一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法
一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法
【专利摘要】本申请公开了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，通过过零检测电路检测正弦波电压，当其过零点时生成并向所述控制器发送提示信号；控制器根据所述提示信号确定正弦波电压的周期T和过零点时刻t0；同时，控制器检测确定继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的响应延时Δt；根据所述周期T、过零点时刻t0和响应延时Δt确定指令生成时刻t；当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以使所述继电器在正弦波电压的峰值处闭合/断开；其中，t=t0+T/4-Δt。本申请不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器、过零检测电路和控制器即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
【专利说明】—种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及电气控制【技术领域】，尤其涉及一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前电气控制领域中，对电气设备的开通、关断等操作控制要求多种多样，其中包括要求在正弦波电压到达峰值时对设备进行开通、关断等操作。目前，普遍控制方法为:利用模数转换器检测正弦波电压的峰值，利用高速电子元器件实现在电压达到该峰值电压时执行相应的操作。
[0003]上述控制方法的缺点在于，模数转换器的电路结构复杂，且模数转换器和高速电子元器件成本均较高。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请目的在于提供一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，以解决现有实现在正弦波电压的峰值处执行相应操作的电气设备控制系统结构复杂、成本高的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案:
[0006]—种基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括:
[0007]确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ；
[0008]确定继电器的响应延时At ;所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；
[0009]根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0010]当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0011]优选的，所述确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h，具体方法为:
[0012]利用过零检测电路确定所述过零点时刻h，并在所述过零点时刻h生成提示信号;
[0013]根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT;其中，η为大于I的整数；
[0014]根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
[0015]优选的，所述利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为:
[0016]在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;
[0017]计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;
[0018]当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ;
[0019]所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为:
[0020]通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η_1)。
[0021]优选的,所述确定所述响应延时At的具体方法为:
[0022]在所述继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0023]在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0024]循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m)；
[0025]通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
[0026]一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，包括过零检测电路、继电器和控制器；所述控制器分别与所述过零检测电路和继电器连接，所述正弦波电压输入所述过零检测电路；其中，所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；
[0027]所述过零检测电路用于当所述正弦波电压过零点时，生成并向所述控制器发送提不信号；
[0028]所述控制器用于:根据所述提示信号确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ;确定所述继电器的响应延时At ;根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器在所述正弦波电压的峰值处断开或闭合；其中，t=t0+T/4-Ato
[0029]优选的，所述控制器通过如下方法确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻
l0.
[0030]利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数；
[0031]根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ。
[0032]优选的，所述控制器利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为:
[0033]在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;
[0034]计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;
[0035]当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ;
[0036]所述根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为:
[0037]通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η_1)。
[0038]优选的，所述控制器通过如下方法确定继电器的响应延时At:
[0039]在所述检测继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0040]在所述检测继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0041]循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m)；
