本發(fā)明涉及茶具輸送控制，尤其涉及基于pwm控制的茶杯輸送路軌電機(jī)調(diào)速電路及調(diào)速方法。

背景技術(shù)：

1、茶藝文化是中華傳統(tǒng)文化的一張靚麗名片，也是一門(mén)精致的藝術(shù)形式，茶藝表演中的優(yōu)雅儀式是茶藝文化的重要內(nèi)容，茶藝師需要向外觀多樣的茶杯內(nèi)注入茶水，服務(wù)人員將盛有香茶的茶杯不斷送往顧客面前不利于茶藝表演的連貫性，因此，將茶杯自動(dòng)輸送控制與茶藝文化的表演進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)融合成為當(dāng)前技術(shù)人員的探索方向。

2、茶杯輸送路軌是進(jìn)行精心設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)將茶杯從茶藝師處輸送到顧客面前，并將空閑的茶杯送回至茶藝師處，茶杯輸送系統(tǒng)可以由電動(dòng)傳動(dòng)裝置、傳感器、控制系統(tǒng)和特殊設(shè)計(jì)的輸送通道等組成，通過(guò)特異的輸送電機(jī)聯(lián)合控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飲茶場(chǎng)景中無(wú)數(shù)量規(guī)律的茶杯進(jìn)行姿態(tài)控制和平穩(wěn)輸送是針對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景亟須解決的重要問(wèn)題。

3、例如，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)：cn110963256a，該發(fā)明公開(kāi)了一種輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制方法，包括：獲取變頻電機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩值和滿(mǎn)載轉(zhuǎn)矩值；獲取變頻電機(jī)的最小轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)速，將0～100%按照從小到大分成n個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)速；計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)矩值與空載轉(zhuǎn)矩值的差值在區(qū)間中的占比，并進(jìn)行量化，得到轉(zhuǎn)矩量化值；根據(jù)轉(zhuǎn)矩量化值計(jì)算運(yùn)量量化值；確定運(yùn)量量化值所在區(qū)間，獲取該區(qū)間所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，該發(fā)明的輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速控制方法，利用了轉(zhuǎn)矩值與負(fù)載重量和轉(zhuǎn)速之間的正相關(guān)關(guān)系，根據(jù)轉(zhuǎn)矩值調(diào)節(jié)變頻器的給定速度，使得電機(jī)的運(yùn)行速度根據(jù)負(fù)載重量自適應(yīng)調(diào)整。

4、現(xiàn)有技術(shù)中還存在以下問(wèn)題：

5、現(xiàn)有技術(shù)未考慮在特殊的用茶場(chǎng)景中，由于顧客數(shù)量的波動(dòng)以及顧客用茶的差異造成送茶軌道上的茶杯的實(shí)時(shí)數(shù)量出現(xiàn)無(wú)規(guī)則的波動(dòng)，茶杯數(shù)量的波動(dòng)導(dǎo)致送茶軌道切換位置處極易發(fā)生茶杯互相擠壓，灑出的茶水極大影響顧客體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供基于pwm控制的茶杯輸送路軌電機(jī)調(diào)速電路及調(diào)速方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)茶杯輸送狀態(tài)穩(wěn)定性以及茶杯本身特征進(jìn)行結(jié)合分析，以及不能選擇合適的調(diào)速時(shí)機(jī)進(jìn)行電機(jī)調(diào)速的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供基于pwm控制的茶杯輸送路軌電機(jī)調(diào)速方法，包括：

3、響應(yīng)于送茶軌道正常運(yùn)行信號(hào)，基于當(dāng)前送茶軌道的輸送電機(jī)的終端轉(zhuǎn)矩繪制所述終端轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)；

4、基于所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)獲取曲線(xiàn)參數(shù)，基于所述曲線(xiàn)參數(shù)判定當(dāng)前送茶軌道的茶杯在軌分布狀態(tài)是否存在異?，F(xiàn)象；

5、其中，所述曲線(xiàn)參數(shù)包括所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)上若干數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率；

6、響應(yīng)于所述茶杯在軌分布狀態(tài)存在異?，F(xiàn)象，基于所述曲線(xiàn)參數(shù)以及茶杯尺寸參數(shù)計(jì)算茶杯在不同送茶軌道切換過(guò)程中的軌道切換影響表征系數(shù)，以判定是否需要對(duì)當(dāng)前送茶軌道對(duì)應(yīng)的切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)進(jìn)行調(diào)速；

