拖地设备及其控制方法与流程
本公开涉及家用电器技术领域,尤其涉及一种拖地设备及其控制方法。
背景技术:
当前,拖地设备已经在家居、清洁等领域广泛应用,并取得了良好的效果和经济价值。由于现有的拖地设备,尤其是电动拖把多为双电机驱动,即,每一个电机分别驱动一个拖布转动。当一个电动拖把的一侧突然被脚踩、遇到路面障碍或者被突然悬空时会导致相应的电机的负载突然变化,进而造成两个电机转速不一致,出现横移现象,无法在原有的清洁路径上行进。
现有的调节拖地设备转速一致的方法主要是通过提高负载异常电机的电压,进而提高电机的转速直到电机克服障碍。但是这种控制方法在负载异常电机的外界环境恢复正常之后,会因该电机的电压过高,使该电机的转速急剧上升,出现二次横移,并且需要二次调节,不仅影响用户的使用体验,而且还降低了电机的使用寿命。
技术实现要素:
本公开旨在提供一种拖地设备和控制方法,以便在拖地设备的负载发生变化时,能够使拖地设备的两个电机的转速迅速做出调整,进而趋于一致,避免出现横移的现象。
在第一方面,本公开提供了一种拖地设备的控制方法,前述拖地设备包括两个电机,以及与每个电机连接的、用于拖擦地面的拖擦件,前述控制方法包括以下步骤:
检测前述两个电机中是否有转速发生突变的电机;
响应于检测到了转速发生突变的电机,控制另一个电机的转速跟随前述转速发生突变的电机的转速。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速发生突变的电机,包括:
检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,包括:
检测前述两个电机的转速;
当两个电机的转速的差值大于第一预设阈值,且前述两个电机中转速较小的一个电机的转速小于目标转速值时,确定前述一个电机为转速突然变小的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,还包括:
当前述一个电机与另一个电机的转速的差值大于前述第一预设阈值,且前述一个电机的转速大于前述另一个电机的转速时,确定前述一个电机为转速突然变大的电机;
或,
当前述一个电机与前述另一个电机的转速的差值大于第一预设阈值,且前述一个电机的转速大于目标转速值时,确定前述一个电机为转速突然变大的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,包括:
检测前述两个电机的转矩;
当两个电机的转矩的差值大于第二预设阈值时,将两个电机中转矩较大的一个电机确定为转速突然变小的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,还包括:
当前述一个电机的转矩与另一个电机的转矩的差值小于第二预设阈值时,将前述一个电机确定为转速突然变大的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,包括:
检测前述两个电机所受到的压力;
当两个电机所受到的压力的差值大于第三预设阈值时,将两个电机中所受到的压力较大的前述一个电机确定为转速突然变小的电机。
可选地,前述检测前述两个电机中是否有转速突然变小和/或变大的电机,还包括:
当前述一个电机所受到的压力与另一个电机所受到的压力的差值小于第三预设阈值时,将前述一个电机确定为转速突然变大的电机。
可选地,前述控制另一个电机的转速跟随前述转速发生突变的电机的转速,包括:
在控制另一个电机的转速跟随前述转速发生突变的电机的转速的过程中,响应于两个电机之间的转速差达到了预设速度差值,使前述另一个电机按照第一比例积分公式跟随前述转速发生突变的电机;
在控制另一个电机的转速跟随前述转速发生突变的电机的转速的过程中,响应于两个电机之间的转速差没有达到前述第一预设阈值,使前述另一个电机按照第二比例积分公式跟随前述转速发生突变的电机。
在第二方面,本公开还提供了一种拖地设备,该拖地设备包括处理器、存储器和存储在所述存储器上的执行指令,所述执行指令设置成在被所述处理器执行时能够使所述拖地设备执行第一方面中任一项所述的控制方法。
基于前文的描述,本领域技术人员能够理解的是,在本公开前述的技术方案中,通过检测两个电机中是否有转速发生突变的电机,避免了某个电机转速突变后,致使两个电机转速差不断上升而造成的拖地设备发生横移的现象。当检测到存在转速发生突变的电机时,控制另一个电机的转速跟随所述转速发生突变的电机的转速,通过让转速正常的电机跟随转速发生突变的电机,使得两个电机的转速能够快速趋于一致,进而克服了两个电机因长时间存在转速差而产生的横移问题。
