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CN118775314A - 扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质 - Google Patents

扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质 Download PDF

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CN118775314A
CN118775314A CN202410829133.3A CN202410829133A CN118775314A CN 118775314 A CN118775314 A CN 118775314A CN 202410829133 A CN202410829133 A CN 202410829133A CN 118775314 A CN118775314 A CN 118775314A
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CN
China
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fan
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power
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Application number
CN202410829133.3A
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彭惠
程儒鑫
钟其树
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Shenzhen Ruide Innovation Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Ruide Innovation Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本申请公开了一种扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质，本申请涉及清洁设备技术领域，所述风机控制方法应用于扫地机器人的风机控制模块，所述风机控制模块包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，风机控制方法包括：通过信号采样模块采集风机工作电路的电力参数；通过主控模块根据电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；通过人机交互模块获取风机预设工作模式的设定参数；通过主控模块根据设定参数对风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；通过电机驱动模块根据风机运行调整参数控制风机运行。本申请能够提高扫地机器人中的小风机工作的稳定性。

Description

扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质
技术领域
本申请涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质。
背景技术
扫地机器人常应用于居家场景，传统扫地机器人在基站内进行尘盒清理时，主要依靠基站内的大风机进行垃圾的清理，清理垃圾的效率较低。此外还有部分扫地机器人通过设置基站大风机和小风机进行清理工作，但小风机的工作受其工作环境改变的影响，例如随着基站大风机转速上升，吸力逐渐增加，小风机受到的背压(或者说阻力)也会逐渐增加，此时小风机的输出功率会发生改变；或是尘盒内的垃圾余量过多导致小风机风口减小或者被完全堵塞时，小风机扇叶的阻力改变，导致小风机的转速会发生改变。因此，在基站大风机和小风机协同进行清理工作时，容易导致小风机的转速、功率的不稳定，进而导致集尘盒清理效率降低。
因此，如何提高扫地机器人中的小风机工作的稳定性，是目前亟需解决的一个问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种扫地机器人及其风机控制方法、设备以及存储介质，旨在解决如何提高扫地机器人中的小风机工作稳定性的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种风机控制方法，所述风机控制方法应用于扫地机器人的风机控制模块，所述风机控制模块包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制方法包括：
通过所述信号采样模块采集风机工作电路的电力参数；
通过所述主控模块根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
通过所述人机交互模块获取风机预设工作模式的设定参数；
通过所述主控模块根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
通过所述电机驱动模块根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
在一实施例中，所述风机运行参数包括风机运行功率和风机运行转速，所述设定参数包括风机预设工作模式的设定功率和风机预设工作模式的设定转速；
根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数的步骤，包括：
根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速；
根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值；
根据所述设定功率和所述风机转速调整值，得到风机运行调整参数。
在一实施例中，所述风机设置有堵孔和开孔，所述运行功率包括堵孔功率，所述风机运行转速包括开孔转速和堵孔转速；