7、其中，所述茶杯尺寸參數(shù)包括茶杯高度以及茶杯底面直徑；

8、響應(yīng)于需要對(duì)輸送電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，在調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段內(nèi)，對(duì)切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)調(diào)整輸入的pwm信號(hào)，所述pwm信號(hào)包括占空比；

9、其中，所述調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段基于所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)的曲線(xiàn)參數(shù)確定。

10、進(jìn)一步地，獲取曲線(xiàn)參數(shù)的步驟包括：

11、在所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)確定若干數(shù)據(jù)點(diǎn)；

12、以數(shù)據(jù)點(diǎn)為基準(zhǔn)確定包含所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的曲線(xiàn)段；

13、獲取所述曲線(xiàn)段的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)，基于所述坐標(biāo)確定兩個(gè)端點(diǎn)連線(xiàn)的斜率；

14、將所述斜率確定為所述數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率。

15、進(jìn)一步地，判定當(dāng)前送茶軌道的茶杯在軌分布狀態(tài)是否存在異?，F(xiàn)象的過(guò)程包括：

16、基于所述數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率，計(jì)算若干數(shù)據(jù)點(diǎn)的斜率標(biāo)準(zhǔn)差，將所述斜率標(biāo)準(zhǔn)差與預(yù)設(shè)的斜率標(biāo)準(zhǔn)差閾值進(jìn)行對(duì)比；

17、若所述斜率標(biāo)準(zhǔn)差大于所述斜率標(biāo)準(zhǔn)差閾值，則判定當(dāng)前送茶軌道的茶杯在軌分布狀態(tài)存在異常現(xiàn)象。

18、進(jìn)一步地，計(jì)算所述軌道切換影響表征系數(shù)的過(guò)程還包括：

19、基于所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)上若干數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率確定斜率最大值；

20、基于所述茶杯尺寸參數(shù)計(jì)算所述茶杯高度與所述茶杯底面直徑的比值。

21、進(jìn)一步地，按以下公式進(jìn)行計(jì)算所述軌道切換影響表征系數(shù)：

22、；

23、其中，t為所述軌道切換影響表征系數(shù)，kmax為所述斜率最大值，k0為預(yù)設(shè)的斜率參考值，rs為所述茶杯高度與茶杯底面直徑的比值，rs0為預(yù)設(shè)的比值參考值，μ為斜率權(quán)重系數(shù)，η為比值權(quán)重系數(shù)，e為常數(shù)。

24、進(jìn)一步地，判定是否需要對(duì)當(dāng)前送茶軌道對(duì)應(yīng)的切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的過(guò)程為：

25、將所述軌道切換影響表征系數(shù)與預(yù)設(shè)的軌道切換影響表征系數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比；

26、若所述軌道切換影響表征系數(shù)大于所述軌道切換影響表征系數(shù)閾值，則判定需要對(duì)當(dāng)前送茶軌道對(duì)應(yīng)的切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

27、進(jìn)一步地，確定所述調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段的步驟包括：

28、獲取所述轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)上若干數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率；

29、基于數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率篩選特征數(shù)據(jù)點(diǎn)，確定所述特征數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；

30、確定各特征數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，將時(shí)間間隔小于預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔參考值的時(shí)刻劃分在同一個(gè)調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段內(nèi)。

31、進(jìn)一步地，篩選特征數(shù)據(jù)點(diǎn)的過(guò)程為：

32、將數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率與預(yù)設(shè)的斜率參考值進(jìn)行對(duì)比；

33、若所述斜率大于所述斜率參考值，則確定將所述數(shù)據(jù)點(diǎn)篩選為特征數(shù)據(jù)點(diǎn)。

34、進(jìn)一步地，調(diào)整輸入的pwm信號(hào)的過(guò)程包括：

35、基于所述軌道切換影響表征系數(shù)對(duì)切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)調(diào)整輸入的pwm信號(hào)，所述pwm信號(hào)中的占空比與所述軌道切換影響表征系數(shù)成正相關(guān)。

36、進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種基于pwm控制的茶杯輸送路軌電機(jī)調(diào)速電路，包括：

37、微控制器，用以生成pwm信號(hào)；

38、驅(qū)動(dòng)放大器，其與所述微控制器電路連接，用以將所述pwm信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓和電流。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過(guò)繪制終端轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)，通過(guò)轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)獲取曲線(xiàn)參數(shù)，基于曲線(xiàn)參數(shù)判定當(dāng)前送茶軌道的茶杯在軌分布狀態(tài)是否存在異?，F(xiàn)象，通過(guò)曲線(xiàn)參數(shù)以及茶杯尺寸參數(shù)計(jì)算茶杯在不同送茶軌道切換過(guò)程中的軌道切換影響表征系數(shù)，以判定是否需要對(duì)當(dāng)前送茶軌道對(duì)應(yīng)的切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，通過(guò)確定調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段，對(duì)切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)調(diào)整輸入的pwm信號(hào)，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)了對(duì)茶杯輸送狀態(tài)穩(wěn)定性以及茶杯本身特征進(jìn)行結(jié)合分析，以及選擇合適的調(diào)速時(shí)機(jī)進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，提高了茶杯輸送的穩(wěn)定性，改善了顧客用茶體驗(yàn)。