[0042]通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
[0043]优选的，所述继电器包括测试用继电器和控制用继电器；所述测试用继电器和控制用继电器的型号相同；
[0044]所述测试用继电器和控制用继电器分别与所述控制器连接，所述控制用继电器与被控电气设备连接。
[0045]从上述的技术方案可以看出，本申请通过确定正弦波电压的周期T、过零点时刻h和的响应延时Δ t,来确定指令生成时刻t,进而在达到指令生成时刻t时生成控制指令,并将其发送至继电器，使得继电器在正弦波电压的峰值时刻执行该控制命令，从而实现了在正弦波电压的峰值处对电气设备执行相应操作；同时，本申请不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器、过零检测电路和控制器即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1为本申请实施例一提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法流程图；
[0048]图2为本申请实施例二提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法流程图；
[0049]图3为本申请实施例三提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图；
[0050]图4为本申请实施例四提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图。
【具体实施方式】
[0051 ] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0052]本申请实施例公开了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，以解决现有实现在正弦波电压的峰值处执行相应操作的电气设备控制系统结构复杂、成本高的问题。
[0053]参照图1，本申请实施例一提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括如下步骤:
[0054]SlOl:确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻tQ ；
[0055]S102:确定继电器的响应延时At ;
[0056]上述响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长。
[0057]S103:根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0058]S104:当到达所述指令生成时刻t时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0059]需要说明的是，上述步骤SlOl和步骤S102的执行顺序无先后，S卩即可先执行确定T和h的步骤，再执行确定Λ t的步骤，亦可先执行确定Λ t的步骤，再执行确定T和h的步骤；亦可同时执行确定T、h和At的步骤。
[0060]上述方法的原理如下:首先检测正弦波电压的周期T和过零点时刻、，从而确定正弦波电压的峰值时刻tfh+TA (过零点后的1/4周期处即为峰值处);通过继电器代替现有技术中的高速电子元器件，而由于继电器的动作存在一定的延时，故本实施例还确定了继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长，即响应延时At ;进而可确定指令生成时刻t=tm_A tztd+T/^-A t ;即在达到指令生成时刻t时生成控制指令,并将其发送至继电器，使得继电器执行该控制命令的时刻恰好为正弦波电压的峰值时刻tm，即实现了在正弦波电压峰值处对电气设备执行相应操作。
[0061]需要说明的是，由于不同类型的继电器对应的响应延时At可能不同，故上述步骤S104根据指令生成时刻t控制所述继电器执行所述控制指令时，所采用的继电器应为步骤S103中确定时所采用的继电器本身或与其型号相同。
[0062]由上述方法步骤及原理可知，本申请实施例通过确定正弦波电压的周期T、过零点时刻h和继电器的响应延时At，来确定指令生成时刻t，进而在达到指令生成时刻t时生成控制指令，并将其发送至继电器，使得继电器在正弦波电压的峰值时刻闭合/断开，从而实现了在正弦波电压的峰值处对电气设备执行相应操作；同时，本申请实施例不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器及简单的控制系统即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
[0063]参照图2，本申请实施例二提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括如下步骤:
[0064]S201:利用过零检测电路确定所述过零点时刻V并在所述过零点时刻h生成提不信号；
[0065]若在预设时间内未产生提示信号，则生成相应的错误信息。
[0066]S202:根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT;
[0067]S203:根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期T ;
[0068]其中，η为大于I的整数，其具体值根据实际应用需要(如精度要求)而定。一段时间内，正弦波电压的过零点时刻可能为多个，利用过零检测电路在每个过零点时刻达到时，均生成提示信号；并根据该提示信号，利用定时器和计数器确定累计时长ΛΤ，进而计算得到所述正弦波电压的周期Τ。
[0069]具体的，若定时器开始计时时，计数器的计数值为I (表示第I次过零点)，定时器停止计时时，计数值为η，则周期T的计算公式为:Τ=2* Δ T/ (η-1)。同理，亦可设定定时器开始计时时，计数器的计数值为0，相应的周期T的计算公式为:Τ=2*ΛΤ/η。
[0070]由于相邻两个过零点时刻的时间间隔记为周期T的1/2，故上述方法相当于通过平均法计算正弦波电压的周期Τ，消除了将任意相邻两个过零点时刻的时间间隔记的2倍作为周期T存在的偶然误差，提高了周期T的精准度。
[0071]另外，本领域技术人员可以理解，基于上述原理，通过对计数器设定不同的计数初值，可得到不同的周期T计算公式，从而得到不同的【具体实施方式】；由于未脱离本申请的的基本原理，故这些【具体实施方式】均属于本申请的保护范围。
[0072]S204:在所述继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0073]S205:在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0074]具体的，可通过产生相应的脉冲中断，触发计时器开始计时/停止计时。若在相应的预设时间内，未产生任何脉冲中断，则生成相应的错误信息。
[0075]S206:循环执行上述计时步骤S204?S205m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m);
[0076]S207:通过如下公式计算继电器的响应延时At: At= (AtfAt2+......+ Atm)/
m ；
[0077]其中，响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长；m为正整数，其具体值根据实际应用需要(如精度要求)而定。步骤S204?S206通过m次向继电器发送控制指令，并将继电器每次接收控制指令至执行该控制指令之间的时间间隔，依次记为Λ Δ t2、……、Δ tm ;步骤S207计算上述m个时间间隔的平均值，并将该平均值作为响应延时At,即At= (At1+At2+......+ Atm)/m。上述确定响应延时Δ t的方法消除了单次计时的偶然误差，提高了响应延时At的精准度。
