一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统及方法与流程

1.本发明涉及自适应控制技术领域，具体涉及一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统及方法。

背景技术：

2.传统吸尘吸水机通常利用开关按键、功率档位按键实现人机交互，经过合理的人机工程学设计，可以满足操作便利性的要求。然而功率档位的设置存在取舍与权衡：档位个数较少时，用户可能无法根据待清洁环境选择合适的功率档位，或者会为了达到好的清洁效果，直接选择最大功率运行，这样会缩短锂电式吸尘器的单次充电的运行时间。档位个数较多甚至可以实现无级调节时，需要频繁调档给用户造成操作负担。

技术实现要素：

3.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统及方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.本发明实施例提供了一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统，包括功率控制模块、惯性测量单元imu模块和传感器模块；所述传感器模块部署在吸尘吸水机的进气管道内壁；所述imu模块部署于吸尘吸水机上；
6.所述imu模块，用于持续获取吸尘吸水机移动速率；
7.所述功率控制模块，用于对所述移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；
8.所述传感器模块，用于获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；
9.所述功率控制模块，还用于按照第二预设周期根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。
10.本发明实施例还提供了一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，所述方法包括：
11.持续获取吸尘吸水机移动速率；
12.对所述移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；
13.获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；
14.按照第二预设周期根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。
15.可选地，所述预设规则为所述移动速率越大，所述速率值越接近1，所述移动速率越小，所述速率值越接近0。
16.可选地，根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率，具体为：
17.p1＝p0(α)v18.其中，p1为初始工作功率，p0为预设功率，α为预设的小于1的正数，v所述速率值。
19.可选地，根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，包括：
20.根据所述实时浓度得到目标物质的浓度基于时间的变化曲线；
21.将所述变化曲线对时间求导，得到吸尘吸水机的调节系数。
22.可选地，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率，具体为：
23.p2＝p1(1+β)
24.p2为吸尘吸水机当前实时的工作功率，p1为初始工作功率，β为吸尘吸水机的调节系数。
25.可选地，所述目标物质为水或者灰尘。
26.本发明实施例提供了一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统，包括功率控制模块、惯性测量单元imu模块和传感器模块；传感器模块部署在吸尘吸水机的进气管道内壁；imu模块部署于吸尘吸水机上；imu模块，用于持续获取吸尘吸水机移动速率；功率控制模块，用于对移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；传感器模块，用于获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；功率控制模块，还用于按照第二预设周期根据实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用调节系数调节初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。通过吸尘吸水机移动速率和目标物质的实时浓度对吸尘吸水机的工作功率进行自适应控制，解决了用户需要频繁调档造成操作负担的问题，提升了用户体验。
附图说明
27.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
28.图1为本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统的系统框图；
29.图2为本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法的流程图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明实施例提供了一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统。参见图1，图1为本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统的系统框图。包括功率控制模块、惯性测量单元imu模块和传感器模块；传感器模块部署在吸尘吸水机的进气管道内壁；imu模块部署于吸尘吸水机上；
32.imu模块，用于持续获取吸尘吸水机移动速率；
33.功率控制模块，用于对移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；
34.传感器模块，用于获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；
35.功率控制模块，还用于按照第二预设周期根据实时浓度计算吸尘吸水机的调节系
数，使用调节系数调节初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。
36.基于本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统，通过吸尘吸水机移动速率和目标物质的实时浓度对吸尘吸水机的工作功率进行自适应控制，解决了用户需要频繁调档造成操作负担的问题，提升了用户体验。
37.一种实现方式中，传感器模块可以为湿度传感器和/或微尘传感器。微尘传感器利用光学的对射原理，可以精准地检测出经过吸尘吸水机的进气管道中的粒子数量和浓度数据。
38.基于相同的发明构思本发明实施例还提供了一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法。参见图2，图2为本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法的流程图。该方法包括：
39.s101，持续获取吸尘吸水机移动速率。
40.s102，对移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率。
