【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及編程機器人領域，具體涉及編程機器人電源管理方法及系統。
技術介紹
1、編程機器人是一種能夠通過編寫程序指令來執行各種任務和操作的機器人。這些機器人通常配備有傳感器、執行器和處理器，使其能夠感知環境、做出決策并執行相應的動作。編程機器人廣泛應用于教育、科研和工業等領域，通過編程可以實現自動化操作、任務規劃和智能控制，幫助用戶完成復雜的任務，提高工作效率和精確度。
2、編程機器人電源管理是指通過智能監測和控制技術來優化編程機器人的電池使用，包括實時監測電池狀態、調整充放電策略、回收運動能量以及在非工作狀態下進入低功耗模式，以延長續航時間、提高工作效率和確保系統穩定性。
3、逆變器是電源管理系統中的關鍵組件，負責電壓轉換、電能質量控制和保護功能。它與電池管理系統、充電器、負載管理和監測控制系統共同協作，構成了完整的電源管理解決方案，確保系統的安全、高效和可靠運行。
4、現有技術存在以下不足之處：
5、編程機器人通過使用逆變器將電池的直流電轉換為交流電，以驅動特定的高功耗部件。但是，在長時間運行下，如果逆變器的工作狀態出現了異常，可能會導致電流突變，損壞敏感電子元件，導致整個機器人系統崩潰。可能導致電池過充或過放，引發電池內部化學反應失控，進而導致電池膨脹、漏液，甚至爆炸或起火。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種編程機器人電源管理方法及系統，以解決
技術介紹
中不足。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下
3、s1：通過電壓傳感器實時監測電池提供的直流輸入電壓和逆變器的輸出電壓，以及通過溫度傳感器對逆變器若干區域的實時溫度進行監測；
4、s2：根據監測到的逆變器若干區域的實時溫度，通過模糊邏輯確定逆變器各區域實時溫度的權重系數，并根據各監控區域的實時溫度的權重系數進行加權平均計算逆變器的整體溫度系數；
5、s3：通過諧波分析儀實時監測逆變器輸出電壓的波形質量，分析輸出信號中的諧波成分，計算輸出電壓的總諧波失真度，評估輸出電壓的波形質量；
6、s4：將逆變器的整體溫度系數和逆變器輸出電壓的波形質量進行綜合分析，評估逆變器的實時工作狀態；
7、s5：根據評估結果，將逆變器的實時工作狀態劃分為正常工作狀態和異常工作狀態，并對異常工作狀態下的編程機器人電源進行優化管理。
8、優選的，s2中，根據監測到的逆變器若干區域的實時溫度，對其進行分區，將其劃分為功率電子元件區，控制電路區和輸入輸出濾波器區。
9、優選的，s2中，根據接收到監控區域的實時溫度生成溫度偏移指數，對各監控區域的實時溫度的異常變化程度進行評估，則溫度偏移指數的獲取方法為：
10、根據逆變器上裝置溫度傳感器連續采集q時間段內的溫度信號；使用樣本偏度計算溫度的偏移度，計算公式為：式中，sk表示溫度偏移度，xi是數據集中的第i個數據點，是數據集的均值，n是數據點的總數，s是數據集的標準差；建立時間-溫度偏移度坐標軸，橫坐標代表采集溫度的時間點，縱坐標代表溫度的偏移度值，設置溫度的標準閾值；計算在溫度標準閾值內的溫度偏移度的概率，將小于等于標準閾值所對應在坐標軸上的面積概率，記作標準閾值內的面積概率，即溫度偏移指數。
11、優選的，s2中，根據計算得到的溫度偏移指數，通過模糊邏輯方法確定逆變器各區域實時溫度的權重系數，具體為：
12、將各區域的實時溫度偏移指數作為模糊邏輯的輸入項，將各區域的權重系數作為模糊邏輯的輸出項；
13、將各區域的實時溫度偏移指數模糊化；
14、使用隸屬函數將實際的溫度偏移指數值轉化為模糊集合的隸屬度；
15、定義各區域溫度偏移指數對權重系數的影響規則；
16、通過模糊邏輯系統，根據定義的模糊規則庫，對輸入的溫度偏移指數進行推理；
17、將模糊推理得到的模糊輸出轉換為實際的權重系數值；
18、將各監控區域的實時溫度的權重系數進行加權平均計算逆變器的整體溫度系數。