所述根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速的步骤，包括：
比较所述堵孔功率与堵孔功率阈值的大小关系；
当所述堵孔功率大于所述堵孔功率阈值时，比较所述开孔转速与开孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速；
当所述堵孔功率小于所述堵孔功率阈值时，比较所述堵孔转速与堵孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速。
在一实施例中，所述根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值的步骤，包括：
比较所述设定转速与所述风机目标转速的大小关系；
当所述设定转速大于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速增加预设单位转速，并比较风机目标转速增加预设单位转速后的转速与预设倍数的设定转速的大小关系；
若所述风机目标转速增加预设单位转速后的转速小于所述预设倍数的设定转速，则根据所述预设倍数的设定转速调整所述风机目标转速，得到风机转速调整值；
当所述设定转速小于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速减少预设单位转速，得到风机转速调整值。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种风机控制装置，所述风机控制装置应用于扫地机器人，所述风机控制装置包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制装置包括：
所述信号采样模块，用于采集风机工作电路的电力参数；
所述主控模块，用于根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
所述人机交互模块，用于获取风机预设工作模式的设定参数；
所述主控模块，还用于根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
所述电机驱动模块，用于根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
在一实施例中，所述人机交互模块包括PWM接收模块和FG反馈模块，其中：
所述PWM接收模块与所述主控模块连接，用于获取外部接口传输的PWM信号，所述PWM信号包括所述风机预设工作模式的设定参数；
所述FG反馈模块与所述主控模块连接，用于反馈FG信号至外部接口，所述FG信号包括所述风机运行参数。
在一实施例中，所述风机控制装置还包括：
电源管理模块，所述电源管理模块与所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块连接，用于维持所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块工作。
在一实施例中，所述信号采样模块包括母线电压检测电路、相电流采样电路、母线电流采样电路和反电动势采样电路，其中：
所述母线电压检测电路与所述主控模块和所述电源管理模块连接，用于监测所述电机驱动模块和所述主控模块工作，采集风机工作电路的电力参数；
所述相电流采集模块、所述母线电流模块和所述反电动势采样电路分别与所述风机的电机相线连接，用于监测所述风机工作，采集风机工作电路的电力参数。
此外，为实现上述目的，本申请还提出一种风机控制设备，所述设备包括：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计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的风机控制方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有实现风机控制方法的程序，所述实现风机控制方法的程序被处理器执行以实现如上所述风机控制方法的步骤。
本申请提供了一种风机控制方法，本申请首先通过采集风机工作电路的电力参数并应用滑模观测器进行估计，可以监测风机的运行状态和性能参数；获取风机预设工作模式的设定参数，根据设定参数对风机运行参数进行调整，可以确定当前风机工作是否受到其工作环境改变的影响而产生工作不稳定的情况，并确定具体的调整参数；根据风机运行调整参数控制风机运行，以使调整后的风机工作满足风机当前工作模式的要求，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
综上可知，本申请通过滑模观测器监测风机的运行状态，并结合风机预设工作模式的设定参数实现对于风机当前工作状态的识别与运行参数调整判定，克服了因风机工作受到风机工作环境改变的影响而导致工作不稳定的技术缺陷，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请风机控制方法实施例一提供的流程示意图；
图2为本申请风机控制方法实施例一提供的风机控制方法的控制流程示意图；
图3为本申请实施例风机控制装置的第一模块结构示意图；
图4为本申请实施例风机控制装置的第二模块结构示意图；
图5为本申请实施例风机控制装置的第三模块结构示意图；
图6为本申请实施例风机控制装置的人机交互模块的电路图设计示意图；
图7为本申请实施例风机控制装置的电源管理模块的电路图设计示意图；
图8为本申请实施例风机控制装置的相电流采集模块的电路图设计示意图；
图9为本申请实施例风机控制装置的反电动势采样电路的电路图设计示意图；
图10为本申请实施例风机控制装置的电机驱动模块的电路图设计示意图；
图11为本申请实施例中风机控制方法涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本申请目的实现、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申请的技术方案，并不用于限定本申请。
为了更好的理解本申请的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式进行详细的说明。
