一种步进电机工作状态监控方法、装置和空调控制器的制造方法

文档序号:9749624阅读:801来源:国知局
一种步进电机工作状态监控方法、装置和空调控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调技术领域,具体地,涉及一种步进电机工作状态监控方法、装置和空调控制器。
【背景技术】
[0002]在现有空调开发中,步进电机实际运行时的驱动电平信号存在异常波形。但是,现有的步进电机工作状态监控显示仪,不能处理这种异常信号,无法保证监控数据的准确性。
[0003]例如:如图7所示,三个波形中位于中间位置的波形,标注的位置为步进电机运行期间,驱动步进电机信号出现的异常波形。此波形由于下降深度和持续时间都使现有的技术难以处理。
[0004]现有技术中,存在可靠性低、精准性差和维护难度大等缺陷。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于,针对上述缺陷,提出一种步进电机工作状态监控方法、装置和空调控制器,以解决通过驱动信号实时监测进行工作状态监控,更准确地监控工作状态,提升维护效率、减小维护难度的问题。
[0006]本发明一方面提供一种步进电机工作状态监控方法,包括:对所述步进电机的驱动信号进行信号转换,得到相应的信号电平;对所述信号电平进行信号处理,得到相应的方波信号;基于所述方波信号,对所述步进电机的驱动信号进行循环监控,以确定所述步进电机的运行状态。
[0007]其中,对所述步进电机的驱动信号进行信号转换,包括:通过连接于所述步进电机的驱动信号输入端的双向光电耦合器,在所述驱动信号输入所述步进电机时,将所述驱动信号转换为相应的信号电平;其中,在所述双向光电耦合器的前端,匹配设置有相应的阻抗。
[0008]其中,对所述信号电平进行信号处理,包括:对所述信号电平进行RC初级滤波处理,以得到相应的稳定信号;对所述稳定信号进行滤波处理,得到正常信号;对所述正常信号进行反相处理、同时提高该正常信号的高电平幅值,得到相应的方波信号。其中,所述正常信号的周期与所述信号电平的周期一致,所述正常信号的幅值低于所述信号电平的幅值,所述正常信号的高低电平与所述信号电平的高低电平相反;和/或,所述方波信号的高低电平与所述信号电平的高低电平一致,所述方波信号的高电平幅值与所述信号电平的高电平幅值不相同。
[0009]优选地,对所述信号电平进行RC初级滤波处理,包括:通过RC初级滤波电路,滤除所述信号电平中的干扰信号;和/或,对所述稳定信号进行滤波处理,包括:迟滞电路,用于滤除所述稳定信号中的异常波形;和/或,对所述正常信号进行反相处理、同时提高该正常信号的高电平幅值,包括:反相器,用于使所述正常信号的相位相反;以及,升压电阻(R8),用于使所述正常信号的高电平幅值提高至预设值。
[0010]其中,对所述步进电机的驱动信号进行循环监控,包括:在所述步进电机转动时,通过对所述步进电机的驱动信号电平状态的监控,获取所述步进电机的转动方向和转动角度;当所述转动角度满足预设阈值时,对所述转动角度进行清零,并从零开始重新监控所述步进电机的当前转动角度;优选地,对所述步进电机的驱动信号进行循环监控,还包括:对所述转动方向和/或转动角度进行显示。
[0011]其中,在所述步进电机转动通过对所述步进电机的驱动信号电平状态的监控,获取所述步进电机的转动方向和转动角度,包括:基于所述方波信号,判断所述步进电机是否有转动,得到所述步进电机转动的确定结果;基于所述电机转动的确定结果,确定所述步进电机的驱动信号电平状态;基于确定的所述驱动信号电平状态,确定所述步进电机的转动方向;基于确定的所述转动方向,确定所述步进电机的转动角度;基于确定的所述转动角度,确定所述转动角度是否已被清零,若已清零,则从零开始重新监控所述步进电机的转动角度;若未清零,则继续当前循环监控处理。
[0012]与上述方法相匹配,本发明另一方面提供一种步进电机工作状态监控装置,包括:信号转换单元,用于对所述步进电机的驱动信号进行信号转换,得到相应的信号电平;信号处理单元,用于对所述信号电平进行信号处理,得到相应的方波信号;状态监控单元,用于基于所述方波信号,对所述步进电机的驱动信号进行循环监控,以确定所述步进电机的运行状态。
[0013]其中,信号转换单元,包括:信号电平产生模块,包括连接于所述步进电机的驱动信号输入端的双向光电耦合器,用于在所述驱动信号输入所述步进电机时,将所述驱动信号转换为相应的信号电平;其中,在所述双向光电耦合器的前端,匹配设置有相应的阻抗。
