一种电机恒功率控制方法、系统、存储介质及吸尘器与流程

本发明涉及电机驱动系统控制技术领域，具体涉及一种电机恒功率控制方法、系统、存储介质及吸尘器。

背景技术

目前市场上的电机种类繁多，且电机的应用也已越来越广泛，电机可应用于各种领域，不同用途的电机，其功率也会有所不同。

直流无刷电机被广泛应用于人类生活中，比如手持吸尘器中的电机即为直流无刷电机，手持吸尘器体积小，功率大，当手持吸尘器在使用时不断放电时，内部安装的电源电压也随之降低，因此，直流无刷电机的电压也随之降低，导致直流无刷电机的功率随着使用时间的推移而降低，这样会造成吸尘器在后续工作时因其内部电机的功率不足而导致吸力降低，无法完成有效清洁的任务。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电机恒功率控制方法、系统、存储介质及吸尘器，以解决现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

根据第一方面，本发明实施例提供了一种电机恒功率控制方法，包括：实时采集电机的电压信息；根据所述电压信息及系统数据库，获取所述电压信息对应的pwm占空比；其中，所述系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系；根据所述pwm占空比调节所述电机的输出功率。通过上述步骤，实时采集电机的电压信息，然后可根据该电压信息从系统数据库中获取电压信息对应的pwm占空比，根据该pwm占空比即可调节电机的输出功率，不需要获取电机的实际功率、电流等参数，实现电机恒功率调节的方法简单有效，解决了现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，本发明实施例的电机恒功率控制方法还包括：实时获取电源的电压；其中，所述电源用于为所述电机供电；当所述电源的电压小于预定阈值时，断开所述电源与所述电机的电连接；提示报警信息，其中，所述报警信息用于指示为所述电源充电。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，通过电压传感器采集所述电机的电压信息。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系是通过以下步骤获取的：将所述电机可达到预设恒功率工作的电压范围划分为n等份；获取每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比；将所述每一份电压和所述每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比的对应关系存储进所述系统数据库。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电机恒功率控制系统，包括：电机电压采集装置，用于实时采集电机的电压信息；pwm占空比获取装置，用于根据所述电压信息及系统数据库，获取所述电压信息对应的pwm占空比；其中，所述系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系；调节装置，用于根据所述pwm占空比调节所述电机的输出功率；其中，所述电机电压采集装置与所述pwm占空比获取装置连接，所述pwm占空比获取装置与所述调节装置连接，所述调节装置与所述电机连接。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，本发明实施例的电机恒功率控制系统还包括：电源电压获取装置，用于实时获取电源的电压；其中，所述电源用于为所述电机供电；控制装置，用于当所述电源的电压小于预定阈值时，断开所述电源与所述电机的电连接；报警装置，用于提示报警信息，其中，所述报警信息用于指示为所述电源充电；其中，所述电源电压获取装置与所述控制装置，所述控制装置与所述报警装置连接。

结合第二方面，在第二方面第二实施方式中，所述电机电压采集装置为电压传感器。

结合第二方面，在第二方面第三实施方式中，所述系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系是通过以下装置获取的：第一处理单元，用于将所述电机可达到预设恒功率工作的电压范围划分为n等份；第二处理单元，用于获取每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比；存储单元，用于将所述每一份电压和所述每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比的对应关系存储进所述系统数据库。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的具体实施方式的电机恒功率控制方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种吸尘器，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述第一方面具体实施方式的电机恒功率控制方法。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供了一种电机恒功率控制方法、系统、存储介质及吸尘器，该方法包括实时采集电机的电压信息，根据电压信息及系数数据库，获取电压信息对应的pwm占空比，其中，系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系，根据该pwm占空比调节电机的输出功率。通过本发明实施例的电机恒功率控制方法，实时采集电机的电压信息，然后可根据该电压信息从系统数据库中获取电压信息对应的pwm占空比，根据该pwm占空比即可调节电机的输出功率，不需要获取电机的实际功率、电流等参数，实现电机恒功率调节的方法简单有效，解决了现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据本发明实施例的电机恒功率控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的电机恒功率控制系统的一个结构框图；