本申请的主要解决方案是：采集风机工作电路的电力参数；根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；获取风机预设工作模式的设定参数，并根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
目前，传统扫地机器人在基站内进行尘盒清理时，主要依靠基站内的大风机进行垃圾的清理，清理垃圾的效率较低。此外还有部分扫地机器人通过设置基站大风机和小风机进行清理工作，但小风机的工作受其工作环境改变的影响，例如随着基站大风机转速上升，吸力逐渐增加，小风机受到的背压(或者说阻力)也会逐渐增加，此时小风机的输出功率会发生改变；或是尘盒内的垃圾余量过多导致小风机风口减小或者被完全堵塞时，小风机扇叶的阻力改变，导致小风机的转速会发生改变。因此，在基站大风机和小风机协同进行清理工作时，容易导致小风机的转速、功率的不稳定，进而导致集尘盒清理效率降低。因此，如何提高扫地机器人中的小风机工作的稳定性，是目前亟需解决的一个问题。
本申请通过滑模观测器监测风机的运行状态，并结合风机预设工作模式的设定参数实现对于风机当前工作状态的识别与工作参数调整判定，克服了因风机工作受到风机工作环境改变的影响而导致工作不稳定的技术缺陷，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
需要说明的是，本实施例的执行主体可以是风机控制系统，也可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如平板电脑、个人电脑、手机等，或者是一种能够实现上述功能的风机控制设备等，本实施例对此并不作具体限定。以下以风机控制设备为执行主体为例，对本实施例及下述各实施例进行说明。
基于此，本申请提出第一实施例的风机控制方法，请参照图1，所述风机控制方法应用于扫地机器人的风机控制模块，所述风机控制模块包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制方法包括步骤S10～S50：
步骤S10，通过所述信号采样模块采集风机工作电路的电力参数；
需要说明的是，电力参数可以包括母线电压、相电压、相电流、反电动势、频率或电能等能够用于分析计算风机工作状态的电力参数。在通过信号采样模块采集风机工作电路的电力参数时，可以实时采集，也可以按一定时间间隔进行周期性采集，本实施例对此并不作具体限定。
步骤S20，通过所述主控模块根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
需要说明的是，滑模观测器(Sliding Mode Observer)可以用来估计风机运行过程中无法直接测量的状态或参数，包括风机转速、风机叶片角度或风机负载等参数。滑模观测器通常由滑模面和滑模控制器组成。根据风机工作电路中相关的电力参数进行构建，得到能够反映系统状态的滑动面函数，即滑模面。滑模面的设计决定了滑模面的形状和参数，而滑模控制器用来驱动风机工作的状态沿着滑模面运动。通过预先构建的滑模观测器，主控模块可以根据电力参数估计风机的运行参数，从而了解风机的工作状态，并进行相应的控制调节。同时，滑模观测器还可以有助于稳定输入风机的电流信号。
步骤S30，通过所述人机交互模块获取风机预设工作模式的设定参数；
步骤S40，通过所述主控模块根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
需要说明的是，预设工作模式是指根据实际需求和条件设定的风机运行模式，可以是由用户预先设定的工作模式，通过人机交互模块进行获取；或是由扫地机器人的风机控制装置根据当前环境自动匹配的标准工作模式，设定参数可以包括设定的功率、转速、压力或风量等参数。通过将设定参数与滑模观测器计算得到的风机运行参数进行比较，可以确定风机当前工作模式是否偏离预设工作模式，产生了风机工作不稳定的情况，若是，则通过主控模块根据设定参数对相关的风机运行参数进行调整，以及时调整风机工作模式，保证扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
步骤S50，通过电机驱动模块根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
需要说明的是，控制风机工作可以通过磁场定向技术(Field-Oriented Control，FOC)实现，将风机的电机视为一个独立的控制对象，并通过电机驱动模块控制电机的电流和磁场方向来实现精确的转矩控制和速度控制。根据风机运行调整参数确定控制策略，控制电机按照所需控制策略稳定工作。
此外，控制风机工作还可以通过变频调速技术、PID控制技术或矢量控制技术等控制技术单独或者结合实现，根据具体的风机类型、应用需求和性能要求进行选择和实现，本实施例对此并不作具体限定。
本实施例提供了一种风机控制方法，本实施例首先通过采集风机工作电路的电力参数并应用滑模观测器进行估计，可以监测风机的运行状态和性能参数；获取风机预设工作模式的设定参数，根据设定参数对风机运行参数进行调整，可以确定当前风机工作是否受到其工作环境改变的影响而产生工作不稳定的情况，并确定具体的调整参数；根据风机运行调整参数控制风机运行，以使调整后的风机工作满足风机当前工作模式的要求，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
综上可知，本申请通过滑模观测器监测风机的运行状态，并结合风机预设工作模式的设定参数实现对于风机当前工作状态的识别与运行参数调整判定，克服了因风机工作受到风机工作环境改变的影响而导致工作不稳定的技术缺陷，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
在一种可行的实施方式中，所述风机运行参数包括风机运行功率和风机运行转速，所述设定参数包括风机预设工作模式的设定功率和风机预设工作模式的设定转速；步骤S40可以包括步骤S401～S403：
步骤S401，根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速；
步骤S402，根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值；
步骤S403，根据所述设定功率和所述风机转速调整值，得到风机运行调整参数。