进一步,由于在拖地设备发生突变的电机转速恢复正常时,另一个电机的转速也会随之恢复正常,而这个两个电机在此过程中存在转速差的时间较短,使得拖地设备几乎不会出现横移现象。
附图说明
下面参照附图来描述本公开的部分实施例,附图中:
图1是本公开优选实施例中清洁设备的轴测视图;
图2是本公开第一实施例中拖地设备的控制方法的主要步骤流程图;
图3是本公开第二实施例中拖地设备的控制方法的主要步骤流程图;
图4是本公开第二实施例中电机松开踩踏后主副电机不切换时的效果图;
图5是本公开第二实施例中电机松开踩踏后主副电机切换时的效果图;
图6是本公开第三实施例中拖地设备的控制方法的主要步骤流程图;
图7是本公开第四实施例中拖地设备的控制方法的主要步骤流程图;
图8是本公开第五实施例中拖地设备的结构示意图。
附图标记列表:
1、底座;2、把杆;3、第一电机;4、第二电机;5、第一拖擦件;6、第二拖擦件。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是,下文所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例,而不是本公开的全部实施例,该一部分实施例旨在用于解释本公开的技术原理,并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例,仍应落入到本公开的保护范围之内。
此外,还需要说明的是,在本公开的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
如图1所示,本公开的清洁设备包括底座1和以枢转的方式设置在底座11顶部的操作杆2。清洁设备还包括设置在底座1上的第一电机3和第二电机4,第一电机3的转轴连接有第一拖擦件5,第二电机4的转轴连接有第二拖擦件6。
本领域技术人员能够理解的是,拖地设备在正常作业的过程中,如果突然被踩踏或被悬空,将会导致电机的负载快速降低或升高,电机负载的快速变化会导致遇到障碍的电机的转速发生突变。尤其是,拖地设备的一侧被突然踩踏时会导致该一侧的拖擦件与地面之间的摩擦力瞬间增大,进而导致电机的负载突然变大,使得该电机的转速迅速降低(此时电机的输入功率没有发生变化)。
本领域技术人员能够理解的是,本公开所说的地面清洁设备不仅限于图1中所示的带把杆的电动拖把,还可以是没有把杆的拖地机器人。具体地,没有把杆的拖地机器人包括主机、设置在主机底部的驱动轮、设置在主机底部的两个转盘、设置在转盘上的拖布和设置在主机上的水箱。其中,两个转盘都能够被设置在主机上的电机驱动,从而带动拖布转动。在驱动轮驱动主机移动的过程中,水箱内的清洗液能够被喷射到主机前方的地面上或者能够被引流到拖布上。
下面参照图2至图7并结合具体实施例,来对本公开的拖地设备的控制方法进行详细说明。
在本公开的第一实施例中:
如图2所示,本实施例的拖地设备的控制方法包括:
步骤s110,检测拖地设备的两个电机中是否存在转速发生突变的电机;
作为示例一,本步骤根据电机的转速与负载之间的关系(在电机的输入功率不变的情况下,电机的转速与负载之间呈反比关系)来实现。
具体地,通过实时计算两个电机的转速差值,检测是否存在转速发生突变的电机。进一步具体地,当转速差值小于第一预设阈值时,则判定两个电机运行正常;当转速差值不小于第一预设阈值时,则判定两个电机中存在转速发生突变的电机。
其中,第一预设阈值指的是两个电机之间转速差的绝对值,其可以是任意可行的数据,例如,100r/min、150r/min、200r/min等。本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第一预设阈值的具体数据。
作为示例二,本步骤根据转矩与转速、电压、电流的关系来实现,即,在电压和电流不变的情况下,转矩和转速成反比。
具体地,通过实时获取两个电机的转矩并计算两个电机之间的转矩差值,来检测是否存在转速发生突变的电机。进一步具体地,如果转矩差值小于第二预设阈值,则判定两个电机正常运行;如果转矩差值不小于第二预设阈值时,则判定两个电机中存在转速发生突变的电机。
其中,第二预设阈值指的是两个电机之间转矩差的绝对值,其可以是任意可行的数据,例如,使第二预设阈值为2牛米、3牛米、8牛米等,本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第二预设阈值的具体数据。
