[发明专利]一种全自动高效洗车设备毛刷进位控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种全自动高效洗车设备毛刷进位控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、精确测量旋转毛刷轴线与超声波传感器安装距离值Xm，并对DSP控制单元的控制软件进行旋转毛刷与汽车间的距离常量Hcon赋值；

步骤二、进行洗车机内有无车辆判定：若无车辆，毛刷进位驱动电机保持零位状态，毛刷进位电机不工作；若有车辆，则从超声波传感器采集k时刻旋转毛刷与汽车间的距离信息HData(k)，并进行异常值剔除处理，然后输出旋转毛刷与汽车间的距离实时信息H(k)；

步骤三、计算k时刻毛刷进位误差Herror(k)，即k时刻旋转毛刷与汽车间的距离常量Hcon与超声波传感器采集到的旋转毛刷与汽车间的距离实时信息H(k)之间的偏差值，然后根据偏差值的大小，按远距离、中距离、近距离和到位四种工况，对Herror(k)进行简单模糊化处理；当k=1时，将Herror(k)暂存在变量Hm中；

步骤四、若Herror(k)对应远距离工况，则毛刷进位电机驱动脉冲指令值Pos_in=MaxPulse；若Herror(k)对应中距离工况，则毛刷进位电机驱动脉冲指令值Pos_in=-MaxPulse；

若Herror(k)对应远距离工况或中距离工况，转入步骤五；

若Herror(k)对应近距离工况，转入步骤六；

步骤五、对毛刷进位电机驱动脉冲指令值Pos_in进行动态规划，将步骤四获取的毛刷进位电机驱动脉冲指令值Pos_in输入下式wr函数中，得到k时刻动态规划后的脉冲信号：

；

式中，λ为调节系数，Hm为中间变量；

将得到的脉冲信号送入毛刷进位电机驱动模块，驱动毛刷进位电机动作，调整旋转毛刷与汽车间的距离，使Herror(k)满足近距离条件；

若Herror(k)不满足近距离条件，则重复步骤五，直至Herror(k)满足近距离条件；

步骤六、依据毛刷进位误差Herror(k)的大小，采用经典比例控制算法，线性减小送入毛刷进位电机驱动模块的脉冲值，进一步提高毛刷进位精度，直至毛刷到位。

2.根据权利要求1所述的全自动高效洗车设备毛刷进位控制方法，其特征在于：所述远距离工况对应的Herror(k)绝对值大于25cm，中距离工况对应的Herror(k)绝对值大于10cm、小于等于25cm，近距离工况对应的Herror(k)绝对值大于5 cm 、小于等于10cm，到位工况对应的Herror(k)绝对值为0cm至5cm。

3.根据权利要求1所述的全自动高效洗车设备毛刷进位控制方法，其特征在于：所述步骤五中，调节系数λ的取值范围为-2～+2闭区间。

4.一种全自动高效洗车设备毛刷进位控制系统，其特征在于：所述控制系统包括超声波传感器（1）、DSP控制单元（2）、毛刷进位电机驱动模块（3）；超声波传感器（1）接DSP控制单元（2）输入端，采集出旋转毛刷与汽车外轮廓间的距离信息并送入DSP控制单元（2）；DSP控制单元（2）输出端与毛刷进位电机驱动模块（3）输入端连接，将接收到的旋转毛刷与汽车外轮廓间的距离信息进行异常值剔除处理和误差计算，进而根据毛刷进位误差情况对毛刷进位电机驱动脉冲指令值进行规划，并将规划后的脉冲指令值送入毛刷进位电机驱动模块（3）；毛刷进位电机驱动模块（3）输出端与毛刷进位电机（M）连接，通过驱动脉冲指令控制毛刷进位电机（M）运行，实现旋转毛刷的进位控制与调整。

5.根据权利要求4所述的全自动高效洗车设备毛刷进位控制系统，其特征在于：所述毛刷进位电机驱动模块（3）包括功率驱动芯片（5）、三相逆变桥（6）、电压传感器（TV）和电流传感器（TA），功率驱动芯片（5）的输入端经缓冲隔离芯片（4）接DSP 控制单元（2）、输出端经三相逆变桥（6）接毛刷进位电机（M），电压传感器（TV）和电流传感器（TA）将电压、电流信号反馈至DSP控制单元（2）。