需要说明的是，根据风机运行功率可以确定风机当前工作的负载状态，进而确定待调整的风机目标转速为低速轻载转速、加速负载转速或高速负载转速，不同的负载转速可根据实际情况确定。确定风机目标转速后，根据预设工作模式设定的转速与风机目标转速进行比较，确定具体的风机转速调整值。根据设定功率和风机转速调整值，得到风机运行调整参数，此外风机运行调整参数还可以结合风机预设工作模式中的设定电流或设定电压等参数确定，可以使风机工作模式在受到工作环境改变的影响时及时根据风机运行调整参数进行调整，使得风机的工作参数缓慢趋向于风机运行调整参数的风机目标值，从而保持风机工作性能的稳定，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
本实施方式中，通过动态调整风机的运行转速和运行功率，以使风机适应不同的工作负载和工作环境条件，从而实现扫地机器人中的小风机工作的稳定性提高，提高集尘盒清理效率。
在一种可行的实施方式中，所述风机设置有堵孔和开孔，所述运行功率包括堵孔功率，所述风机运行转速包括开孔转速和堵孔转速；步骤S401可以包括步骤S4011～S4013：
步骤S4011，比较所述堵孔功率与堵孔功率阈值的大小关系；
步骤S4012，当所述堵孔功率大于所述堵孔功率阈值时，比较所述开孔转速与开孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速；
步骤S4013，当所述堵孔功率小于所述堵孔功率阈值时，比较所述堵孔转速与堵孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速。
需要说明的是，根据风机的结构，风机通常会在其外壳上设置多个开孔，用于吸入空气和杂物，开孔的大小和位置可以根据所需的气流量和清理效果进行设计。此外在小风机的外壳上还可能设置堵孔，以调整气流的方向或控制气流量。
例如，在风机设置有开孔和堵孔时，开孔和堵孔处分别存在相应的转速。参照图2，首先堵孔功率通过与堵孔功率阈值进行比较可以确认风机当前是否处于高速负载状态，进一步结合开孔转速阈值或堵孔转速阈值确定待调整的风机目标转速。风机目标转速可以为开孔加速转速、开孔转速或堵孔转速。
堵孔功率阈值、开孔转速阈值和堵孔转速阈值可以根据实际情况设定，在一种可行的实施方式中，堵孔功率阈值可以设置为软件标幺值2720，设置软件标幺值可以提高运算的兼容性，以兼容不同厂家、不同电压或不同功率等级的风机。开孔转速阈值可以设置为12101rpm，堵孔转速阈值16812rpm。本实施方式对于堵孔功率阈值、开孔转速阈值和堵孔转速阈值的设定方式并不作具体限定。
本实施方式中，通过比较堵孔功率与堵孔功率阈值的大小关系来判断风机的负载状态，进一步根据开孔转速与开孔转速阈值的大小关系或堵孔转速与堵孔转速阈值的大小关系来确定待调整的风机目标转速，以确保风机适应不同的工作负载和工作环境条件，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
在一种可行的实施方式中，步骤S402可以包括步骤S4021～S4024：
步骤S4021，比较所述设定转速与所述风机目标转速的大小关系；
步骤S4022，当所述设定转速大于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速增加预设单位转速，并比较风机目标转速增加预设单位转速后的转速与预设倍数的设定转速的大小关系；
步骤S4023，若所述风机目标转速增加预设单位转速后的转速小于所述预设倍数的设定转速，则根据所述预设倍数的设定转速调整所述风机目标转速，得到风机转速调整值；
步骤S4024，当所述设定转速小于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速减少预设单位转速，得到风机转速调整值。
需要说明的是，设定转速可以包括开孔加速转速设定值，开孔转速设定值和堵孔转速设定值，与风机目标转速对应的设定。当设定转速大于风机目标转速时，需要增加风机目标转速，可以增加预设单位转速，即得到风机目标转速与预设单位转速之和。随后，还需要与预设倍数的设定转速进行大小比较，若风机目标转速增加预设单位转速后的转速小于预设倍数的设定转速，则根据所述预设倍数的设定转速调整所述风机目标转速，得到风机转速调整值。例如，参照图2，预设单位转速设置为2，预设倍数为0.5，则比较风机目标转速+2与0.5倍的设定转速的大小关系。若风机目标转速+2小于0.5倍的设定转速，则风机转速调整值为风机目标转速+0.5倍的设定转速；否则，风机转速调整值为风机目标转速+2。
当设定转速小于风机目标转速时，需要减少风机目标转速，基于风机目标转速减少预设单位转速，例如，参照图2，预设单位转速设置为2，则风机转速调整值为风机目标转速－2。
预设单位转速和预设倍数的设定转速可以根据实际情况设定，本实施方式对于预设单位转速和预设倍数的设定转速并不作具体限定。
本实施方式中，通过比较设定转速与风机目标转速的大小关系，确定风机转速调整值，量化风机需要调整的转速数值，确保风机适应当前工作负载和工作环境条件，提高了扫地机器人中的小风机工作的稳定性。
本申请实施例还提供一种扫地机器人的风机控制装置，请参照图3，所述风机控制装置应用于扫地机器人，所述风机控制装置包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制装置包括：
所述信号采样模块10，用于采集风机工作电路的电力参数；
所述主控模块20，用于根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
所述人机交互模块30，用于获取风机预设工作模式的设定参数；
所述主控模块20，还用于根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
所述电机驱动模块40，用于根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