作为示例三,本步骤根据压力与转速的关系来实现,即,电机的转轴受到的压力越大,转速越慢。
具体地,通过实时获取两个电机的两个电机的压力并计算两个电机之间的压力差值,检测是否存在转速发生突变的电机。进一步具体地,如果两个电机的压力差值小于第三预设阈值时,则判定两个电机正常运行;如果压力差值不小于第三预设阈值时,则判定两个电机中存在转速发生突变的电机。
其中,第三预设阈值指的是两个电机之间压力的绝对值,其可以是任意可行的数据,例如,使第三预设阈值为2牛、3牛、5牛等,本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第三预设阈值的具体数据。
步骤s120,响应于检测到了转速发生突变的电机,控制另一个电机的转速跟随转速发生突变的电机的转速。
具体地,当根据电机的运行数据检测到了转速发生突变的电机后,将转速发生突变的电机设置为主电机,将另一个电机设置为副电机。使副电机的转速跟随主电机的转速,以使两个电机的转速趋于一致,避免了拖地设备因为两个电机转速不同步,导致拖地设备运行不稳定的情况。
本领域技术人员能够理解的是,在拖地设备靠近第一电机3或第二电机4的一侧被踩踏或悬空,并且主、副电机的转速被调整到趋于一致后,如果导致主电机转速突变的外界因素消失,那么主电机的转速将会恢复到正常转速值。此时,副电机将会继续跟随主电机的转速,进而也恢复成正常转速值。在整个过程中,由于副电机的转速与主电机的转速从不同到一致的时间较短(例如直接减小或增加副电机的输入功率,以使副电机的转速值迅速向主电机的转速值靠拢),使得拖地设备几乎不会出现横移现象。
基于前文的描述可知,本实施例通过实时获取两个电机的运行数据,实时检测是否有转速发生突变的电机;并在检测到有电机发生转速突变时,将转速突变的电机设置为主电机,将另一个设置为副电机。因为副电机的转速时刻跟随主电机的转速,使得这两个电机的转速会迅速趋于一致,避免了两个电机长时间转速不同步导致的拖地设备出现较大横移的现象。
在本公开的第二实施例中:
如图3所示,本实施例的拖地设备的控制方法包括:
步骤s210,检测第一电机3和第二电机4的转速;
具体地,在拖地设备上设置第一转速传感器和第二转速传感器,然后通过第一转速传感器检测第一电机3的转速,通过第二转速传感器检测第二电机3的转速。
步骤s220,判断两个电机的转速的差值是否大于第一预设阈值;
其中,第一预设阈值指的是两个电机之间转速差的绝对值,其可以是任意可行的数据,例如,100r/min、150r/min、200r/min等。本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第一预设阈值的具体数据。
具体地,先计算第一电机3和第二电机4的转速差的绝对值,然后比较该绝对值与第一预设阈值的大小。如果该绝对值大于第一预设阈值,则判定其中一个电机的转速发生了突变,然后执行步骤s230。如果差值的绝对值小于第一预设阈值,则判定拖地设备正常作业。
步骤s230,判断转速较小的一个电机的转速是否小于目标转速值;
其中,目标转速值为电机正常运行时的转速值,目标转速值可以是任意可行的数据,例如,300r/min、500r/min、800r/min等。
具体地,通过将转速较小的电机的转速与目标转速值进行比较,并在转速较小的电机的转速小于目标转速值时,判定转速较小的电机为转速发生突变的电机,执行步骤s240。反之,则使拖地设备保持当前的工作状态。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,先执行步骤s230,再执行步骤s220。
步骤s240,将转速较小的电机确定主电机,将另一个电机确定为副电机;
步骤s250,使副电机的转速跟随主电机的转速,以使两个电机的转速趋于一致。
具体地,控制转速正常的副电机的转速跟随转速发生突变的主电机的转速,直到副电机的转速与主电机的转速一致,避免了因为两个电机转速的不同导致拖地设备在运行过程不稳定的情况。继续执行步骤s260。
步骤s260,在副电机的转速跟随主电机的转速的过程中,判断两个电机的转速的差值是否小于或等于第一预设阈值;
具体地,在每次调整副电机的转速并使主、副电机的转速一致之后,重新比较两个电机之间的转速差值。如果主电机与副电机的转速差值小于或等于第一预设阈值,则使拖地设备继续保持当前的状态,不对主、副电机的转速进行调整;如果主电机与副电机差值大于第一预设阈值,则判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变,并执行步骤s270。