41.s103，获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度。
42.s104，按照第二预设周期根据实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用调节系数调节初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。
43.基于本发明实施例提供的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，通过吸尘吸水机移动速率和目标物质的实时浓度对吸尘吸水机的工作功率进行自适应控制，解决了用户需要频繁调档造成操作负担的问题，提升了用户体验。
44.一种实现方式中，当吸尘吸水机开启并开始运动，imu模块可以持续获取吸尘吸水机当前的移动速率。
45.在一个实施例中，目标物质为水或者灰尘。
46.在一个实施例中，预设规则为移动速率越大，速率值越接近1，移动速率越小，速率值越接近0。
47.一种实现方式中，根据预设规则可以将移动速率分段映射为速率值。例如，预设规则可以规定移动速率为0-0.1米每秒，速率值为0；移动速率为0.1-0.2米每秒，速率值为0.1；移动速率为0.2-0.3米每秒，速率值为0.2；移动速率为0.3-0.4米每秒，速率值为0.3；移动速率为0.4-0.5米每秒，速率值为0.4；移动速率为0.5-0.6米每秒，速率值为0.5；移动速率为0.6-0.7米每秒，速率值为0.6；移动速率为0.7-0.8米每秒，速率值为0.7；移动速率为0.8-0.9米每秒，速率值为0.8；移动速率为0.9-1米每秒，速率值为0.9；移动速率大于1米每秒，速率值为1。
48.在一个实施例中，根据速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率，具体为：
49.p1＝p0(α)v50.其中，p1为初始工作功率，p0为预设功率，α为预设的小于1的正数，v所述速率值。
51.一种实现方式中，吸尘吸水机由人工进行操作实现移动，在某一区域的移动速率可能反映了人工在该区域进行打扫的意愿，这种打扫的意愿与该区域存在的水和灰尘的量成正比。因此，移动速率越小则需要增加初始工作功率，移动速率越大则需要减少初始工作功率。
52.一种实现方式中，由于α为预设的小于1的正数，吸尘吸水机移动速率越大，速率值越接近1，初始工作功率越接近p0α；吸尘吸水机移动速率越小，速率值越接近0，初始工作功率越接近p0。
53.在一个实施例中，根据实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，包括：
54.步骤一，根据实时浓度得到目标物质的浓度基于时间的变化曲线。
55.步骤二，将变化曲线对时间求导，得到吸尘吸水机的调节系数。
56.一种实现方式中，将变化曲线对时间求导可以得到目标物质的浓度变化的斜率，即可知道目标物质的浓度变化的趋势是增加还是减少。若调节系数为正，表示浓度变化的趋势是增加，则需要增大吸尘吸水机当前实时的工作功率；若调节系数为0，表示浓度变化的趋势是保持不变，则保持吸尘吸水机当前实时的工作功率；若调节系数为负，表示浓度变化的趋势是减少，则减少吸尘吸水机当前实时的工作功率。
57.在一个实施例中，使用调节系数调节初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率，具体为：
58.p2＝p1(1+β)
59.p2为吸尘吸水机当前实时的工作功率，p1为初始工作功率，β为吸尘吸水机的调节系数。
60.一种实现方式中，当计算出p2大于吸尘吸水机的最大输出功率，则吸尘吸水机以最大输出功率进行工作。
61.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统，其特征在于，包括功率控制模块、惯性测量单元imu模块和传感器模块；所述传感器模块部署在吸尘吸水机的进气管道内壁；所述imu模块部署于吸尘吸水机上；所述imu模块，用于持续获取吸尘吸水机移动速率；所述功率控制模块，用于对所述移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；所述传感器模块，用于获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；所述功率控制模块，还用于按照第二预设周期根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。2.一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，所述方法包括：持续获取吸尘吸水机移动速率；对所述移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；按照第二预设周期根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。3.根据权利要求2所述的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，所述预设规则为所述移动速率越大，所述速率值越接近1，所述移动速率越小，所述速率值越接近0。4.根据权利要求3所述的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，根据所述速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率，具体为：p1＝p0(α)
v
其中，p1为初始工作功率，p0为预设功率，α为预设的小于1的正数，v所述速率值。5.根据权利要求3所述的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，根据所述实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，包括：根据所述实时浓度得到目标物质的浓度基于时间的变化曲线；将所述变化曲线对时间求导，得到吸尘吸水机的调节系数。6.根据权利要求2-5任意所述的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，使用所述调节系数调节所述初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率，具体为：p2＝p1(1+β)p2为吸尘吸水机当前实时的工作功率，p1为初始工作功率，β为吸尘吸水机的调节系数。7.根据权利要求2所述的一种吸尘吸水机的功率自适应调控方法，其特征在于，所述目标物质为水或者灰尘。

技术总结

本发明公开了一种吸尘吸水机的功率自适应调控系统及方法，涉及自适应控制技术领域。I MU模块持续获取吸尘吸水机移动速率；功率控制模块对移动速率按照预设规则进行归一化处理，得到速率值，按照第一预设周期根据速率值和预设功率计算吸尘吸水机的初始工作功率；传感器模块获取吸尘吸水机的进气管道内目标物质的实时浓度；功率控制模块按照第二预设周期根据实时浓度计算吸尘吸水机的调节系数，使用调节系数调节初始工作功率得到吸尘吸水机当前实时的工作功率。通过吸尘吸水机移动速率和目标物质的实时浓度对吸尘吸水机的工作功率进行自适应控制，解决了用户需要频繁调档造成操作负担的问题，提升了用户体验。提升了用户体验。提升了用户体验。