参照图4和图5，风机控制装置包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，各模块通过单片机连接，单片机的驱动算法采用磁场定向控制，可实现高精度、抗干扰能力强的控制。参照图10为电机驱动模块的电路图设计示例，对于三相电机，通常有U、V、W三相绕组，每一相绕组都需要一个半桥驱动电路来控制其电流的流向。电机驱动模块的电路图中包含三组半桥驱动电路，每一组半桥驱动电路控制电机对应的相绕组的工作，如最左边的U相半桥驱动电路，接收并根据控制信号AH和控制信号AL，决定U相的电流流经方向。考虑到输出稳定性的问题，在电机驱动模块中的输出响应阶段加入了阻尼环路，使得风机的工作参数缓慢趋向于风机运行调整参数的目标值，从而保持风机工作性能的稳定。
可选地，所述风机运行参数包括风机运行功率和风机运行转速，所述设定参数包括风机预设工作模式的设定功率和风机预设工作模式的设定转速；
所述主控模块20还用于：
根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速；
根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值；
根据所述设定功率和所述风机转速调整值，得到风机运行调整参数。
可选地，所述风机设置有堵孔和开孔，所述运行功率包括堵孔功率，所述风机运行转速包括开孔转速和堵孔转速；
所述主控模块20还用于：
所述根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速的步骤，包括：
比较所述堵孔功率与堵孔功率阈值的大小关系；
当所述堵孔功率大于所述堵孔功率阈值时，比较所述开孔转速与开孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速；
当所述堵孔功率小于所述堵孔功率阈值时，比较所述堵孔转速与堵孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速。
所述主控模块20还用于：
比较所述设定转速与所述风机目标转速的大小关系；
当所述设定转速大于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速增加预设单位转速，并比较风机目标转速增加预设单位转速后的转速与预设倍数的设定转速的大小关系；
若所述风机目标转速增加预设单位转速后的转速小于所述预设倍数的设定转速，则根据所述预设倍数的设定转速调整所述风机目标转速，得到风机转速调整值；
当所述设定转速小于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速减少预设单位转速，得到风机转速调整值。
上述风机控制装置，采用上述实施例中的风机控制方法，能够解决如何提高风机控制装置小风机工作稳定性的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的风机控制装置的有益效果与上述实施例提供的风机控制方法的有益效果相同，且所述风机控制装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
在一实施例中，所述人机交互模块包括PWM接收模块和FG反馈模块，其中：
所述PWM接收模块与所述主控模块连接，用于获取外部接口传输的PWM信号，所述PWM信号包括所述风机预设工作模式的设定参数；
所述FG反馈模块与所述主控模块连接，用于反馈FG信号至外部接口，所述FG信号包括所述风机运行参数。
参照图4和图5，风机控制装置还包括人机交互模块，参照图6为人机交互模块对外接口的电路图设计示例，其中引脚2连接信号反馈电路，通过三极管电路，将小风机转速以及报错信息等反馈给扫地机器人主板，其中引脚1为备用引脚，无连接电路。PWM接收模块的作用是接收来自外部接口传输的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号，通过改变脉冲的宽度来控制某些设备或执行某些动作。PWM信号通常由外部设备生成，比如遥控器、传感器或其他控制器。由用户操作外部设备得到PWM信号，PWM信号包括风机预设工作模式的设定参数，PWM接收模块将PWM信号接收并传递给主控模块，以供后续的运行参数处理和风机控制。例如，参照图2，PWM38意为用户设置的风机预设工作模式对应的PWM信号为38，在该风机预设工作模式下，配置有相关的设定参数。
为了实现闭环控制或者监测系统的状态，需要从设备中获取反馈信号。FG反馈模块用于将反馈信号从主控模块传送回外部接口，以供系统监控和记录风机运行状况、用户查看风机运行状况或者其他用途。反馈信号包含设备的风机运行参数，包括风机运行转速或风机运行功率等信息。
通过PWM接收模块和FG反馈模块，人机交互模块可以实现与外部设备的数据交换和控制，实现双向的通信和控制。
在一实施例中，所述风机控制装置还包括：
电源管理模块，所述电源管理模块与所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块连接，用于维持所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块工作。
参照图4和图5，风机控制装置还包括电源管理模块，电源管理模块的作用就是为信号采样模块、电机驱动模块和主控模块提供稳定的电源供应，以确保模块能够正常工作，确保整个风机控制装置运行的稳定性和可靠性。参照图7为电源管理模块对外接口的电路图设计示例，其中图中的引脚1和引脚2连接如图6所示的信号反馈电路，引脚4和引脚5脚连接电源滤波电路，主要作用是接收外部供电，经过保险丝F1后再经过电容滤波C1和C2，作为小风机控制装置的供电来源。通过二极管D2可以实现防反接作用。此外，还可以实现包括电源保护、电源调节和电源监测等功能。
在一实施例中，所述信号采样模块包括母线电压检测电路、相电流采样电路、母线电流采样电路和反电动势采样电路，其中：
所述母线电压检测电路与所述主控模块和所述电源管理模块连接，用于监测所述电机驱动模块和所述主控模块工作，采集风机工作电路的电力参数；
所述相电流采集模块、所述母线电流模块和所述反电动势采样电路分别与所述风机的电机相线连接，用于监测所述风机工作，采集风机工作电路的电力参数。参照图8为相电流采集模块的电路图设计示例，参照图9为反电动势采样电路的电路图设计示例。
参照图8，电流信号GNA经过RC滤波器(电阻R22和电容C8)，滤除GNA信号中的高频噪声后连接芯片引脚OCP，作为硬件过流保护电路。GNA信号经RS2后通过差分运放电路OPA2的进行相电流采集。GNA信号经R29后通过差分运放电路OPA3进行母线电流采集。
