一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及电动机技术领域，具体为一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。包括：数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境调节模块；通过传感器以获取永磁电动机的环境信息，并进行分析以控制散热器和除湿器以不同的挡位进行散热和除湿工作，在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗，节约资源；通过设定每种传感器分别对应一个类型系数以得到传感器对应的类型系数，将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长和环境指数进行归一化处理并取其数值，对数值进行公式化分析得到采集时长，并依据采集时长进行电动机工作的运行音频采集；实现对永磁电动机的监测。实现对永磁电动机的监测。实现对永磁电动机的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法


[0001]本专利技术涉及电动机
，具体为一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]永磁电动机是一种利用永磁体产生的磁场来实现电机工作的电动机，控制器会根据电机的转速和转向要求，计算出电机每个时刻的电流值和相位，通过PWM方式输出给电机。
[0003]存在以下方面的缺陷：
[0004]1、控制系统稳定性：在实际控制过程中，永磁电动机采用PWM控制，而PWM控制过程中可能会引入高频噪音和电磁干扰，从而影响系统稳定性；
[0005]2、对环境要求高：基于DSP的永磁电动机控制系统需要进行精密的电子控制和信号处理，对环境的温度、湿度等要求较高；然而实际的工作环境会对永磁电动机产生较大影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法，包括：数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境调节模块；数据采集模块通讯连接永磁电动机、电源和传感器以获取永磁电动机信息和环境信息，并将其发送至服务器进行保存；
[0008]传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长，并将采集时长发送至服务器；务器生成采集指令并发送至传感器模块，传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内；
[0009]音频分析模块用于将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图，分别对其进行分析得到内标指数和过标指数；再将内标指数Nc和过标指数Gc过设定的公式计算得到噪音指数NGc，其中e1和e2分别为设定的比例系数，并据此判断永磁电动机的运行状态，将生成的状态信号发送至音频处理模块；
[0010]音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为：
[0011]步骤一：当接收到一级戒备状态时，则匹配到距离系数D1；当接收到二级戒备状态时，则匹配到距离系数D2；当接收到三级戒备状态时，则匹配到距离系数D3；其中距离系数记为Dn；
[0012]步骤二：获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离，将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距，当间距小于零时，则将控制器向远离电动机的一侧移动与
间距大小相等的距离；当间距大于零时，则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离；
[0013]步骤三：控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号，并调取上一次的电动机噪音信号，并比较状态指数；当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时，则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率；
[0014]环境分析模块对用于将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析，生成湿度指数和温度指数；再将湿度指数Ψn
’
和温度指数Ψn利用公式Hz＝c1
×
Ψn+c2
×
Ψn
’
计算得到环境指数Hz，其中c1和c2分别为设定的比例系数；将生成的湿度指数Ψn
’
和温度指数Ψn发送至环境处理模块，同时将环境指数发送至传感器模块；
[0015]环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施。
[0016]优选地，传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长，具体为：
[0017]步骤一：设定不同传感器分别对应一个类型系数，将设备对应的传感器与所有设定的传感器进行匹配得到对应的类型系数；
[0018]步骤二：调取传感器对应的永磁电动机的使用时长；
[0019]步骤三：将类型系数Le、传感器对应的永磁电动机的使用时长Lt和环境指数Hz利用公式计算得到传感器的采集时长CJ；其中，d1、d2和d3均为预设比例系数，Cξ设定的时长转换系数；
[0020]步骤四：传感器模块将永磁电动机对应传感器的采集时长发送至服务器内保存。
[0021]优选地，对内标音频谱图进行分析得到内标指数的具体步骤为：
[0022]步骤一：获取永磁电动机历史若干种常用电动机频率，并在若干种常用电动机频率下获取永磁电动机在不采用PWM控制时的音频谱图，并将该谱图记为对比谱图；
[0023]步骤二：将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对，将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图，并统计重叠谱图的重叠时长；