步骤s270,保持主、副电机不变,并使副电机的转速继续跟随主电机的转速;
具体地,如图4所示,当判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变时,判断主电机的转速是否大于副电机的转速。如果大于则判定使主电机转速突然降低的外界因素已被消除,并使副电机的转速继续跟随主电机的转速。
进一步具体地,通过积分算法公式来调整副电机的转速,以使副电机的转速跟随主电机的转速。
其中,积分算法公式包括:
第一比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k1*∫δspeed(t)dt
第二比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k2*∫δspeed(t)dt
其中,u(t)为t时刻电机需要输出的占空比,kp为比例系数,δspeed(t)为t时刻目标速度,k1和k2为积分系数。
其中,kp可以是任意可行的数值,例如1.5、3.2、5等;在k1<k2的前提下,k1和k2也可以是任意可行的数值,例如k1=1,k2=2,或者,k1=1.2,k2=3等。
再进一步具体地,如果主、副电机的转速差值达到了(小于或等于)预设速度差值(例如200r/min、150r/min、80r/min等),则使另一个电机(副电机)按照第一比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机),如果主、副电机的转速差值没有达到(大于)预设速度差值,则使另一个电机(副电机)按照第二比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机)。
本领域技术人员能够理解的是,由于k2大于k1,所以使用第二比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行快速调整;使用第一比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行精准地调整,避免了副电机的转矩过度调整的情形。
基于前文的描述可知,本实施例通过实时计算两个电机的转速差值,使得拖地设备能够及时地发现转速发生突变的电机。当电机转速不同步时,通过将转速较小的电机设置为主电机,将另一个的电机设置为副电机,然后通过控制副电机的转速跟随主电机的转速,使得副电机的转速能够快速地与主电机的转速趋于一致。进一步,当导致主电机转速突变的外界因素(例如踩踏)消失时,主电机的转速将会回到正常转速值,由于此时的副电机始终跟随主电机,使得副电机的转速也将回到正常转速值。因为,副电机的转速时刻跟随主电机的转速,所以两者之间的速度差比较小,转速同步效果好,横移距离小。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,如图5所示地,将前述的步骤s270替换成,当判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变时,判断主电机的转速是否大于副电机的转速,如果大于则表示使主电机转速突然降低的外界因素已被消除,副电机的转速将继续跟随主电机的转速。进一步,在主电机的转速大于目标转速值时,或者在副电机的转速达到了目标转速值时,切换主、副电机的主副关系,即,将原来的主电机切换成副电机,将原来的副电机切换成主电机。此后,在整个过程中,因为原副电机的转速跟随原主电机转速的时间比较短,耗电量较小,且因为原副电机转速比较稳定,延长了原副电机的机械寿命。
图4和图5所示,在导致主电机转速降低的外界因素消失之后,主电机的转速会急剧上升,副电机紧紧跟随。
从图4中可以看出,主电机在升速的过程中由于惯性的存在会导致其转速超过目标转速值。
从图5可以看出,在主电机的转速大于目标转速值时,或者在副电机的转速达到了目标转速值时,通过切换主、副电机的主副关系,能够使转速较快的原主电机跟随转速较慢的原副电机速度,从而起到了对原主电机的限速作用,使原主电机的转速迅速靠近目标速度值。两个电机在整个过程中,转速调整的时间比较短,耗电量较小。
本领域技术人员应当理解的是,本实施例前文所述的是拖地设备被踩踏的情形,对于悬空的情形控制策略如下:
首先判断两个电机的转速的差值是否大于第一预设阈值,当检测到两个电机的转速的差值大于第一预设阈值时,则判定两个电机中的一个电机的转速发生了突变。然后判断转速较大的一个电机的转速是否大于转速阈值(该转速阈值大于目标转速值)。如果大于,则判定转速较大的电机为发生转速突变的电机,并认定拖地设备靠近该突变电机的一侧被悬空。然后将转速较大的电机设置为主电机,转速较小的电机设置为副电机,此后使副电机的转速跟随主电机的转速,并使两个电机的转速趋于一致。
在本公开的第三实施例中:
如图6所示,本实施例的拖地设备的控制方法包括:
步骤s310,获取第一电机3和第二电机4的转矩;
具体地,获取电机的电压和电流,实时检测第一电机3和第二电机4的转速,根据转速与转矩的关系:
步骤s320,判断两个电机的转矩的差值是否大于第二预设阈值;
其中,第二预设阈值指的是两个电机之间转矩差的绝对值,其可以是任意可行的数据,例如,2牛米、3牛米、8牛米等,本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第二预设阈值的具体数据。
具体地,先计算第一电机3和第二电机4的转矩差的绝对值,然后比较该绝对值与第二预设阈值的大小。如果该绝对值大于第二预设阈值,则执行步骤s330。如果该绝对值小于第二预设阈值,则使拖地设备保持当前的工作状态。
步骤s330,判断转矩较大的一个电机的转矩是否大于目标转矩值;
其中,目标转矩值为电机正常运行时的转矩值,目标转矩值可以是任意可行的数据,例如,70牛米、75牛米、80牛米等。
具体地,通过将转矩较大的电机的转矩与目标转矩值进行比较,如果转矩较大的电机的转矩大于目标转矩值时,则判定转矩较大的电机为转矩发生突变的电机,执行步骤s340。反之,则使拖地设备保持当前的工作状态。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,先执行步骤s330,再执行步骤s320。
步骤s340,将转矩较大的电机确定主电机,将另一个电机确定为副电机;
步骤s350,使副电机的转速跟随主电机的转速,以使两个电机的转矩趋于一致。
具体地,控制转矩正常的副电机的转速跟随转矩发生突变的主电机的转速,直到副电机的转矩与主电机趋于一致,避免了因为两个电机转矩的不一致导致拖地设备在运行过程不稳定的情况。继续执行步骤s360。
步骤s360,在副电机的转速跟随主电机的转速的过程中,判断两个电机的转矩的差值是否小于或等于第二预设阈值;
具体地,在每次调整副电机的转速并使主、副电机的转速一致之后,重新比较两个电机之间的转矩差值,如果主电机与副电机的转矩差值小于或等于第二预设阈值,则判定两个电机中的一个电机的转矩再次发生了突变,并执行步骤s370;如果主电机与副电机转矩差值大于第二预设阈值,则使拖地设备继续保持当前的状态。
步骤s370,保持主、副电机不变,并使副电机的转速继续跟随主电机的转速;
具体地,如图4所示,当判定两个电机的转矩的差值小于或等于第二预设阈值时,则判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变时,进而判断主电机的转速是否大于副电机的转速,如果大于则表示使主电机转矩突然上升的外界因素已被消除。其中,副电机的转速将继续跟随主电机的转速。
进一步具体地,通过积分算法公式来调整副电机的转速,以使副电机的转速来跟随主电机的转速。
其中,积分算法公式包括:
第一比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k1*∫δspeed(t)dt
第二比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k2*∫δspeed(t)dt
其中,u(t)为t时刻电机需要输出的占空比,kp为比例系数,δspeed(t)为t时刻目标速度,k1和k2为积分系数。
其中,kp可以是任意可行的数值,例如1.5、3.2、5等;在k1<k2的前提下,k1和k2也可以是任意可行的数值,例如k1=1,k2=2,或者,k1=1.2,k2=3等。
再进一步具体地,如果主、副电机的转速差值达到了(小于或等于)预设速度差值(例如200r/min、150r/min、80r/min等),则使另一个电机(副电机)按照第一比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机),如果主、副电机的转速差值没有达到(大于)预设速度差值,则使另一个电机(副电机)按照第二比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机)。
