负载不平衡检测方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及负载检测控制技术领域，尤其涉及一种负载不平衡检测方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

当变频电机所带动的负载不平衡时，变频电机的转速越高，负载的振动和噪声就会越大，从而降低设备的使用寿命。

为了减小振动和噪声，变频电机需要即时发现负载(例如：滚筒)不平衡，从而通过调整转速或者对负载的不平衡状态进行改变，在现有技术中提供了以下两种不平衡检测方法：

(1)采用传感器对负载是否平衡进行检测，但传感器的成本较高且不便于安装，从而导致检测难度大。

(2)在稳定的低速运转阶段(即电机是按照固定的第一旋转速度匀速运转)和稳定的高速运转阶段(即电机是按照固定的第二旋转速度匀速运转)中，根据变频电机的转速或转矩判断负载是否平衡；然而，该方法仅能在稳定阶段进行不平衡检测，而无法实现对动态阶段(即不稳定阶段，例如：加速阶段)进行不平衡检测，并且由于负载在稳定的高速运转阶段是高速运转的，在高速运转过程中进行不平衡检测，非常容易使设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏。

综上所述，现有技术存在成本高、检测难度大、无法实现对动态阶段进行不平衡检测、以及在高速运转过程中进行不平衡检测时，非常容易使设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏的问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种负载不平衡检测方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中存在的成本高、检测难度大、无法实现对动态阶段进行不平衡检测、以及在高速运转过程中进行不平衡检测时，非常容易使设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种负载不平衡检测方法，所述方法包括以下步骤：

在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值；

根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值；

计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值；

根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态。

优选地，所述根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态，具体包括：

将所述差值与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述负载是否处于不平衡状态。

优选地，所述将所述差值与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述负载是否处于不平衡状态，具体包括：

将所述差值与预设阈值进行比较，在比较结果为所述差值超过所述预设阈值时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值未超过所述预设阈值时，认定所述负载未处于不平衡状态。

优选地，所述根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，具体包括：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，根据对比结果确定当前基准值。

优选地，所述将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，根据对比结果确定当前基准值，具体包括：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，在对比结果为所述前一基准值大于所述当前转矩平均值时，将所述当前转矩平均值作为所述当前基准值，在对比结果为所述前一基准值小于等于所述当前转矩平均值时，将所述前一基准值作为所述当前基准值。

优选地，所述负载为滚筒；

相应地，所述根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态之后，所述方法还包括：

在所述负载处于不平衡状态时，控制所述负载停止加速运转。

优选地，所述控制所述负载停止加速运转之后，所述方法还包括：

判断所述负载的已执行抖散操作次数是否大于预设次数值，若所述已执行抖散操作次数大于预设次数值，则控制所述负载停止运转，否则控制所述负载执行抖散操作，控制所述负载重新进入加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

优选地，所述根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态之后，所述方法还包括：

在所述负载处于平衡状态时，按照预设控制程序控制所述负载继续进行加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种负载不平衡检测装置，所述负载不平衡检测装置包括：负载、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的负载不平衡检测程序，所述负载不平衡检测程序配置为实现所述的负载不平衡检测方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有负载不平衡检测程序，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时实现所述的负载不平衡检测方法的步骤。

本发明在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值，根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值，根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态，从而实现了动态阶段的不平衡检测，避免设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏，并且检测成本和检测难度较低。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的负载不平衡检测装置结构示意图；

图2为本发明负载不平衡检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例中负载的加速运转过程的控制原理图；

图4为本发明实施例中转矩的波形示意图；

图5为本发明负载不平衡检测方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的负载不平衡检测装置结构示意图。

如图1所示，该负载不平衡检测装置可以包括：处理器1001，例如cpu，负载1002，用户接口1003，变频电机1004和存储器1005。其中，负载1002为被所述变频电机控制的对象。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的负载不平衡检测装置结构并不构成对负载不平衡检测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在具体实现中，所述负载不平衡检测装置可为滚筒洗衣机，当然，也可为其他设备，例如：烹饪制备设备、水轮机或离心机等设备，本实施例对此不加以限制。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、用户接口模块以及负载不平衡检测程序。

在图1所示的负载不平衡检测装置中，所述负载不平衡检测装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，并执行以下操作：

在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值；

根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值；

计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值；

根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述差值与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述负载是否处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述差值与预设阈值进行比较，在比较结果为所述差值超过所述预设阈值时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值未超过所述预设阈值时，认定所述负载未处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，根据对比结果确定当前基准值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，在对比结果为所述前一基准值大于所述当前转矩平均值时，将所述当前转矩平均值作为所述当前基准值，在对比结果为所述前一基准值小于等于所述当前转矩平均值时，将所述前一基准值作为所述当前基准值。