[0078]S208:根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0079]S209:当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0080]由上述方法步骤可知，本申请实施例利用过零检测电路确定正弦波电压的过零点时刻h，并通过平均法确定正弦波电压的周期T和响应延时At，操作简单、成本低、精准度闻。
[0081]上述实施例中通过公式Τ=2* Δ T/ (η-1)计算正弦波电压的周期T的具体步骤可以为:在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长八1';通过公式1=2*八1'/(11-1)计算正弦波电压的周期Τ。
[0082]为进一步保证周期T和响应延时At的精准度，上述实施例的步骤S203中，在得到的计算结果后，判断该结算结果是否在相应的预设区间，如果是，则将该计算结果作为周期Τ，否则生成相应的错误信息；同理，步骤S207中，在计算得到m个时间间隔的平均值后，判断该平均值是否在相应的预设区间内，如果是，则将该平均值作为响应延时△ t，否则生成相应的错误信息。
[0083]与上述方法实施例相应的，参照图3，本申请实施例三提供了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，包括过零检测电路301、继电器302和控制器303。控制器303分别与过零检测电路301和继电器302连接。正弦波电压输入过零检测电路301。
[0084]上述电路的工作原理如下:过零检测电路301检测输入的正弦波电压是否过零点，每当该正弦波电压过零点时，即生成并发送提示信号；控制器303根据过零检测电路301发送的提示信号确定该正弦波电压的周期T和过零点时刻同时，控制器303确定继电器302的响应延时At。周期T、过零点时刻h和响应延时At确定后，将继电器302与被控电器设备连接，控制器303利用公式〖=1^+174-4 t计算指令生成时刻t ;当到达该指令生成时刻t时，控制器303生成并向继电器302发送相应的控制指令，实现继电器302在该正弦波电压的峰值处执行该控制指令对应的动作(闭合或断开)，进而使得与继电器302连接的电气设备执行相应的操作。
[0085]其中，上述响应延时Λ t表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长；过零检测电路301的具体结构为本领域技术人员所公知，控制器303确定周期T、过零点时刻h和响应延时At的具体方法可参考上文实施例一或实施例二，在此均不再赘述。
[0086]由上述电路结构及工作原理可知，本申请实施例通过常见的过零检测电路、继电器和控制器实现了控制电气设备在正弦波电压的峰值处执行相应操作，结构简单、成本低，解决了现有技术的问题。
[0087]图4示出了本申请实施例四提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图。上述实施例三中，通过同一个继电器完成了确定响应延时At和控制电气设备；实际应用中，也可采用两个继电器，如图4所示的测试用继电器402a和控制用继电器402b ;其中，测试用继电器402a用于确定响应延时Λ t，控制用继电器402b与被控电气设备连接，用于控制上述被控电气设备，且测试用继电器402a和控制用继电器402b型号相同，以避免不同型号的继电器之间的响应延时At差异造成指令生成时刻t计算偏差。另外，图4中的401相当于图3中的301，图4中的403相当于图3中的303，图4中的402相当于图3中的302。
[0088]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0089]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种基于正弦波电压的电气设备控制方法，其特征在于，包括: 确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h； 确定继电器的响应延时At;所述响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长； 根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ； 当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h，具体方法为: 利用过零检测电路确定所述过零点时刻h，并在所述过零点时刻h生成提示信号；根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数； 根据η和所述累计时长△ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为: 在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ; 计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ; 当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ; 所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为: 通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η-1)。
4.根据权利要求1?3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述确定继电器的响应延时Λ t的具体方法为: 在所述继电器接收到控制命令时，开始计时； 在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时； 循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为 Atx (x=l, 2,......, m)； 通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
5.一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，其特征在于，包括过零检测电路、继电器和控制器；所述控制器分别与所述过零检测电路和继电器连接，所述正弦波电压输入所述过零检测电路；其中， 所述过零检测电路用于当所述正弦波电压过零点时，生成并向所述控制器发送提示信号; 所述控制器用于:根据所述提示信号确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ；确定所述继电器的响应延时△ t ;根据所述周期T、过零点时刻&和响应延时△ t确定指令生成时刻t ;当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器在所述正弦波电压的峰值处闭合或断开；其中，所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；t=t0+T/4- Δ t。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制器通过如下方法确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h: 利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数； 根据η和所述累计时长△ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制器利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为: 在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ; 计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ; 当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ; 所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为: 通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η-1)。