本领域技术人员能够理解的是,由于k2大于k1,所以使用第二比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行快速调整;使用第一比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行精准地调整,避免了副电机的转矩过度调整的情形。
基于前文的描述可知,本实施例通过实时计算两个电机的转矩差值,当检测到两个电机的转矩差值大于第二预设阈值时,则认定设备被踩踏。通过将转矩较大的电机设置为主电机,将转矩较小的电机设置为副电机,然后通过控制副电机的转速跟随主电机的转速,使得副电机的转速能够快速地与主电机的转速趋于一致。进一步,当导致主电机转矩突变的外界因素(例如踩踏)消失时,主电机的转速将会回到正常转速值,由于此时的副电机始终跟随主电机,使得副电机的转速也将回到正常转速值。因为,副电机的转速时刻跟随主电机的转速,所以两者之间的速度差比较小。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,如图5所示地,将前述的步骤s370替换成,当判定两个电机中的一个电机的转矩再次发生了突变时,判断主电机的转矩是否小于副电机的转矩,如果小于则表示使主电机转矩突然上升的外界因素已被消除,副电机的转速将继续跟随主电机的转速。进一步,在主电机的转矩小于目标转矩值时,或者在副电机的转矩达到了目标转矩值时,切换主、副电机的主副关系,即,将原来的主电机切换成副电机,将原来的副电机切换成主电机。此后,在整个过程中,因为原副电机的转速跟随原主电机转速的时间比较短,耗电量较小,且因为原副电机转速比较稳定,延长了原副电机的机械寿命。
图4和图5所示,在导致主电机转矩上升的外界因素消失之后,主电机的转速会急剧上升,副电机紧紧跟随。
从图4中可以看出,在主电机在升速的过程中由于惯性的存在会导致其转速超过目标转速值。
从图5可以看出,在主电机的转速大于目标转速值时,或者在副电机的转速达到了目标转速值时,通过切换主、副电机的主副关系,能够使转速较快的原主电机跟随转速较慢的原副电机速度,从而起到了对原主电机的限速作用,使原主电机的转速迅速靠近目标速度值。两个电机在整个过程中,转速调整的时间比较短,耗电量较小。
本领域技术人员应当理解的是,本实施例前文所述的是拖地设备被踩踏的情形,对于悬空的情形控制策略如下:
首先判断两个电机的转矩的差值是否大于第二预设阈值,当检测到两个电机的转矩的差值大于第二预设阈值时,则判定两个电机中的一个电机的转矩发生了突变。然后判断转矩较小的一个电机的转矩是否小于转矩阈值(该转矩阈值小于目标转矩值)。如果小于,则判定转矩较小的电机为发生转速突变的电机,并认定拖地设备靠近该突变电机的一侧被悬空。然后将转矩较小的电机设置为主电机,转矩较大的电机设置为副电机,此后使副电机的转速跟随主电机的转速,并使两个电机的转矩趋于一致。
在本公开的第四实施例中:
如图7所示,本实施例的拖地设备的控制方法包括:
步骤s410,获取第一电机3和第二电机4的压力;
具体地,在拖地设备上设置第一压力传感器和第二压力传感器,然后通过第一压力传感器检测第一电机3的压力,通过第二压力速传感器检测第二电机3的转速。示例性地,在第一电机3的转轴与第一拖擦件5之间设置第一压力传感器,在第二电机4的转轴与第二拖擦件6之间设置第二压力速传感器。
步骤s420,判断两个电机的压力的差值是否大于第三预设阈值;
其中,第三预设阈值是两个电机之间压力的绝对值,可以是任意可行的数据,例如,使第三预设阈值为2牛、3牛、5牛等,本领域技术人员可以通过多次实验,来确定第三预设阈值的具体数据。
具体地,先计算第一电机3和第二电机4的压力差的绝对值,然后比较该绝对值与第三预设阈值的大小。如果该绝对值大于第三预设阈值,则执行步骤s430。如果该绝对值小于第三预设阈值,则表示拖地设备正常作业。
步骤s430,判断压力较大的一个电机的转速是否大于目标压力值;
其中,目标压力值为电机正常运行时的压力值,目标转速值可以是任意可行的数据,例如,60牛、65牛、70牛等。
具体地,通过将压力较大的电机的压力与目标压力值进行比较,如果压力较大的电机的压力大于目标压力值时,则判定压力较大的电机为压力发生突变的电机,执行步骤s440。反之,则使拖地设备保持当前的工作状态。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,先执行步骤s430,再执行步骤s420。
