一种高精度滚筒洗衣机串激电机重量感知算法.pdf
- 文档编号:18849648
- 上传时间:2024-01-28
- 格式:PDF
- 页数:3
- 大小:1.86MB
一种高精度滚筒洗衣机串激电机重量感知算法.pdf
《一种高精度滚筒洗衣机串激电机重量感知算法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种高精度滚筒洗衣机串激电机重量感知算法.pdf(3页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
Technology技术一种高精度滚筒洗农机串激电机重量感知算法胡伟(无锡小天鹅股份有限公司江苏无锡214028)摘要:
本算法涉及一种串激电机滚筒洗衣机对衣物重量判断的方法。
通过洗衣机电路板主芯片发送预先设定的控制信号,驱动电机到达预定转速。
采集电脑板和电机反馈的输出和输入信号,输出信号包括电机的输出功率,输入信号包括电机的反馈脉冲个数,不同阶段的时间,滚筒内存在的偏载质量等,通过建立数学模型计算得到当前筒内的衣物重量。
本算法实现了串激电机滚筒洗衣机的衣物重量识别,实现自动选择洗衣方式,并且提高了脱水性能,优化了洗衣程序。
关键词:
串激电机;功率;重量感知;偏载Ahigh_。
precisionuniversalmotorsweightsensingalgorithmHUWef(WuxiLJtNeSwanCo,LtdWuxJ214028)Abstract:
ThisalgorithmrelatestoakindintheseriesmotorsclothingwefghtontheidentificationmethodWashingmachinemaincircuitchipsendsacontrolsignalwhichsetinadvance,drivethemotortoapredeterminedrotationalspeed,collectingPCboardandthemotoroutputandthefeedbackinputsignal,theoutputsignalincludesmotorOUtputpower,theinputsignalcomprisesthefeedbackpulsenumberofthemotor,thetimeofdifferentstages,thepartialloadqualityexistsintheroller,viatheestablishedmathematicalmodeltogetthecurrentweightofthelaundryinsidethedrumThealgorithmrealizesthefunctionSofweightrecognitioninseriesmotor,automaticwashingmodeselectedandimproveddewateringperformanceBesidesnoptimizesthewashingprocessKeywords:
Seriesmotor;Power;WeightsensingPartialloadl蚍滚筒洗衣机高速脱水性能的好坏直接影响着洗衣机整体性价比的高低,目前的国内对于洗衣机脱水性能的研究投入越来越大,各大家电供应商都在洗衣机电机脱水控制方面给予了很大的关注,相关人才的需求每年的都在成倍增长。
洗衣机感知方法中应用最广泛同时也是最重要的一个过程,就是在洗衣机高速脱水前感知筒内的衣物分布情况及筒内由于衣物分布不均匀产生的偏心质量大小。
由于高速脱水时该偏也质量大小决定了额定脱水转速下产生的离心力大小,因此在不增加结构成本的情况下(主要是增加内部悬挂系统质量),要保障产品的振动性能必须提前确保衣物的分布足够均匀,高速脱水时筒内实际偏心质量足够小。
目前洗衣机行业中,变频洗衣机已经很好地实现了洗衣机桶内衣物的重量感知,且精度较高、技术较为成熟。
但在串激洗衣机上,还没有比较好的称重解决方法。
这很大的影响到了串激电机的高速脱水性能以及相关的振动噪音的改善,甚至无法避免往有些情况下洗衣机脱水时移位和脱水概率低等问题。
针对上述状况,本文提出了一种低成本、高精度的重量感知算法,通过此算法,可以明显改善洗衣机高速脱水性能、振动噪音、脱水概率、脱水移位等问题,提高饮上高速脱水的概率,可以节省时间,减少洗衣延时的概率,提高客户71Technology技术满意度。
2重量感知原理对于滚筒洗衣机而言,当筒转速到达一定的速度,负载会贴在筒壁上并随其一起做旋转运动,然而实际过程中筒内的负载每次分布都是随机,所以其负载状态千差万别,如图1所示。
但是通过力学分析和旋转运动的惯量特征,任何分布的负载都可以简化为如图2所示的均匀负载和从偏心负载的叠加。
这样等效后的数学模型可以简化问题的分析和计算。
基于上述的简化模型,对于转动运动而言,负载对转动中心的转动惯量是:
J=:
mI,另外由于转速到了一定速度后,衣物会很好地贴在筒上,同时为了简化计算,假设半径为一个定值,即r-r。
这样,转动惯量可以简化为:
=,2喜=r2c其在釜原理可以分别得到r一一设定半径ml。
一一负载衣物韵:
蹶童ml0ad-mo0b-t-mbl从上述公式
(1)可以看出,转动惯量和质量是成正比的,所以可以用惯量来表示负载的质量。
3负载运动原理分析洗衣机内简中的衣物是随内筒一起做圆周(T一)0=一告
(2)式中:
T一一驱动力矩Tr__一摩擦力矩。
一一负载上升过程中转动的角度由公式
(2)得出:
J:
!