8.根据权利要求5?7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制器通过如下方法确定继电器的响应延时At..在所述继电器接收到控制命令时，开始计时； 在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时； 循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为 Atx (x=l, 2,......, m)； 通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
9.根据权利要求5?7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述继电器包括测试用继电器和控制用继电器；所述测试用继电器和控制用继电器的型号相同； 所述测试用继电器和控制用继电器分别与所述控制器连接，所述控制用继电器与被控电气设备连接。
【文档编号】G05B19/042GK104281070SQ201310277629
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】万今明, 刘桂平, 冯海杰, 王志辉, 符超, 艾敬凯 申请人:珠海格力电器股份有限公司
【专利摘要】本申请公开了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，通过过零检测电路检测正弦波电压，当其过零点时生成并向所述控制器发送提示信号；控制器根据所述提示信号确定正弦波电压的周期T和过零点时刻t0；同时，控制器检测确定继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的响应延时Δt；根据所述周期T、过零点时刻t0和响应延时Δt确定指令生成时刻t；当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以使所述继电器在正弦波电压的峰值处闭合/断开；其中，t=t0+T/4-Δt。本申请不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器、过零检测电路和控制器即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
【专利说明】—种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及电气控制【技术领域】，尤其涉及一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前电气控制领域中，对电气设备的开通、关断等操作控制要求多种多样，其中包括要求在正弦波电压到达峰值时对设备进行开通、关断等操作。目前，普遍控制方法为:利用模数转换器检测正弦波电压的峰值，利用高速电子元器件实现在电压达到该峰值电压时执行相应的操作。
[0003]上述控制方法的缺点在于，模数转换器的电路结构复杂，且模数转换器和高速电子元器件成本均较高。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请目的在于提供一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，以解决现有实现在正弦波电压的峰值处执行相应操作的电气设备控制系统结构复杂、成本高的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案:
[0006]—种基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括:
[0007]确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ；
[0008]确定继电器的响应延时At ;所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；
[0009]根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0010]当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0011]优选的，所述确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h，具体方法为:
[0012]利用过零检测电路确定所述过零点时刻h，并在所述过零点时刻h生成提示信号;
[0013]根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT;其中，η为大于I的整数；
[0014]根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
[0015]优选的，所述利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为:
[0016]在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;
[0017]计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;
[0018]当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ;
[0019]所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为:
[0020]通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η_1)。
[0021]优选的,所述确定所述响应延时At的具体方法为:
[0022]在所述继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0023]在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0024]循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m)；
[0025]通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
[0026]一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，包括过零检测电路、继电器和控制器；所述控制器分别与所述过零检测电路和继电器连接，所述正弦波电压输入所述过零检测电路；其中，所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；
[0027]所述过零检测电路用于当所述正弦波电压过零点时，生成并向所述控制器发送提不信号；
[0028]所述控制器用于:根据所述提示信号确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ;确定所述继电器的响应延时At ;根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器在所述正弦波电压的峰值处断开或闭合；其中，t=t0+T/4-Ato
[0029]优选的，所述控制器通过如下方法确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻
l0.