步骤s440,将压力较大的电机确定主电机,将另一个电机确定为副电机;
步骤s450,使副电机的转速跟随主电机的转速,并使两个电机的压力趋于一致。
具体地,控制转矩正常副电机的转速跟随转矩发生突变主电机的转速,直到副电机的转矩与主电机之间的转矩一致。继续执行步骤s460。
步骤s460,在副电机的转速跟随主电机的转速的过程中,判断两个电机的压力的差值是否小于或等于第三预设阈值;
具体地,在每次调整副电机的转速并使主、副电机的转速一致之后,重新比较两个电机之间的压力差值。如果主电机与副电机的压力差值小于或等于第三预设阈值时,则判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变,并执行步骤s470,不对主、副电机的转速进行调整;如果主电机与副电机的压力差值大于第三预设阈值时,则使拖地设备继续保持当前的状态。
步骤s470,保持主、副电机不变,并使副电机的转速继续跟随主电机的转速。
具体地,如图4所示,当判定两个电机的压力的差值小于或等于第三预设阈值,则判定两个电机中的一个电机的转速再次发生了突变时,判断主电机的压力是否大于副电机的压力,如果大于则表示使主电机转矩突然上升的外界因素已被消除,使副电机的转速继续跟随主电机的转速,并判定使主电机压力突然上升的外界因素消失了。其中,副电机的转速将继续跟随主电机的转速。。
进一步具体地,通过积分算法公式来调整副电机的转速,以使副电机的转速跟随主电机的转速。
其中,积分算法公式包括:
第一比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k1*∫δspeed(t)dt
第二比例积分公式:
u(t)=kp*δspeed(t)+k2*∫δspeed(t)dt
其中,u(t)为t时刻电机需要输出的占空比,kp为比例系数,δspeed(t)为t时刻目标速度,k1和k2为积分系数。
其中,kp可以是任意可行的数值,例如1.5、3.2、5等;在k1<k2的前提下,k1和k2也可以是任意可行的数值,例如k1=1,k2=2,或者,k1=1.2,k2=3等。
再进一步具体地,如果主、副电机的转速差值达到了(小于或等于)预设速度差值(例如200r/min、150r/min、80r/min等),则使另一个电机(副电机)按照第一比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机),如果主、副电机的转速差值没有达到(大于)预设速度差值,则使另一个电机(副电机)按照第二比例积分公式跟随转速发生突变的电机(主电机)。
本领域技术人员能够理解的是,由于k2大于k1,所以使用第二比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行快速调整;使用第一比例积分公式来调整副电机的转速,能够对副电机的转速进行精准地调整,避免了副电机的转矩过度调整的情形。
基于前文的描述可知,本实施例根据压力与转速的关系,压力越大转速越小。通过实时计算两个电机的压力差值,当电机转速不同步时,通过将压力较大的电机设置为主电机,将另一个的电机设置为副电机,然后通过控制副电机的转速跟随主电机的转速,使得副电机的压力能够快速地与主电机的压力趋于一致。进一步,当导致主电机压力上升的外界因素(例如踩踏)消失时,主电机的转速将会回到正常转速值,由于此时的副电机始终跟随主电机,使得副电机的转速也将回到正常转速值。因为,副电机的转速时刻跟随主电机的转速,所以两者之间的速度差比较小,转速同步效果好,横移距离小。
此外,本领域技术人员也可以根据需要,如图5所示地,将前述的步骤s470替换成,当判定两个电机中的一个电机的压力再次发生了突变时,判断主电机的压力是否大于副电机的压力,如果小于则表示使主电机压力突然上升的外界因素已被消除,副电机的转速将继续跟随主电机的转速。进一步,在主电机的压力大于目标压力值时,或者在副电机的压力达到了目标压力值时,切换主、副电机的主副关系,即,将原来的主电机切换成副电机,将原来的副电机切换成主电机。此后,在整个过程中,因为原副电机的转速跟随原主电机转速的时间比较短,耗电量较小,且因为原副电机转速比较稳定,延长了原副电机的机械寿命。
图4和图5所示,在导致主电机压力上升的外界因素消失之后,主电机的转速会急剧上升,副电机紧紧跟随。
