压控制集成电路的输出端分别与所述功率开关器件的输入端相连，所述功率开关器件的输出端与所述风机相连，所述风机为三相风机。

所述智能功率模块为现有的处理模块，其根据mcu发来的当前控制信号不仅实现相应通路上igbt功率开关器件的通断，向三相风机输入精密控制信号，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

在本发明实施例中，要获取发送给ipm模块的控制信号，需mcu根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号获得角速率融合信号，再根据所述角速率融合信号，获得角位移信号，根据所述角速率融合信号、所述角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号，获得所述当前控制信号。

在本发明实施例中，对两种角速率信号进行处理获得角速率融合信号和角位移信号，可采用卡尔曼kalman滤波算法、维纳wiener滤波算法实现。对角速率融合信号、角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号进行处理获得新的控制信号(即当前控制信号)，可采用前馈补偿的pid算法实现。上述算法均为现有的技术，在此不再详细阐述。

本发明实施例提供的一种风机的控制系统，通过对检测到风机的两种角速率信号及反馈回来的前一次输出给ipm模块的控制信号进行处理，得到输出给ipm模块的当前控制信号，使ipm模块根据当前控制信号完成对风机的更高精度的控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

图3示出了本发明一实施例提供的一种风机的控制方法，包括：

s11、通过第一角振动传感器检测获得风机的风扇的第一角速率信号，并通过第二角振动传感器检测获得所述风扇的第二角速率信号；

s12、根据所述第一角速率信号、所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出的控制信号，获得当前控制信号；

s13、输出所述当前控制信号给智能功率模块，以使得所述智能功率模块根据所述当前控制信号控制风机的转速。

针对步骤s11-步骤s13，需要说明的是，在本发明实施例中，两个角振动传感器为两个不同频段的传感器。所述第一角振动传感器和所述第二角振动传感器中一个是低频角振动传感器，一个是高频角振动传感器。在这里，第一角振动传感器可为低频角振动传感器，可采用mems陀螺仪，第二角振动传感器为高频角振动传感器，可采用mhd角速度传感器。

获取多个角振动传感器采集的角速率信号，能够提高信号的测量精度，在后续让微控制单元(mcu)进行信号处理生成高质量的控制信号，供智能功率模块(ipm模块)对风机进行更高精度的控制。

在本发明实施例中，要获取发送给ipm模块的控制信号，需mcu根据所述第一角速率信号和所述第二角速率信号获得角速率融合信号，再根据所述角速率融合信号，获得角位移信号，根据所述角速率融合信号、所述角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号，获得所述当前控制信号。

在本发明实施例中，对两种角速率信号进行处理获得角速率融合信号和角位移信号，可采用卡尔曼kalman滤波算法、维纳wiener滤波算法实现。对角速率融合信号、角位移信号以及当前次之前预设次数的mcu输出给ipm模块的控制信号进行处理获得新的控制信号(即当前控制信号)，可采用前馈补偿的pid算法实现。上述算法均为现有的技术，在此不再详细阐述。

在本发明实施例中，ipm模块根据控制信号，可实现三相风机输入信号的精密控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

本发明实施例提供的一种风机的控制方法，通过对检测到风机的两种角速率信号及反馈回来的前一次输出给ipm模块的控制信号进行处理，得到输出给ipm模块的当前控制信号，使ipm模块根据当前控制信号完成对风机的更高精度的控制，使风机转速稳定，降低室内环境的噪声。

本发明一实施例提供一种电器，所述电器包括上述实施例所述的风机的控制系统。其中，所述电器包括空调、冰箱或油烟机。但不局限于此。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的风机的控制方法，例如包括：通过第一角振动传感器检测获得风机的风扇的第一角速率信号，并通过第二角振动传感器检测获得所述风扇的第二角速率信号；根据所述第一角速率信号、所述第二角速率信号以及当前次之前预设次数的输出的控制信号，获得当前控制信号；输出所述当前控制信号给智能功率模块，以使得所述智能功率模块根据所述当前控制信号控制风机的转速；其中，两个角振动传感器为两个不同频段的传感器。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。