[0024]步骤三：将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积，将差异面积与预设的面积区间进行比较分析，生成严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积；将每段内标音频谱图中的记为严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积的差异面积分别进行求和计算得到总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积；设定总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别对应一个面积系数；将总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面积分别乘以对应的面积系数并将得到数值进行求和计算得到内标音频谱图的差异指数；
[0025]步骤四：将重叠时长Cd与差异指数Cy通过设定的公式计算得到内标指数Nc，其中a1和a2分别为设定的比例系数。
[0026]优选地，对过标音频谱图进行分析得到过标指数的具体步骤为：
[0027]统计每段过标音频谱图的时长记为过标时长，将所有过标音频谱图的时长记为过标时长进行均值计算得到平均过标时长；将过标音频谱图、起始时刻对应的作垂线与过标
音频谱图相交、结束时刻作垂直于横坐标的垂线与过标音频谱图相交的过标谱图组成的封闭图形；计算封闭图形的面积并将其记为过标面积，将所有过标面积进行均值计算得到平均过标面积；平均过标时长Gd和平均过标面积Gy通过设定的公式Gc＝b1
×
Gd+b2
×
Gy计算得到过标指数Gc，其中b1和b2分别为设定的比例系数。
[0028]优选地，环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施，具体为：
[0029]当接收到的温度指数为Ψ1时，则控制散热器挡位为Ⅲ工作，以达永磁电动机散热功能；当接收到的温度指数为Ψ2时，则控制散热器挡位为Ⅱ工作；当接收到的温度指数为Ψ3时，则控制散热器挡位为Ⅰ工作；
[0030]当接收到的湿度指数为Ψ1
’
，则控制除湿器挡位为Ⅲ工作；当接收到的湿度指数为Ψ2
’
，则控制除湿器挡位为Ⅱ工作；当接收到的湿度指数为Ψ3
’
，则控制除湿器挡位为Ⅰ工作。
[0031]优选地，一种基于DSP的永磁电动机控制方法，包括以下步骤：
[0032]S1：采集电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的永磁电动机控制系统，包括：数据采集模块、与之通信连接的服务器；数据采集模块用于采集永磁电动机信息和环境信息，并将其发送至服务器保存；其特征在于，还包括：传感器模块、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境处理模块；传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长，并将采集时长发送至服务器；服务器生成采集指令并发送至传感器模块，传感器模块接收到采集指令后采集永磁电动机工作时的运行音频并将运行音频发送至服务器内；音频分析模块用于将永磁电动机工作的运行音频和谱图与设定的标准音频谱图进行比较并剪切得到若干段过标音频谱图和内标音频谱图，分别对其进行分析得到内标指数和过标指数；再将内标指数和过标指数进行归一化处理并取其数值，对数值进行公式化计算分析得到噪音值，并据此判断永磁电动机的运行状态，将生成的状态信号发送至音频处理模块；音频处理模块依据接收到的永磁电动机的状态进行调节的具体步骤为：步骤一：当接收到一级戒备状态时，则匹配到距离系数D1；当接收到二级戒备状态时，则匹配到距离系数D2；当接收到三级戒备状态时，则匹配到距离系数D3；其中距离系数记为Dn；步骤二：获取当前PWM控制器和电动机之间的实际距离，将实际距离与匹配得到的距离系数作差值计算得到间距，当间距小于零时，则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离；当间距大于零时，则将控制器向远离电动机的一侧移动与间距大小相等的距离；步骤三：控制器位置进行调整之后发送重新验证指令至音频分析模块以重新对永磁电动机的运行音频进行噪音分析得到电动机噪音状态信号，并调取上一次的电动机噪音信号，并比较状态指数；当重新验证分析得到的电动机噪音信号的状态指数大于或等于上一次的状态指数时，则调取电动机的运行频率并控制PWM控制器频率增加至大于电动机的运行频率；环境分析模块对用于将温度和湿度分别与设定的温度区间和湿度区间进行比较分析，生成湿度指数和温度指数；再将湿度指数和温度指数进行归一化处理取其数值，对数值进行分析得到环境指数；将生成的湿度指数和温度指数发送至环境处理模块，同时将环境指数发送至传感器模块；环境处理单元通过接收到的湿度指数和温度指数进行散热和除湿调节措施。2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的永磁电动机控制系统，其特征在于，传感器模块用于对永磁电动机进行分析得到采集时长，具体为：步骤一：设定不同传感器分别对应一个类型系数，将设备对应的传感器与所有设定的传感器进行匹配得到对应的类型系数；步骤二：调取传感器对应的永磁电动机的使用时长；步骤三：将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长和环境指数利用公式化计算分析得到传感器的采集时长；步骤四：传感器模块将永磁电动机对应传感器的采集时长发送至服务器内保存。3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的永磁电动机控制系统，其特征在于，对内标音频谱图进行分析得到内标指数的具体步骤为：
步骤一：获取永磁电动机历史若干种常用电动机频率，并在若干种常用电动机频率下获取永磁电动机在不采用PWM控制时的音频谱图，并将该谱图记为对比谱图；步骤二：将内标音频谱图与对比谱图在空白页面进行重合比对，将内标音频谱图和对比谱图重合的部分记为重叠谱图，并统计重叠谱图的重叠时长；步骤三：将内标音频谱图与对比音频谱图组成的图形面积记为差异面积，将差异面积与预设的面积区间进行比较分析，生成严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积；将每段内标音频谱图中的记为严重差异面积、中度差异面积和低度差异面积的差异面积分别进行求和计算得到总严重差异面积、总中度差异面积和总低度差异面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盼，王爱元，邹佳林，洪敬贤，王茹，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：