[0014]其中,信号处理单元,包括:信号电平预处理模块,用于对所述信号电平进行RC初级滤波处理,得到相应的稳定信号;信号电平滤波模块,用于对所述稳定信号进行滤波处理,得到正常信号;信号电平反相模块,用于对所述正常信号进行反相处理、同时提高该正常信号的高电平幅值,得到相应的方波信号。其中,所述正常信号的周期与所述信号电平的周期一致,所述正常信号的幅值低于所述信号电平的幅值,所述正常信号的高低电平与所述信号电平的高低电平相反;和/或,所述方波信号的高低电平与所述信号电平的高低电平一致,所述方波信号的高电平幅值与所述信号电平的高电平幅值不相同。
[0015]优选地,信号电平预处理模块,包括:RC初级滤波电路,用于滤除所述信号电平中的干扰信号;和/或,信号电平滤波模块,包括:迟滞电路,用于滤除所述稳定信号中的异常波形;和/或,信号电平反相模块,包括:反相器,用于使所述正常信号的相位相反;以及,升压电阻(R8),用于使所述正常信号的高电平幅值提高至预设值。
[0016]其中,状态监控单元,包括:循环监控模块,用于在所述步进电机转动时,通过对所述步进电机的驱动信号电平状态的监控,获取所述步进电机的转动方向和转动角度;按键模块,用于当所述转动角度满足预设阈值时,对所述转动角度进行清零,并从零开始重新监控所述步进电机的当前转动角度;优选地,状态监控单元,还包括:结果显示模块,用于对所述转动方向和/或转动角度进行显示。
[0017]其中,循环监控模块,包括:电机转动确定子模块,用于基于所述方波信号,判断所述步进电机是否有转动,以得到所述步进电机转动的确定结果;信号电平确定子模块,用于基于所述电机转动的确定结果,确定所述步进电机的驱动信号电平状态;转动方向确定子模块,用于基于确定的所述驱动信号电平状态,确定所述步进电机的转动方向;转动角度确定子模块,用于基于确定的所述转动方向,确定所述步进电机的转动角度;当前循环处理子模块,用于基于确定的所述转动角度,确定所述转动角度是否已被清零,若已清零,则从零开始重新监控所述步进电机的转动角度;若未清零,则继续当前循环监控处理。
[0018]与上述装置相匹配,本发明再一方面提供一种空调控制器,包括:以上所述的装置。
[0019]本发明的方案,通过过滤步进电机(例如:空调控制器中步进电机)的异常波形(例如:驱动信号的异常波形),准确监控步进电机的工作状态;从而,可以有效处理步进电机驱动信号中的异常波形,让波形达到理想状态,保证监控数据的准确性。
[0020]具体地,可以将步进电机的驱动信号匹配合适的阻抗(例如:电阻R2)后引用到双向光耦(例如:双向光电耦合器0C1),双向光耦前端的匹配阻抗在合适的参数下,异常波形(例如:步进电机实际运行时的驱动电平信号存在异常波形)将会被有效地改善,改善后的波形再经过迟滞电路(例如:以迟滞比较器Al为核心元件)对信号进行处理,经过迟滞电路处理后的信号,将会被迟滞电路转化为方波,但该方波的电压会低于MCU的工作电压,再经过反相器(例如:反相器Tl)将该方波的波形进行反相、同时也将该方波波形的高电平提高到与M⑶的工作电压一致;经反相器处理后的信号经过MCU处理后,再经过相应的算法(参见图8-图10所示的例子)最终转化为有效的数据,传输至显示器进行显示。
[0021 ]例如:该方波波形的高电平提高到与MCU的工作电压一致的操作,可以包括:所述稳定信号输入反相器,进过反相器处理后,反相器会输出一个与所述稳定信号高低电平状态相反的方波信号,而此方波信号的高电平幅值与反相器的工作电压相同。反相器的工作电压与MCU的工作电压相同。
[0022]由此,本发明的方案解决利用驱动信号实时监测进行工作状态监控,更准确地监控工作状态,提升维护效率、减小维护难度的问题,从而,克服现有技术中可靠性低、精准性差和维护难度大的缺陷,实现可靠性高、精准性好和维护难度小的有益效果。
[0023]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
[0024]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0025]附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0026]图1为本发明的步进电机工作状态监控方法的一实施例的流程图;
[0027]图2为本发明的方法中信号处理的一实施例的流程图;
[0028]图3为本发明的方法中状态监控处理的一实施例的流程图;
[0029]图4为本发明的方法中循环监控处理的一实施例的流程图;
[0030]图5为本发明的步进电机工作状态监控装置的一实施例的结构示意图;<
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