使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法技术

本发明专利技术涉及一种使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法，利用控制系统控制电机按照规定运动方程转动，利用补偿参数对电机的控制脉冲进行补偿，保证控制的准确性。同时，该补偿参数可以用做权限控制，从而提高系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法
本专利技术属于自动控制领域，特别属于电机控制领域。
技术介绍
目前在日常生活中，大多使用空调和空气净化器进行室内空气控制，当夏天天气热的时候，关闭门窗，开启空调调低到合适的温度保持室内温度凉爽，当冬天天气冷的时候，则可以开启空调调高到合适的温度保持室内温暖。当室外出现雾霾等空气质量不好的时候，还会在室内开启空气净化器，用于保持室内空气清洁舒适。传统的方式，大多是采取人工操作的方式，即通过电源开关或遥控器的方式来操作空调或者空气净化器。在操作开启空调或空气净化器之前，还需要先去关闭窗户，保证室内空气密闭的情况下，再去开启诸如空调或空气净化器等空气控制系统。目前也有利用手机远程控制调节室内空气的方案，但都是针对电器去控制，实际只是控制了屋内循环，并没有实现最重要的空气出入口（窗户）与相关电器联合控制。而对于窗户的控制，目前都是手动完成，大多只能实现开闭，而无法精确控制，更无法和其他家电配合。传统的室内控制存在以下一些问题：1.基于人工操作控制的方式操作室内空气控制系统，不能给用户带来很好的体验。当用户需要进行室内空气控制，比如调低气温或进行空气净化时，传统手工的方式，需要手工操作开启，并等待一定的时间，才能使室内达到预期的温度和空气质量。而在这期间，用户只能等待，用户体验不佳。2.目前一些室内空调或者空气净化器等，也提供了远程操作开启的功能，可以在用户需要进行室内空气控制之前提前开启，减少用户的等待，但是这样的控制都是基于单个控制器的，比如对于室内的空调或者空气净化器的，没法做到空气控制系统内的多个控制器的联动控制。3.此外，对于室内空气控制，如果没有先关闭窗户，即开启了控制器，也无法实现室内空气的有效控制，而传统的方法，均是通过手工方式关闭窗户，这样大大降低了室内空气控制系统的可用性。4.电机控制窗户开合会由于传动机构、电机老化导致开合角度不准确，特别是闭合时闭合不严，同时传统的电动开窗方式在系统受到攻击时存在较大安全隐患。5.经过申请人研究发现上述老化的主要原因关键在于电机驱动窗户开合时，通常采用匀速方式，而由于窗户与其他被驱动物内部结构不同，较大的冲击会带来机械结构的老化。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出如下解决方案一种使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法，包括（1）用户输入期望的开窗角度θ1和开窗持续时间T1，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行开启，其中a，b，c为运动控制系数；（2）检测窗户电机的转动信号，当开窗角度到达θ=θ1/2的时刻，此时控制系统向空调电机发送启动信号，空调确定送风量，风量P=m*θ，其中m为风量控制系数。在窗户开启角度较小时，说明用户换气需求相对较小，因此选择低风量，而如果窗户开启角度较大，说明客户需要在短期内完成换气，因此选择大风量；（3）当送风时间达到T=n*θ（其中n为送风时间控制系数）时，控制系统向空调电机发送驱动信号，保证送风量按如下公式进行P=m*θ/(t+1)+m*θ/4；（4）当送风时间达到预定T1时，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行闭合；（5）监测窗户电机的驱动信号，当其信号减小到0时，控制系统向净化器电机发送启动信号，驱动净化器电机转动；（6）监测室内空气质量，当PM2.5下降到客户期望的阈值之下，控制系统停止净化器电机，并向空调电机发送启动信号，空调根据温度设定进行工作；在窗户电机空闲时，驱动窗户电机使得窗户打开θ1角度，测量窗户打开的实际角度θ’，计算补偿参数R=θ’/θ1；在步骤（1）中包括权限控制，用户需要输入补偿系数R，控制系统从数据库中存储的补偿参数与用户输入的补偿参数进行验证，当验证补偿参数一致时才向窗户电机发送控制信号，同时，基于该补偿参数进行窗户电机的实际工作脉冲控制。特别的，基于该补偿参数进行窗户电机的实际工作脉冲控制包括：Q=R*w*θ0/B，其中Q为实际工作脉冲，w为传动系数，θ0为客户期望的开窗角度，B为电机步距角。特别的，窗户电机、空调电机及净化器电机均与控制系统权限模块连接。一种基于电机控制的空气调节系统，包括窗户装置、空调装置、净化器装置，无线信号发射和接收模块，用于三个电机与控制系统通讯；控制系统，用于数字化操控电机；其包括室内空气控制系统数据库，用于存储电机控制参数，还包括空气系统的控制查询模块，提供给用户用来对室内空气指数、电机控制本地状态进行查询的功能。特别的，控制系统还包括控制消息处理模块，用于进行各类信息接收、确认、处理，三个电机的控制信息和状态信息，都经过消息处理模块进行分析处理。特别的，控制消息处理模块采用分布式消息队列的机制。技术效果及专利技术点：1、传统空气调节系统只能控制单个电器或家居，无法实现联动配合。而本专利技术将能够调节空气的多个电器和窗户配合控制，并且设置特殊的控制流程，实现了智能化空气调节。