从图4中可以看出,由于主电机在升速的过程中由于惯性的存在会导致其转速超过目标转速值。
从图5可以看出,在主电机的转速大于目标转速值时,或者在副电机的转速达到了目标转速值时,通过切换主、副电机的主副关系,能够使转速较快的原主电机跟随转速较慢的原副电机速度,从而起到了对原主电机的限速作用,使原主电机的转速迅速靠近目标速度值。两个电机在整个过程中,转速调整的时间比较短,耗电量较小。
本领域技术人员应当理解的是,本实施例前文所述的是拖地设备被踩踏的情形,对于悬空的情形控制策略如下:
首先判断两个电机的压力的差值是否大于第三预设阈值,当检测到两个电机的压力的差值大于第三预设阈值时,则判定两个电机中的一个电机的压力发生了突变。然后判断压力较小的一个电机的压力是否小于压力阈值(该压力阈值小于目标压力值)。如果小于,则判定压力较小的电机为发生压力突变的电机,并认定拖地设备靠近该突变电机的一侧被悬空。然后将压力较小的电机设置为主电机,压力较大的电机设置为副电机,此后使副电机的转速跟随主电机的转速,并使两个电机的压力趋于一致。
在本公开的第五实施例中:
如图8所示,本公开还提供了一种拖地设备。该拖地设备在硬件层面上包括处理器,可选地还包括存储器和总线,此外该拖地设备还允许包括其它业务所需要的硬件。
其中,存储器用于存放执行指令,该执行指令具体是能够被执行的计算机程序。进一步,存储器可以包括内存和非易失性存储器(non-volatilememory),并向处理器提供执行指令和数据。示例性地,内存可以是高速随机存取存储器(random-accessmemory,ram),非易失性存储器可以是至少1个磁盘存储器。
其中,总线用于将处理器、存储器和网络接口相互连接到一起。该总线可以是isa(industrystandardarchitecture,工业标准体系结构)总线、pci(peripheralcomponentinterconnect,外设部件互连标准)总线、eisa(extendedindustrystandardarchitecture,扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为了便于表示,图8中仅用一个双向箭头表示,但这并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
在上述拖地设备的一种可行的实施方式中,处理器可以先从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中再运行,也可以先从其它设备上获取相应的执行指令再运行。处理器在执行存储器所存放的执行指令时,能够实现本公开上述任意一个控制方法实施例中的控制方法。
本领域技术人员能够理解的是,上述的控制方法可以应用于处理器中,也可以借助处理器来实现。示例性地,处理器是一种集成电路芯片,具有处理信号的能力。在处理器执行上述控制方法的过程中,上述控制方法的各步骤可以通过处理器中硬件形式的集成逻辑电路或软件形式的指令完成。进一步,上述处理器可以是通用处理器,例如中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、网络处理器(networkprocessor,np)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件、微处理器以及其它任何常规的处理器。
本领域技术人员还能够理解的是,本公开上述控制方法实施例的步骤可以被硬件译码处理器执行完成,也可以被译码处理器中的硬件和软件模块组合执行完成。其中,软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等其它本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器中,处理器读取存储器中的信息之后结合其硬件完成上述控制方法实施例中步骤的执行。
至此,已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下,本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合,也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。
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