[发明专利]基于永磁无刷电机驱动的洗衣机智能称重方法和系统

权利要求书

1.基于永磁无刷电机驱动的洗衣机智能称重方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，拍摄洗衣机在空载状态的运转工作影像，分析所述运转工作影像，以此判断洗衣机是否处于平稳旋转状态；再根据所述判断结果，指示洗衣机进行自动调平操作；

步骤S2，当洗衣机处于平稳旋转状态时，获取洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机从启动起到以额定转速工作过程中各自的电机启动用时；根据所述电机启动用时，确定所述永磁无刷电机在空载状态和装载衣物状态下各自带动的重量，再以此确定洗衣机在装载衣物状态下对应的衣物重量；

步骤S3，根据所述衣物重量，确定洗衣机当前装载的衣物是否超重以及确定对洗衣机注入的水的重量；

其中，在所述步骤S2中，当洗衣机处于平稳旋转状态时，获取洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机从启动起到以额定转速工作过程中各自的电机启动用时；根据所述电机启动用时，确定所述永磁无刷电机在空载状态和装载衣物状态下各自带动的重量，再以此确定洗衣机在装载衣物状态下对应的衣物重量具体包括：

步骤S201，当洗衣机处于平稳旋转状态时，获取洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机从静止状态起加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态之间分别所需的加速用时，以此作为所述电机启动用时；

步骤S202，根据所述电机启动用时，确定洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机从静止状态起加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态分别对应的加速度；再根据所述加速度，确定所述永磁无刷电机在空载状态和装载衣物状态下各自带动的重量；

步骤S203，将所述永磁无刷电机在空载状态和装载衣物状态下各自带动的重量对应的重量差值，作为洗衣机在装载衣物状态下对应的衣物重量；

其中，在所述步骤S202中，根据所述电机启动用时，确定洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机从静止状态起加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态分别对应的加速度；再根据所述加速度，确定所述永磁无刷电机在空载状态和装载衣物状态下各自带动的重量具体包括：

步骤S2021，利用下面公式(1)，根据洗衣机在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的滚筒在永磁无刷电机驱动下从静止状态其加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态分别对应所需的时间，以此得到滚筒在空载状态和装载衣物状态下，洗衣机内部的滚筒在永磁无刷电机驱动下从静止状态其加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态分别对应角加速度，

在上述公式(1)中，a_i表示第i个状态下洗衣机内部的滚筒的角加速度，i＝1表示洗衣机当前处于空载状态，i＝2表示洗衣机当前处于装载衣物状态；ω_max表示洗衣机内部的滚筒的额定转动角速度，即洗衣机内部的永磁无刷电机达到额定转速时对应驱动滚筒的转动角速度；θ₀表示洗衣机内部的滚筒的转轴上的编码器在输出相邻两个编码脉冲是对应的永磁无刷电机的转动角度值；n_i表示第i个状态下洗衣机内部的滚筒的转轴上的编码器当前输出的编码脉冲数量；t(n_i)表示第i个状态下洗衣机内部的滚筒的转轴上的编码器当前输出第n_i个编码脉冲对应的时刻；t(n_i-1)表示第i个状态下洗衣机内部的滚筒的转轴上编码其当前输出第n_i-1个编码脉冲对应的时刻；t₀(i)表示第i个状态下永磁无刷电机开始启动运转的时刻；

上述公式(1)具体含义为：洗衣机在转动过程中通过采集滚筒转轴上的编码器发出的编码脉冲的个数以及对应的编码脉冲发出时刻进行计算，当出现时，即洗衣机内部的永磁无刷电机从静止状态其加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态，则记录此时t(n_i-1)-t₀(i)对应的值、即为第i个状态下洗衣机内部的永磁无刷电机从静止状态其加速运转到以额定转速进行匀速旋转状态对应所需的时间；接着通过t(n_i-1)-t₀(i)对应的值，计算出第i个状态下洗衣机内部的滚筒的角角速度a_i，由于洗衣机内部的滚筒和永磁无刷电机是通过齿轮进行传动连接的，故洗衣机内部的永磁无刷电机的角加速度与滚筒的角加速度均为a_i；

步骤S2022，利用下面公式(2)，根据洗衣机内部的永磁无刷电机的额定扭矩，以及其在空载状态下和装载衣物状态下，洗衣机内部的永磁无刷电机各自的角加速度，得到空载状态和装载衣物状态下永磁无刷电机的角动惯量，

在上述公式(2)中，J_i表示第i个状态下永磁无刷电机的角动惯量；M_max表示洗衣机内部的永磁无刷电机的额定扭矩；

步骤S2023，利用下面公式(3)，根据空载状态和装载衣物状态下永磁无刷电机的角动惯量，得到空载状态和装载衣物状态下永磁无刷电机各自带动重量，

在上述公式(3)中，G_i表示第i个状态下永磁无刷电机的带动重量；R表示永磁无刷电机与洗衣机滚筒之间连接的齿轮中永磁无刷电机侧连接的齿轮分度圆半径；

通过上述过程得到空载状态下永磁无刷电机带动重量G₁，装载衣物状态下永磁无刷电机带动重量G₂，则洗衣机在装载衣物状态下对应的衣物重量为G₂-G₁。