[發(fā)明專利]一種基于LabVIEW的空氣凈化器裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711260573.8
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108052135A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁世宏;龔花;李鴻一;馬莉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 江蘇縱聯(lián)律師事務(wù)所 32253
• 代理人: 陳娜

本發(fā)明公開了一種基于LabVIEW方法的智能空氣凈化裝置。通過顆粒激光散射原理測出PM2.5的值，并在LCD上顯示，通過TTL轉(zhuǎn)RS232將單片機(jī)與LabVIEW連接，使上位機(jī)可以動態(tài)調(diào)用子VI，對下位機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，并且可以查看PM2.5實(shí)時曲線，當(dāng)按下停止按鈕時，上位機(jī)停止運(yùn)行。由于目前對人體危害最大的是PM2.5，因此主要對PM2.5進(jìn)行過濾，當(dāng)PM2.5值低于優(yōu)時，在直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行比例加擾動補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速控制方案，使實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到期望值，從而將PM2.5值調(diào)制到優(yōu)的狀態(tài)。所述控制方法作用下的調(diào)速系統(tǒng)整體方案基于LabVIEW平臺實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器儀表領(lǐng)域，具體是利用LabVIEW平臺監(jiān)測空氣凈化效果，將空氣吸入HEPA過濾網(wǎng)進(jìn)行PM2.5和PM10的過濾，從而使空氣狀態(tài)達(dá)到要求，屬于智能家居領(lǐng)域。

背景技術(shù)

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也被稱為可入肺顆粒物，它的直徑非常小，還達(dá)不到發(fā)絲粗細(xì)的1/20，雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組成部分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要影響，與較粗的顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，并且室內(nèi)是產(chǎn)生PM2.5的重要源頭，炒菜5分鐘，就可讓PM2.5增加20倍，因而對人體健康影響更大。

目前，在空氣凈化器的實(shí)際控制中，往往要手動調(diào)速，這給我們帶來了很大的不便，為了解決該問題，可以通過比例控制器使轉(zhuǎn)速盡快達(dá)到預(yù)設(shè)值，但是實(shí)際系統(tǒng)中經(jīng)常存在不確定性和外部擾動，使得基于純比例控制的凈化裝置效果有限。針對該問題，本發(fā)明擬利用擾動觀測技術(shù)對擾動進(jìn)行觀測，并對實(shí)際控制量進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量的精準(zhǔn)凈化。擾動觀測器不需要對干擾信號建立精確的數(shù)學(xué)模型，一定的誤差范圍內(nèi)可以用參考模型代替系統(tǒng)的實(shí)際模型，計算量小，可通過LabVIEW平臺進(jìn)行數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種智能空氣凈化器的比例加擾動觀測器的實(shí)現(xiàn)方法，目的在于解決凈化裝置轉(zhuǎn)速波動大，不能盡快達(dá)到預(yù)設(shè)值，通過霧霾檢測及智能清除的凈化裝置，為居家生活提供更好的生活環(huán)境，其具體技術(shù)方案如下：

一種基于LabVIEW的空氣凈化器裝置，包括電源裝置，檢測裝置，顯示裝置，清除裝置，控制裝置，LabVIEW平臺，電源裝置包括開關(guān)電源，7805降壓芯片，檢測裝置包括激光粉塵傳感器，溫濕度傳感器，顯示裝置包括液晶顯示屏，清除裝置包括HEPA過濾網(wǎng)，控制裝置包括AVR單片機(jī)，電機(jī)驅(qū)動器，監(jiān)測裝置包括LabVIEW平臺。

進(jìn)一步地，通過粉塵傳感器監(jiān)測到的PM2.5值進(jìn)行比例加擾動觀測調(diào)速，單片機(jī)得到的控制量給PWM發(fā)生器來驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)行調(diào)速。

進(jìn)一步地，所述控制器具體為：當(dāng)PM2.5大于35ug/m3小于75ug/m3時，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000rpm，當(dāng)小于35ug/m3時，空氣狀態(tài)處于優(yōu)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，大于75ug/m3時，空氣狀態(tài)視為差，轉(zhuǎn)速設(shè)定為2500rpm。

進(jìn)一步地，直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型為：

Te-TL＝JdΩ/dt+BΩ