进一步地，所述负载为滚筒，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

在所述负载处于不平衡状态时，控制所述负载停止加速运转。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

判断所述负载的已执行抖散操作次数是否大于预设次数值，若所述已执行抖散操作次数大于预设次数值，则控制所述负载停止运转，否则控制所述负载执行抖散操作，控制所述负载重新进入加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的负载不平衡检测程序，还执行以下操作：

在所述负载处于平衡状态时，按照预设控制程序控制所述负载继续进行加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

本实施例通过上述方案，在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值，根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值，根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态，从而实现了动态阶段的不平衡检测，避免设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏，并且检测成本和检测难度较低。

基于上述硬件结构，提出本发明负载不平衡检测方法实施例。

参照图2，图2为本发明负载不平衡检测方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述负载不平衡检测方法包括以下步骤：

s10：在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值；

需要说明的是，所述加速运转过程即为负载不断增加速度的过程，其可为恒定加速度的加速运转过程，即按照一个固定的加速度进行加速的运转过程，也可为非恒加速运转过程，即按照非固定的加速度进行加速的运转过程，本实施例对此不加以限制。

可理解的是，由于加速运转过程是一个持续的过程，故而，对所述负载的转矩进行检测也是一个持续的过程，也就是说，在负载处于加速运转过程时，会持续性地对所述负载的转矩进行检测。

在具体实现中，所述负载处于加速运转过程时，负载会不断旋转，在负载旋转一周后，会获取负载在该周内的当前转矩平均值和当前转矩最大值，相应地，所述当前转矩平均值即可理解为在当前时刻获取的转矩平均值，所述当前转矩最大值即可理解为在当前时刻获取的转矩最大值。

应理解的是，负载的加速运转过程通常会采用自动控制原理实现，参照图3，可根据控制指令生成目标速度vref，由减法器计算目标速度与速度运算器发送的实际速度vreal之间的速度偏差verr，由速度控制器根据所述速度偏差verr确定对应的目标转矩tasr，电流控制器根据变频电机的实际电流ifdb计算实际转矩(由于所述实际转矩和实际电流ifdb之间具有换算系数，因此，可通过所述实际电流ifdb及换算系数来计算实际转矩)，根据所述目标转矩tasr和计算出的实际转矩确定目标电流i，并将所述目标电流i传输至变频电机，位置检测单元获取所述变频电机的旋转角度θ，速度运算器根据所述旋转角度θ以及旋转时间可计算实际速度vreal，转矩计算单元可计算所述变频电机的实际转矩，最后可将转矩计算单元计算的所述变频电机的实际转矩和所述位置检查单元获取的所述变频电机的旋转角度θ作为上述负载不平衡检测方法的数据源，也就是说，根据所述旋转角度θ来确定所述负载是否旋转一周，并根据所述变频电机的实际转矩来确定所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值。

s20：根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值；

需要说明的是，在获取当前转矩平均值后，可根据当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，所述当前基准值即可理解为当前时刻的基准值，由于加速运转过程是一个持续的过程，因此，除了第一次确定当前基准值外，之后确定当前基准值时均会存在前一时刻确定的前一基准值，当然，假设当前时刻为第一次确定当前基准值时，可根据所述当前转矩平均值及初始基准值确定当前基准值。

为便于确定所述当前基准值，本实施例中，可将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，根据对比结果确定当前基准值。

为了保证所述负载不平衡状态检测的准确率，需要使所述当前基准值为当前转矩平均值以及历史转矩平均值(即之前获得的各转矩平均值)中的最小值，在具体实现中，可将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，在对比结果为所述前一基准值大于所述当前转矩平均值时，将所述当前转矩平均值作为所述当前基准值，在对比结果为所述前一基准值小于等于所述当前转矩平均值时，将所述前一基准值作为所述当前基准值。

当然，所述初始基准值需要大于所有转矩平均值，因此，需要将所述初始基准值设置为一个比可能出现的转矩平均值都大的值，在具体实现中，通常会将各基准值采用预设数据类型进行存储，此时，可将所述初始基准值设置为所述预设数据类型的最大值，以编译器为16位、且预设数据类型为int类型为例，可将所述初始基准值设置为32767，当然，还可设置为其他数值，本实施例对此不加以限制。

s30：计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值；

s40：根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态。

为便于判断所述负载是否处于不平衡状态，本实施例中，可将所述差值与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述负载是否处于不平衡状态。

需要说明的是，在所述差值过大时，可认定所述负载处于不平衡状态，在具体实现中，可将所述差值与预设阈值进行比较，在比较结果为所述差值超过所述预设阈值时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值未超过所述预设阈值时，认定所述负载未处于不平衡状态。

下面以一个具体的实例来对负载不平衡检测的过程进行说明，但不限定本发明的保护范围。参照图4，假设r1代表负载旋转的前一周，r2代表负载在当前时刻旋转的一周，设tave1为r1中获得的当前转矩平均值，tmax1为r1中获得的当前转矩最大值，tave2为r2中获得的当前转矩平均值，tmax2为r2中获得的当前转矩最大值，设r1中的前一基准值为b0，r1中确定的当前基准值为b1，r2中确定的当前基准值为b2，预设阈值为ct。