[0030]利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数；
[0031]根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ。
[0032]优选的，所述控制器利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为:
[0033]在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;
[0034]计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;
[0035]当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ;
[0036]所述根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为:
[0037]通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η_1)。
[0038]优选的，所述控制器通过如下方法确定继电器的响应延时At:
[0039]在所述检测继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0040]在所述检测继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0041]循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m)；
[0042]通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
[0043]优选的，所述继电器包括测试用继电器和控制用继电器；所述测试用继电器和控制用继电器的型号相同；
[0044]所述测试用继电器和控制用继电器分别与所述控制器连接，所述控制用继电器与被控电气设备连接。
[0045]从上述的技术方案可以看出，本申请通过确定正弦波电压的周期T、过零点时刻h和的响应延时Δ t,来确定指令生成时刻t,进而在达到指令生成时刻t时生成控制指令,并将其发送至继电器，使得继电器在正弦波电压的峰值时刻执行该控制命令，从而实现了在正弦波电压的峰值处对电气设备执行相应操作；同时，本申请不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器、过零检测电路和控制器即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1为本申请实施例一提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法流程图；
[0048]图2为本申请实施例二提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法流程图；
[0049]图3为本申请实施例三提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图；
[0050]图4为本申请实施例四提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图。
【具体实施方式】
[0051 ] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0052]本申请实施例公开了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统及控制方法，以解决现有实现在正弦波电压的峰值处执行相应操作的电气设备控制系统结构复杂、成本高的问题。
[0053]参照图1，本申请实施例一提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括如下步骤:
[0054]SlOl:确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻tQ ；
[0055]S102:确定继电器的响应延时At ;
[0056]上述响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长。
[0057]S103:根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0058]S104:当到达所述指令生成时刻t时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0059]需要说明的是，上述步骤SlOl和步骤S102的执行顺序无先后，S卩即可先执行确定T和h的步骤，再执行确定Λ t的步骤，亦可先执行确定Λ t的步骤，再执行确定T和h的步骤；亦可同时执行确定T、h和At的步骤。
[0060]上述方法的原理如下:首先检测正弦波电压的周期T和过零点时刻、，从而确定正弦波电压的峰值时刻tfh+TA (过零点后的1/4周期处即为峰值处);通过继电器代替现有技术中的高速电子元器件，而由于继电器的动作存在一定的延时，故本实施例还确定了继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长，即响应延时At ;进而可确定指令生成时刻t=tm_A tztd+T/^-A t ;即在达到指令生成时刻t时生成控制指令,并将其发送至继电器，使得继电器执行该控制命令的时刻恰好为正弦波电压的峰值时刻tm，即实现了在正弦波电压峰值处对电气设备执行相应操作。
[0061]需要说明的是，由于不同类型的继电器对应的响应延时At可能不同，故上述步骤S104根据指令生成时刻t控制所述继电器执行所述控制指令时，所采用的继电器应为步骤S103中确定时所采用的继电器本身或与其型号相同。
[0062]由上述方法步骤及原理可知，本申请实施例通过确定正弦波电压的周期T、过零点时刻h和继电器的响应延时At，来确定指令生成时刻t，进而在达到指令生成时刻t时生成控制指令，并将其发送至继电器，使得继电器在正弦波电压的峰值时刻闭合/断开，从而实现了在正弦波电压的峰值处对电气设备执行相应操作；同时，本申请实施例不需要模数转换器和高速电子元器件，仅需利用成本很低的继电器及简单的控制系统即可达到控制目的，解决了现有技术的问题。