参照图9，是将三相电机U、V、W三相绕组的U、V、W的电压经过分压以及RC滤波器(对应线路中的电阻R和电容C)后分别传输到UEMF、VEMF、WEMF的检测引脚。VCC为电路的供电电压，经过分压以及RC滤波器后传输到Vbus的检测引脚。
母线电压检测电路与主控模块和电源管理模块的连接，其作用是监测电机驱动模块和主控模块的工作，并采集风机在工作时的电力参数，包括母线的电压信息。相电流采样模块、母线电流采样模块和反电动势采样电路分别与风机的电机的不同相线连接，用于监测风机的工作状态，分别采集风机各个相线上的电流参数、母线电流参数和反电动势参数，以便进行实时监控、调节和管理风机工作。
本申请提供一种风机控制设备，风机控制设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的风机控制方法。
下面参考图11，其示出了适于用来实现本申请实施例的风机控制设备的结构示意图。本申请实施例中的风机控制设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)、PAD(PortableApplication Description：平板电脑)、PMP(Portable Media Player：便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图11示出的风机控制设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图11所示，风机控制设备可以包括处理装置1001(例如中央处理器、图形处理器等)，其可以根据存储在只读存储器(ROM：Read Only Memory)1002中的程序或者从存储装置1003加载到随机访问存储器(RAM：Random Access Memory)1004中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1004中，还存储有风机控制设备操作所需的各种程序和数据。处理装置1001、ROM1002以及RAM1004通过总线1005彼此相连。输入/输出(I/O)接口1006也连接至总线。通常，以下系统可以连接至I/O接口1006：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置1007；包括例如液晶显示器(LCD：LiquidCrystal Display)、扬声器、振动器等的输出装置1008；包括例如磁带、硬盘等的存储装置1003；以及通信装置1009。通信装置1009可以允许风机控制设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的风机控制设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。
特别地，根据本申请公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装，或者从存储装置1003被安装，或者从ROM1002被安装。在该计算机程序被处理装置1001执行时，执行本申请公开实施例的方法中限定的上述功能。
本申请提供的风机控制设备，采用上述实施例中的风机控制方法，能解决风机控制的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的风机控制设备的有益效果与上述实施例提供的风机控制方法的有益效果相同，且该风机控制设备中的其他技术特征与上一实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
应当理解，本申请公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本申请提供一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令(即计算机程序)，计算机可读程序指令用于执行上述实施例中的风机控制方法。
本申请提供的计算机可读存储介质例如可以是U盘，但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体地例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM：Random Access Memory)、只读存储器(ROM：Read Only Memory)、可擦式可编程只读存储器(EPROM：Erasable Programmable Read Only Memory或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM：CD-Read Only Memory)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(Radio Frequency：射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读存储介质可以是风机控制设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入风机控制设备中。
上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被风机控制设备执行时，使得风机控制设备：采集风机工作电路的电力参数；根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；获取风机预设工作模式的设定参数，并根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN：Local Area Network)或广域网(WAN：Wide Area Network)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请提供的可读存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有用于执行上述风机控制方法的计算机可读程序指令(即计算机程序)，能够解决如何提高扫地机器人中的小风机工作稳定性的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例提供的风机控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。