二(3)-一:
一cl一运,驱动力矩T随看转速变化,所以:
=:
(4)0=ftf将(4)、(5)带入公式(3)得出:
J:
二(6)一q由公式(6)得出:
通过计算力矩T即可得出转动惯阜J。
离心力运动的,通过离心力的作用把负载中水甩在。
的转速维持过程中,系统做匀速圆周4出,根据实际理论模型对其进行运动时受力分析,如图3所示。
在上升过程中负载主要承受电机的恒定驱动力矩和系统的摩擦力矩。
72家电科技运动,此时T=T,通过MCU计算当前的输duty值,即可表示当前的系统磨差力矩T。
通过控制在上升过程中以恒定加速度e加控制算法的实现及实验结果41系统工作框图由图5得出:
整机通电后整个功能首先由主电脑板MCU对发出电机控制命令,电机启动实现转速驱动,带动内简旋转,通过信号采集电路反馈给电脑板MCUIJ断是否可以进行下一步动作,如果偏心量小满足上高速条件,则直接上高速脱水:
如果偏心量不满足上高速条件,则电脑板控制电机进行衣物抖散,调整偏心量,最终达到均匀分布后再次进行上高速脱水。
数据模型对偏心量进行分析判断后,进行下一步洗涤及脱水模式选择。
通过此逻辑图可以清晰地了解整个洗衣机在运行过程中的洗涤及脱水选择步骤。
42程序框图为了能够实现公式(6)的正确结果,要求控制系统首先要使负载在设定的速度稳定运行,此时可以取得系统的稳定状态下的摩擦力矩,并且保证负载在此速度下能够很好地贴在内筒上,随内筒一起转动,此时电脑板MCU控制电机的转速非常重要,转速低则负载无法贴在内筒中,导致偏心计算不精确:
转速高且负载如果偏心大会强行速度高会导致洗衣机振动大甚至移位。
所以,此时对洗衣机判定偏心及速度非常重要。
系统控制的详细流程图如图6所示。
Technology技术5结论对上述算法的实现并进行实验测试,经过用标准测试负载在多台同一型号的洗衣机上,进行了多种不同的负载量的测试,负载量从0kg18kg(3O负载、50负载、80负载)。
测试结果表明该算法能够很好地实现不同负载重量段的区分,如图7所示,是三台不同的洗衣机上测试的结果,可以看出,在整个测量范围内不同洗衣机的测试数据都很稳定、相差不大。
另外,从图8上可以看出:
样机间数据的分布也很稳定。
此模型及算法的研究成果为产品开发大大缩短开发周期,对比之前人工多样本的测试减少人力物力的投入。
此算法不仅在滚筒洗衣机中应用,也可以延伸到波轮洗衣机开发应用研发中。
73
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 高精度 滚筒洗衣机 电机 重量 感知 算法