[0063]参照图2，本申请实施例二提供的基于正弦波电压的电气设备控制方法，包括如下步骤:
[0064]S201:利用过零检测电路确定所述过零点时刻V并在所述过零点时刻h生成提不信号；
[0065]若在预设时间内未产生提示信号，则生成相应的错误信息。
[0066]S202:根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT;
[0067]S203:根据η和所述累计时长Λ T计算所述正弦波电压的周期T ;
[0068]其中，η为大于I的整数，其具体值根据实际应用需要(如精度要求)而定。一段时间内，正弦波电压的过零点时刻可能为多个，利用过零检测电路在每个过零点时刻达到时，均生成提示信号；并根据该提示信号，利用定时器和计数器确定累计时长ΛΤ，进而计算得到所述正弦波电压的周期Τ。
[0069]具体的，若定时器开始计时时，计数器的计数值为I (表示第I次过零点)，定时器停止计时时，计数值为η，则周期T的计算公式为:Τ=2* Δ T/ (η-1)。同理，亦可设定定时器开始计时时，计数器的计数值为0，相应的周期T的计算公式为:Τ=2*ΛΤ/η。
[0070]由于相邻两个过零点时刻的时间间隔记为周期T的1/2，故上述方法相当于通过平均法计算正弦波电压的周期Τ，消除了将任意相邻两个过零点时刻的时间间隔记的2倍作为周期T存在的偶然误差，提高了周期T的精准度。
[0071]另外，本领域技术人员可以理解，基于上述原理，通过对计数器设定不同的计数初值，可得到不同的周期T计算公式，从而得到不同的【具体实施方式】；由于未脱离本申请的的基本原理，故这些【具体实施方式】均属于本申请的保护范围。
[0072]S204:在所述继电器接收到控制命令时，开始计时；
[0073]S205:在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时；
[0074]具体的，可通过产生相应的脉冲中断，触发计时器开始计时/停止计时。若在相应的预设时间内，未产生任何脉冲中断，则生成相应的错误信息。
[0075]S206:循环执行上述计时步骤S204?S205m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为Atx (x=l, 2,......, m);
[0076]S207:通过如下公式计算继电器的响应延时At: At= (AtfAt2+......+ Atm)/
m ；
[0077]其中，响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长；m为正整数，其具体值根据实际应用需要(如精度要求)而定。步骤S204?S206通过m次向继电器发送控制指令，并将继电器每次接收控制指令至执行该控制指令之间的时间间隔，依次记为Λ Δ t2、……、Δ tm ;步骤S207计算上述m个时间间隔的平均值，并将该平均值作为响应延时At,即At= (At1+At2+......+ Atm)/m。上述确定响应延时Δ t的方法消除了单次计时的偶然误差，提高了响应延时At的精准度。
[0078]S208:根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ；
[0079]S209:当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
[0080]由上述方法步骤可知，本申请实施例利用过零检测电路确定正弦波电压的过零点时刻h，并通过平均法确定正弦波电压的周期T和响应延时At，操作简单、成本低、精准度闻。
[0081]上述实施例中通过公式Τ=2* Δ T/ (η-1)计算正弦波电压的周期T的具体步骤可以为:在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ;计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ;当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长八1';通过公式1=2*八1'/(11-1)计算正弦波电压的周期Τ。
[0082]为进一步保证周期T和响应延时At的精准度，上述实施例的步骤S203中，在得到的计算结果后，判断该结算结果是否在相应的预设区间，如果是，则将该计算结果作为周期Τ，否则生成相应的错误信息；同理，步骤S207中，在计算得到m个时间间隔的平均值后，判断该平均值是否在相应的预设区间内，如果是，则将该平均值作为响应延时△ t，否则生成相应的错误信息。
[0083]与上述方法实施例相应的，参照图3，本申请实施例三提供了一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，包括过零检测电路301、继电器302和控制器303。控制器303分别与过零检测电路301和继电器302连接。正弦波电压输入过零检测电路301。
[0084]上述电路的工作原理如下:过零检测电路301检测输入的正弦波电压是否过零点，每当该正弦波电压过零点时，即生成并发送提示信号；控制器303根据过零检测电路301发送的提示信号确定该正弦波电压的周期T和过零点时刻同时，控制器303确定继电器302的响应延时At。周期T、过零点时刻h和响应延时At确定后，将继电器302与被控电器设备连接，控制器303利用公式〖=1^+174-4 t计算指令生成时刻t ;当到达该指令生成时刻t时，控制器303生成并向继电器302发送相应的控制指令，实现继电器302在该正弦波电压的峰值处执行该控制指令对应的动作(闭合或断开)，进而使得与继电器302连接的电气设备执行相应的操作。
[0085]其中，上述响应延时Λ t表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长；过零检测电路301的具体结构为本领域技术人员所公知，控制器303确定周期T、过零点时刻h和响应延时At的具体方法可参考上文实施例一或实施例二，在此均不再赘述。
[0086]由上述电路结构及工作原理可知，本申请实施例通过常见的过零检测电路、继电器和控制器实现了控制电气设备在正弦波电压的峰值处执行相应操作，结构简单、成本低，解决了现有技术的问题。