40、尤其，本發(fā)明通過(guò)轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)的曲線(xiàn)參數(shù)判定當(dāng)前送茶軌道的茶杯在軌分布狀態(tài)是否存在異?，F(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在實(shí)際的用茶場(chǎng)景中，由于顧客數(shù)量的波動(dòng)以及顧客用茶的差異，送茶軌道上的茶杯數(shù)量可能是不斷波動(dòng)的，造成距離固定的送茶軌道上茶杯之間分布的間隔距離不同，間隔距離緊密的茶杯在送茶軌道切換過(guò)程中可能由于茶杯晃動(dòng)造成互相擠壓以及磕碰，本發(fā)明通過(guò)獲取輸送電機(jī)的終端轉(zhuǎn)矩，通過(guò)終端轉(zhuǎn)矩的變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)送茶軌道上茶杯數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，送茶軌道上茶杯數(shù)量越多，輸送電機(jī)的終端轉(zhuǎn)矩越大，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)了對(duì)茶杯輸送狀態(tài)穩(wěn)定性的分析。

41、尤其，本發(fā)明通過(guò)曲線(xiàn)參數(shù)以及茶杯尺寸參數(shù)計(jì)算茶杯在不同送茶軌道切換過(guò)程中的軌道切換影響表征系數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在實(shí)際的用茶場(chǎng)景中每段輸送軌道對(duì)茶杯實(shí)時(shí)的輸送數(shù)量是波動(dòng)的，轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的斜率值越大，表征送茶軌道上的茶杯數(shù)量發(fā)生短時(shí)急劇的增多，數(shù)量越多的茶杯在距離固定的送茶軌道上茶杯之間分布越擁擠，越容易在送茶軌道切換位置處發(fā)生相互擠壓以及碰撞，相同的，茶杯高度與茶杯底面直徑的比值越大，表征茶杯的重心越高以及底面提供的穩(wěn)定接觸面積越小，越容易在送茶軌道切換位置處由于重心不穩(wěn)定發(fā)生相互擠壓以及碰撞，本發(fā)明將曲線(xiàn)參數(shù)以及茶杯尺寸參數(shù)結(jié)合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)茶杯輸送狀態(tài)穩(wěn)定性以及茶杯本身特征進(jìn)行結(jié)合分析，將難以表征的茶杯輸送受數(shù)量以及本身形態(tài)特征的影響進(jìn)行量化。

42、尤其，本發(fā)明通過(guò)轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)的曲線(xiàn)參數(shù)確定調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段，在實(shí)際的用茶場(chǎng)景中每段輸送軌道對(duì)茶杯實(shí)時(shí)的輸送數(shù)量是變化的，轉(zhuǎn)矩變化曲線(xiàn)的斜率大于預(yù)設(shè)的參考值，表征對(duì)應(yīng)時(shí)刻的送茶軌道上的茶杯數(shù)量在增多，本發(fā)明將茶杯數(shù)量在增多的時(shí)刻篩選出來(lái)，通過(guò)確定時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，時(shí)間間隔小于預(yù)設(shè)的參考值，表征這一時(shí)間段內(nèi)送茶軌道上的茶杯數(shù)量在持續(xù)增多，本發(fā)明將茶杯數(shù)量持續(xù)增多的時(shí)間段確定為調(diào)速執(zhí)行時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)了選擇合適的調(diào)速時(shí)機(jī)進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，提高了茶杯輸送的穩(wěn)定性，改善了顧客用茶體驗(yàn)。

43、尤其，本發(fā)明對(duì)切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)調(diào)整輸入的pwm信號(hào)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，對(duì)切換后的送茶軌道對(duì)應(yīng)的輸送電機(jī)適當(dāng)調(diào)快運(yùn)行速度，可以使送茶軌道切換位置處的茶杯與切換前的送茶軌道上的茶杯之間的間隔距離快速增大，避免姿態(tài)發(fā)生晃動(dòng)的茶杯相互擠壓以及碰撞，提高了茶杯輸送的穩(wěn)定性，改善了顧客用茶體驗(yàn)。