图3是根据本发明实施例的电机恒功率控制方法的一个算法示意图；

图4是根据本发明实施例的电机恒功率控制系统的另一个结构框图；

图5是根据本发明实施例的电机恒功率控制方法的吸尘器的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种电机恒功率控制方法，应用于手持吸尘器等电机为直流无刷电机的设备，图1是根据本发明实施例的电机恒功率控制方法的流程图，如图1所示，该电机恒功率控制方法包括：

步骤s101：实时采集电机的电压信息；具体可以通过电压采样电路实时采集电机的电压信息，采集的电压信号为模拟量信号，经a/d转换后发送给控制芯片。

步骤s102：根据该电压信息及系统数据库，获取电压信息对应的pwm占空比；其中，系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系。在控制芯片的系统数据库中预先存储有电机电压与pwm占空比的对应关系，在获取实时的电压信息后，可直接从该系统数据库中读取该实时电压信息对应的pwm占空比，控制过程简单。

步骤s103：根据该pwm占空比调节电机的输出功率。由于电机的输出功率与电机电压和pwm占空比直接相关，根据读取的pwm占空比来调节电机的输出功率，不需要调节电机的电压，也能够达到控制电机的输出功率恒定的目的。

通过上述步骤，实时采集电机的电压信息，然后根据该电压信息从系统数据库中获取电压信息对应的pwm占空比，根据该pwm占空比即可调节电机的输出功率，不需要获取电机的实际功率、电流等参数，实现电机恒功率调节的方法简单有效，解决了现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

具体地，电机的输出功率可按如下方程式表达：

p＝vdc×pwm

需要说明的是，电机的输出功率p并不能用上述公式表达，该方程式只是为了表达电机的输出功率p与电机的电压vdc和pwm直接相关，同时，计算出的pwm占空比并不是用来调整电机电压，而是直接用来调整电机的输出功率。

为了保护延长电机的使用寿命，在一个具体实施方式中，该电机很功率控制方法还包括：实时获取电源的电压，其中，该电源用于为电机供电，当电源的电压小于预定阈值时，断开电源与电机的电连接，并提示报警信息，其中该报警信息用于指示为电源充电。在本发明实施例中，电源即为电池，当电池的电量过低时，若继续为电机供电，则电机也无法继续使手持吸尘器等设备正常工作，导致吸尘器的清洁能力降低，且对电机本身也是一种损耗，因此，实时获取电源的电压，在电源的电压随着吸尘器的使用而逐渐降低至小于预定阈值时，控制断开电源与电机的电连接，并提示报警信息，提醒用户为该电池充电，当电池电量满足使用条件时，再继续供电机使用。

在一个具体实施方式中，通过电压传感器采集电机的电压信息，电源的电压信息也可以通过电压传感器采集。采集电压的方式可以有多种，在此不做限制。

上述步骤s102涉及到系统数据库，在一个具体实施方式中，系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系是通过以下步骤获取的：将电机可达到预设恒功率工作的电压范围划分为n等份，获取每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比，将每一份电压和每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比的对应关系存储进系统数据库。具体地，在本发明实施例中，采用极限思想来求取电压与pwm占空比的对应关系，设电机电压va、vb、vc、vg，va<vb<vc<…<vg，va、vb和vc为等差数值，设差值为vm,va与vb之间使用一定的pwm，但该pwm值会影响功率p，影响功率p的值最根本是由vm影响，若vm较大，p的变化将会较大，若vm趋近无穷小，则p趋近于一个恒定值，对p的影响则比较小，vm值的选取只要考虑芯片muc的性能和使用效果以及成本的因素来确定。