2、个别联动配合的系统也是基于单个电器输出的信号，而本专利技术基于电机信号，更加直接准确，方便控制。3、传统对于窗户电机的控制较为简单，即开闭两种状态。本专利技术提供了窗户角度的控制方法，能够更人性化，同时能够更好地与空调、净化器系统配合。4、传统对于窗户电机的控制较为简单，窗户的开闭是匀速运动，这样在启动和停止时都会对电机及机械系统造成较大冲击。而本专利技术优化了电机运动方程，保证了系统的可靠性和耐用性。5、传统对于窗户电机控制精度不够，随着电机使用及机械传动系统老化，特别是窗户开闭系统老化，难以达到精确的开闭要求（影响与空调、净化器的配合），甚至难以闭合。而本专利技术设定了自检程序，利用补偿系数精确控制电机，实现了窗户的精确开闭。6、传统自动开闭窗户难以推广的重要原因在于安全性，本专利技术创造性地采用补偿系数作为电机启动的验证，更加动态随机，使得系统安全性更高。同时，由于篇幅所限，上述专利技术点仅为有限列举，说明书中其他对于现有技术的改进同样为本专利技术的专利技术点。附图说明图1是基于电机的空气调节系统的流程图。图2是基于电机的空气调节系统功能结构示意图。图3是基于电机的空气调节系统流程示例示意图。具体实施方式图1是基于电机的室内空气控制系统的流程图，包含如下步骤：（1）客户通过室内空气控制系统的信息查询模块，查询室内的空气质量指数，包含PM2.5指数，室内温度等信息。当空气质量指数正常时，表明室内的空气质量良好，此时无需进行室内空气控制。（2）当空气质量指数异常时，比如室内温度超过设置的正常区间，室内的PM2.5指数超过设定的阈值等情况，则室内空气控制系统开启室内空气控制流程。（3）室内空气控制系统查询模块，查询室内空气控制系统数据库，获取控制本体T1（窗户）开闭状态信息。如果控制本体T1开闭状态为开启，则启动控制本体T1开合控制子流程。反之，如果此时控制本体T1状态为已闭合，则跳过该子流程。（4）在控制本体T1（窗户）开合控制子流程中，室内空气控制系统通过无线信号收发模块，开启用于控制窗户开合的步进电机A1，并向该电机的数字控制器C1发送脉冲控制信号。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法，其特征在于：（1）用户输入期望的开窗角度θ1和开窗持续时间T1，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行开启，其中a，b，c为运动控制系数；（2）检测窗户电机的转动信号，且θ=θ1/2的时刻；此时控制系统向空调电机发送启动信号，空调确定送风量，风量P=m*θ，其中m为风量控制系数；在窗户开启角度较小时，说明用户换气需求相对较小，因此选择低风量，而如果窗户开启角度较大，说明客户需要在短期内完成换气，因此选择大风量；（3）当送风时间达到T=n*θ（其中n为送风时间控制系数）时，控制系统向空调电机发送驱动信号，保证送风量按如下公式进行P= m*θ/(t+1)+ m*θ/4；（4）当送风时间达到预定T1时，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行闭合，其中a，b，c为运动控制系数；（5）监测窗户电机的驱动信号，当其信号减小到0时，控制系统向净化器电机发送启动信号，驱动净化器电机转动；（6）监测室内空气质量，当PM2.5下降到客户期望的阈值之下，控制系统停止净化器电机，并向空调电机发送启动信号，空调根据温度设定进行工作；在窗户电机空闲时，驱动窗户电机使得窗户打开θ1角度，测量窗户打开的实际角度θ’，计算补偿参数R=θ’/θ1；在步骤（1）中包括权限控制，用户需要输入补偿参数R，控制系统从数据库中存储的补偿参数与用户输入的补偿参数进行验证，当验证补偿参数一致时才向窗户电机发送控制信号，同时，基于该补偿参数进行窗户电机的实际工作脉冲控制。...

【技术特征摘要】
1.一种使用电机控制参数进行权限动态验证的空气调节方法，其特征在于：（1）用户输入期望的开窗角度θ1和开窗持续时间T1，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行开启，其中a，b，c为运动控制系数；（2）检测窗户电机的转动信号，且θ=θ1/2的时刻；此时控制系统向空调电机发送启动信号，空调确定送风量，风量P=m*θ，其中m为风量控制系数；在窗户开启角度较小时，说明用户换气需求相对较小，因此选择低风量，而如果窗户开启角度较大，说明客户需要在短期内完成换气，因此选择大风量；（3）当送风时间达到T=n*θ（其中n为送风时间控制系数）时，控制系统向空调电机发送驱动信号，保证送风量按如下公式进行P=m*θ/(t+1)+m*θ/4；（4）当送风时间达到预定T1时，控制系统向窗户电机发送控制信号，驱动其按照运动曲线θ=a*t^2+b*arctan(c*t)进行闭合，其中a，b，c为运动控制系数；（5）监测窗户电机的驱动信号，当其信号减小到0时，控制系统向净化器电机发送启动信号，驱动净化器电机转动；（6）监测室内空气质量，当PM2.5下降到客户期望的阈值之下，控制系统停止净化器电机，并向空调电机发送启动信号，空调根据温度设定进行工作；在窗户电机空闲时，驱动窗户电机使得窗户打开θ1角度，测量窗户打开的实际角度θ’，计算补偿参数R=θ’/θ1；在步骤（1）中包括权限控制，用户需要输...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴喜桥，王立，李雪萍，林方丽，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41