本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的风机控制方法的步骤。
本申请提供的计算机程序产品能够解决如何提高扫地机器人中的小风机工作稳定性的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的计算机程序产品的有益效果与上述实施例提供的风机控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利处理范围内。

Claims (10)

1.一种风机控制方法，其特征在于，所述风机控制方法应用于扫地机器人的风机控制模块，所述风机控制模块包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制方法包括：
通过所述信号采样模块采集风机工作电路的电力参数；
通过所述主控模块根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
通过所述人机交互模块获取风机预设工作模式的设定参数；
通过所述主控模块根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
通过所述电机驱动模块根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风机运行参数包括风机运行功率和风机运行转速，所述设定参数包括风机预设工作模式的设定功率和风机预设工作模式的设定转速；
根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数的步骤，包括：
根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速；
根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值；
根据所述设定功率和所述风机转速调整值，得到风机运行调整参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风机设置有堵孔和开孔，所述运行功率包括堵孔功率，所述风机运行转速包括开孔转速和堵孔转速；
所述根据所述风机运行功率和所述风机运行转速确定待调整的风机目标转速的步骤，包括：
比较所述堵孔功率与堵孔功率阈值的大小关系；
当所述堵孔功率大于所述堵孔功率阈值时，比较所述开孔转速与开孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速；
当所述堵孔功率小于所述堵孔功率阈值时，比较所述堵孔转速与堵孔转速阈值的大小关系确定待调整的风机目标转速。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述设定转速和所述风机目标转速确定风机转速调整值的步骤，包括：
比较所述设定转速与所述风机目标转速的大小关系；
当所述设定转速大于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速增加预设单位转速，并比较风机目标转速增加预设单位转速后的转速与预设倍数的设定转速的大小关系；
若所述风机目标转速增加预设单位转速后的转速小于所述预设倍数的设定转速，则根据所述预设倍数的设定转速调整所述风机目标转速，得到风机转速调整值；
当所述设定转速小于所述风机目标转速时，基于所述风机目标转速减少预设单位转速，得到风机转速调整值。
5.一种风机控制装置，其特征在于，所述风机控制装置应用于扫地机器人，所述风机控制装置包括信号采样模块、主控模块、人机交互模块和电机驱动模块，所述风机控制装置包括：
所述信号采样模块，用于采集风机工作电路的电力参数；
所述主控模块，用于根据所述电力参数及预先构建的滑模观测器估计得到风机运行参数；
所述人机交互模块，用于获取风机预设工作模式的设定参数；
所述主控模块，还用于根据所述设定参数对所述风机运行参数进行调整，得到风机运行调整参数；
所述电机驱动模块，用于根据所述风机运行调整参数控制风机运行。
6.如权利要求5所述的风机控制装置，其特征在于，所述人机交互模块包括PWM接收模块和FG反馈模块，其中：
所述PWM接收模块与所述主控模块连接，用于获取外部接口传输的PWM信号，所述PWM信号包括所述风机预设工作模式的设定参数；
所述FG反馈模块与所述主控模块连接，用于反馈FG信号至外部接口，所述FG信号包括所述风机运行参数。
7.如权利要求5所述的风机控制装置，其特征在于，所述扫地机器人的风机控制装置还包括：
电源管理模块，所述电源管理模块与所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块连接，用于维持所述信号采样模块、所述电机驱动模块和所述主控模块工作。
8.如权利要求7所述的风机控制装置，其特征在于，所述信号采样模块包括母线电压检测电路、相电流采样电路、母线电流采样电路和反电动势采样电路，其中：
所述母线电压检测电路与所述主控模块和所述电源管理模块连接，用于监测所述电机驱动模块和所述主控模块工作，采集风机工作电路的电力参数；
所述相电流采集模块、所述母线电流模块和所述反电动势采样电路分别与所述风机的电机相线连接，用于监测所述风机工作，采集风机工作电路的电力参数。
9.一种风机控制设备，其特征在于，所述风机控制设备包括：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计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至4中任一项所述的风机控制方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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权利要求1至4中任一项所述的风机控制方法的步骤。
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