在r1中进行不平衡检测时，可将tave1和b0进行对比，在对比结果为b0大于tave1时，将tave1作为b1；在对比结果为b0小于等于tave1时，将b0作为b1；

计算所述tmax1和b1之间的差值tmax1-b1，将差值tmax1-b1与ct进行比较，在比较结果为所述差值tmax1-b1超过ct时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值tmax1-b1未超过所述ct时，认定所述负载未处于不平衡状态。

假设r1中的检测结果为负载未处于不平衡状态，此时，会进入r2。

在r2中进行不平衡检测时，可将tave2和b1进行对比，在对比结果为b1大于tave2时，将tave2作为b2；在对比结果为b1小于等于tave2时，将b1作为b2；

计算所述tmax2和b2之间的差值tmax2-b2，将差值tmax2-b2与ct进行比较，在比较结果为所述差值tmax2-b2超过ct时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值tmax2-b2未超过所述ct时，认定所述负载未处于不平衡状态。

本实施例在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值，根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值，根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态，从而实现了动态阶段的不平衡检测，避免设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏，并且检测成本和检测难度较低。

进一步地，如图5所示，基于第一实施例提出本发明负载不平衡检测方法第二实施例，本实施例中以负载不平衡检测装置为滚筒洗衣机为例，相应地，所述负载为滚筒。

在本实施例中，步骤s40之后，所述方法还包括：

s50：在所述负载处于不平衡状态时，控制所述负载停止加速运转。

需要说明的是，控制所述负载停止加速运转，可理解为，不再使所述负载继续进行加速，也就是说，可使所述负载按照当前速度进行匀速运转，也可使所述负载进行减速运行，从而避免所述负载继续处于加速运转过程，进而造成设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏。

可理解的是，对于滚筒洗衣机而言，由于滚筒出现不平衡状态时，通常可采用抖散功能使滚筒内的衣物散开，但由于有时滚筒内的衣物通过抖散操作无法使其散开，若滚筒洗衣机一直保持在抖散操作中，会浪费电能，同时影响洗衣效率。

为避免该问题，步骤s50中，控制所述负载停止加速运转之后，所述方法还可包括：

s60：判断所述负载的已执行抖散操作次数是否大于预设次数值，若所述已执行抖散操作次数大于预设次数值，则控制所述负载停止运转，否则控制所述负载执行抖散操作，控制所述负载重新进入加速运转过程，并返回所述步骤s10。

当然，步骤s40之后，所述方法还包括：

s70：在所述负载处于平衡状态时，按照预设控制程序控制所述负载继续进行加速运转过程，并返回所述步骤s10，继续进行不平衡检测，从而保证所述负载处于加速运转过程时，每旋转一周均进行一次不平衡检测。

在具体实现中，所述预设控制程序可由用户通过上述用户接口输入。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有负载不平衡检测程序，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时实现如下操作：

在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值；

根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值；

计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值；

根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述差值与预设阈值进行比较，根据比较结果判断所述负载是否处于不平衡状态。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述差值与预设阈值进行比较，在比较结果为所述差值超过所述预设阈值时，认定所述负载处于不平衡状态，在比较结果为所述差值未超过所述预设阈值时，认定所述负载未处于不平衡状态。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，根据对比结果确定当前基准值。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述当前转矩平均值与所述前一基准值进行对比，在对比结果为所述前一基准值大于所述当前转矩平均值时，将所述当前转矩平均值作为所述当前基准值，在对比结果为所述前一基准值小于等于所述当前转矩平均值时，将所述前一基准值作为所述当前基准值。

进一步地，所述负载为滚筒，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

在所述负载处于不平衡状态时，控制所述负载停止加速运转。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

判断所述负载的已执行抖散操作次数是否大于预设次数值，若所述已执行抖散操作次数大于预设次数值，则控制所述负载停止运转，否则控制所述负载执行抖散操作，控制所述负载重新进入加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

进一步地，所述负载不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

在所述负载处于平衡状态时，按照预设控制程序控制所述负载继续进行加速运转过程，并返回所述对所述负载的转矩进行检测的步骤。

本实施例通过上述方案，在负载处于加速运转过程时，对所述负载的转矩进行检测，获得所述负载在旋转一周时的当前转矩平均值和当前转矩最大值，根据所述当前转矩平均值及前一基准值确定当前基准值，计算所述当前转矩最大值和当前基准值之间的差值，根据所述差值判断所述负载是否处于不平衡状态，从而实现了动态阶段的不平衡检测，避免设备的机械部件发生碰撞而导致设备受到损坏，并且检测成本和检测难度较低。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。