[0087]图4示出了本申请实施例四提供的基于正弦波电压的电气设备控制系统的结构图。上述实施例三中，通过同一个继电器完成了确定响应延时At和控制电气设备；实际应用中，也可采用两个继电器，如图4所示的测试用继电器402a和控制用继电器402b ;其中，测试用继电器402a用于确定响应延时Λ t，控制用继电器402b与被控电气设备连接，用于控制上述被控电气设备，且测试用继电器402a和控制用继电器402b型号相同，以避免不同型号的继电器之间的响应延时At差异造成指令生成时刻t计算偏差。另外，图4中的401相当于图3中的301，图4中的403相当于图3中的303，图4中的402相当于图3中的302。
[0088]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0089]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种基于正弦波电压的电气设备控制方法，其特征在于，包括: 确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h； 确定继电器的响应延时At;所述响应延时At表示继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的间隔时长； 根据所述周期T、过零点时刻h和响应延时At确定指令生成时刻t ;其中，t=t0+T/4- Δ t ； 当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器执行所述控制指令对应的操作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h，具体方法为: 利用过零检测电路确定所述过零点时刻h，并在所述过零点时刻h生成提示信号；根据所述提示信号，利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数； 根据η和所述累计时长△ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为: 在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ; 计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ; 当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ; 所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为: 通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η-1)。
4.根据权利要求1?3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述确定继电器的响应延时Λ t的具体方法为: 在所述继电器接收到控制命令时，开始计时； 在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时； 循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为 Atx (x=l, 2,......, m)； 通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
5.一种基于正弦波电压的电气设备控制系统，其特征在于，包括过零检测电路、继电器和控制器；所述控制器分别与所述过零检测电路和继电器连接，所述正弦波电压输入所述过零检测电路；其中， 所述过零检测电路用于当所述正弦波电压过零点时，生成并向所述控制器发送提示信号; 所述控制器用于:根据所述提示信号确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h ；确定所述继电器的响应延时△ t ;根据所述周期T、过零点时刻&和响应延时△ t确定指令生成时刻t ;当到达所述指令生成时刻时，生成并发送相应的控制指令，以控制所述继电器在所述正弦波电压的峰值处闭合或断开；其中，所述响应延时At表示所述继电器接收到控制命令与执行所述控制命令之间的时间间隔；t=t0+T/4- Δ t。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制器通过如下方法确定所述正弦波电压的周期T和过零点时刻h: 利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT ;其中，η为大于I的整数； 根据η和所述累计时长△ T计算所述正弦波电压的周期Τ。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制器利用定时器和计数器确定所述正弦波电压η次过零点所需的累计时长AT，具体方法为: 在所述正弦波电压任意一次过零点时，启动计时器，并将所述计数器计数值置I ; 计时器启动后，在每次所述正弦波电压过零点时，将所述计数值加I ; 当所述计数值等于η时，停止计时得到所述累计时长AT ; 所述根据η和所述累计时长AT计算所述正弦波电压的周期Τ，具体方法为: 通过如下公式计算所述正弦波电压的周期T:Τ=2*ΛΤ/(η-1)。
8.根据权利要求5?7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制器通过如下方法确定继电器的响应延时At..在所述继电器接收到控制命令时，开始计时； 在所述继电器执行所述控制命令后，停止计时； 循环执行上述计时步骤m次，并分别记录每次的计时时长，将第X次循环得到的计时时长记为 Atx (x=l, 2,......, m)； 通过如下公式计算所述响应延时At: At= ( Δ ti+Δ t2+......+ Atm)/m。
9.根据权利要求5?7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述继电器包括测试用继电器和控制用继电器；所述测试用继电器和控制用继电器的型号相同； 所述测试用继电器和控制用继电器分别与所述控制器连接，所述控制用继电器与被控电气设备连接。
【文档编号】G05B19/042GK104281070SQ201310277629
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】万今明, 刘桂平, 冯海杰, 王志辉, 符超, 艾敬凯 申请人:珠海格力电器股份有限公司
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