举例说明，例如电机恒功率工作范围是16v～26v，那么该pwm占空比范围必将是从a～b，且a>b；假若说将16v～26v分成1000等份(当然也可以划分为10000等份，划分的份数越多，最终得到的pwm占空比越精确)，那么需要做1000次实验，在这1000等份电压内实际测出该1000等份的电压达到电机恒功率输出时所需的pwm占空比，并将该1000等份电压对应的pwm占空比形成数据库放入芯片，然后芯片根据实际获取的电机电压信息直接给出对应的pwm占空比，在此期间芯片不需要检测电机的电流，也不需要计算电机当前的功率，直接根据该pwm占空比即可调整电机的输出功率，即脉宽调制技术，使电机的输出功率保持在稳定的范围内。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种运用该电机恒功率控制方法的系统的硬件的连接关系，主控芯片21与电池及其电源管理电路22、及电池电压及电量检测电路23通讯连接，以便实时检测电池的充电数据和放电数据，由于无刷电机24的电压等于电池电压，即p输入＝p输出＝vdc×idc，因此该图中未示出无刷电机24的电压获取途径，主控芯片21根据无刷电机24的实际电压(即电池电压)，从pwm生成模块25中获取pwm占空比，该过程转换为计算模块如图3所示，然后主控芯片21根据该pwm占空比调节无刷电机24的输出功率，使其保持恒定。

综上所述，通过本发明实施例的电机恒功率控制方法，实时采集电机的电压信息，然后可根据该电压信息从系统数据库中获取电压信息对应的pwm占空比，根据该pwm占空比即可调节电机的输出功率，不需要获取电机的实际功率、电流等参数，实现电机恒功率调节的方法简单有效，解决了现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

实施例2

本发明实施例提供了一种电机恒功率控制系统，该系统用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“装置”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本发明实施例提供一种电机恒功率控制系统，如图4所示，该控制系统包括电机电压采集装置41、pwm占空比获取装置42及调节装置43，其中，电机电压采集装置41与pwm占空比获取装置42连接，pwm占空比获取装置42与调节装置43连接，调节装置43与电机44连接。电机电压采集装置41用于实时采集电机44的电压信息，pwm占空比获取装置用于根据电压信息及系统数据库，获取电压信息对应的pwm占空比，其中系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系；调节装置43用于根据pwm占空比调节电机44的输出功率。具体地，电机电压采集装置41为电压传感器。通过本发明实施例的电机恒功率控制系统，根据pwm占空比即可调节电机的输出功率，不需要获取电机的实际功率、电流等参数，实现电机恒功率调节的方法简单有效，解决了现有技术中的直流无刷电机在恒功率工作电压范围内，功率会随着电压的降低无法保持恒定的问题。

在一个具体实施方式中，该电机恒功率控制系统还包括：电源电压获取装置，用于实时获取电源的电压；其中，所述电源用于为所述电机供电；控制装置，用于当所述电源的电压小于预定阈值时，断开所述电源与所述电机的电连接；报警装置，用于提示报警信息，其中，所述报警信息用于指示为所述电源充电；其中，所述电源电压获取装置与所述控制装置，所述控制装置与所述报警装置连接。

具体地，所述系统数据库中存储有电机预设恒功率对应的电机电压与pwm占空比的对应关系是通过以下装置获取的：第一处理单元，用于将所述电机可达到预设恒功率工作的电压范围划分为n等份；第二处理单元，用于获取每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比；存储单元，用于将所述每一份电压和所述每一份电压达到预设恒功率时的pwm占空比的对应关系存储进所述系统数据库。

上述各个装置的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

实施例3

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的电机恒功率控制方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

图5是根据本发明实施例的电机恒功率控制方法的吸尘器的硬件结构示意图，如图5所示，该吸尘器包括一个或多个处理器51以及存储器52，图5中以一个处理器51为例。

执行电机恒功率控制方法的设备还可以包括：输入装置53和输出装置54。

处理器51、存储器52、输入装置53和输出装置54可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

处理器51可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。处理器51还可以为其他通用处理器、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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的电机恒功率控制方法对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的电机恒功率控制方法。

存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储电机恒功率控制装置的使用所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电机恒功率控制的处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置53可接收输入的数字或字符信息，以及产生与电机恒功率控制装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置54可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述一个或者多个处理器51执行时，执行如图1所示的方法。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果以及未在本发明实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1至图4所示的实施例中的相关描述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。