19、優選的，s3中，根據固定時間段內輸出電壓的總諧波失真度的波動情況生成諧波失真度波動指數，評估輸出電壓的波形質量，則諧波失真度波動指數的獲取方法為：
20、在固定時間段內，定期采樣逆變器輸出電壓的總諧波失真度thd，形成一個時間序列數據集thd＝[thd1,thd2,…,thdm]，m為大于0的正整數；設定滑動窗口的大小w，即每次計算時包含的thd值的數量，在時間序列上移動滑動窗口，每次計算窗口內thd值的均方誤差，計算表達式為：式中，thdi為第i個采樣點的總諧波失真度值，w為滑動窗口的大小，即每個窗口包含的thd值數量，ethd為第k個滑動窗口內的thd值的平均值，msk欸第k個滑動窗口內的均方誤差，衡量該窗口內thd值的波動情況；計算所有滑動窗口的msk，生成諧波失真度波動指數hw，具體的計算表達式為：式中，m為時間序列中總的采樣點數。
21、優選的，將獲取到的諧波失真度波動指數與預先設置的諧波失真度波動指數參考閾值進行比較，若諧波失真度波動指數大于等于預先設置的諧波失真度波動指數參考閾值，輸出電壓的波形質量低，此時生成電壓異常信號；若諧波失真度波動指數小于預先設置的諧波失真度波動指數參考閾值，輸出電壓的波形質量高，此時生成電壓正常信號。
22、優選的，s4中，將整體溫度系數和諧波失真度波動指數進行歸一化處理，通過歸一化處理后的整體溫度系數和諧波失真度波動指數計算逆變器實時工作狀態的評估系數。
23、優選的，s5中，根據評估結果，將逆變器的實時工作狀態劃分為正常工作狀態和異常工作狀態；
24、將獲取到的逆變器實時工作狀態的評估系數與預先設置的逆變器實時工作狀態的評估系數參考閾值進行比較，若逆變器實時工作狀態的評估系數大于等于評估系數參考閾值，逆變器的實時工作狀態為穩定狀態，并將逆變器的實時工作狀態劃分為正常工作狀態，生成逆變器工作正常信號；若逆變器實時工作狀態的評估系數小于評估系數參考閾值，逆變器的實時工作狀態為不穩定狀態，并將逆變器的實時工作狀態劃分為異常工作狀態，生成逆變器工作異常信號，并對異常工作狀態下的編程機器人電源進行優化管理。
25、本專利技術還提供了編程機器人電源管理系統，包括監測模塊、模糊邏輯計算模塊、諧波分析模塊，綜合分析模塊以及優化管理模塊；
26、監測模塊：通過電壓傳感器實時監測電池提供的直流輸入電壓和逆變器的輸出電壓，以及通過溫度傳感器對逆變器若干區域的實時溫度進行監測；
27、模糊邏輯計算模塊：根據監測到的逆變器若干區域的實時溫度，通過模糊邏輯確定逆變器各區域實時溫度的權重系數，并根據各監控區域的實時溫度的權重系數進行加權平均計算逆變器的整體溫度系數；
28、諧波分析模塊：通過諧波分析儀實時監測逆變器輸出電壓的波形質量，分析輸出本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.編程機器人電源管理方法，其特征在于：包括以下步驟；
2.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S2中，根據監測到的逆變器若干區域的實時溫度，對其進行分區，將其劃分為功率電子元件區，控制電路區和輸入輸出濾波器區。
3.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S2中，根據接收到監控區域的實時溫度生成溫度偏移指數，對各監控區域的實時溫度的異常變化程度進行評估，則溫度偏移指數的獲取方法為：
4.根據權利要求3所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S2中，根據計算得到的溫度偏移指數，通過模糊邏輯方法確定逆變器各區域實時溫度的權重系數，具體為：
5.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S3中，根據固定時間段內輸出電壓的總諧波失真度的波動情況生成諧波失真度波動指數，評估輸出電壓的波形質量，則諧波失真度波動指數的獲取方法為：
6.根據權利要求5所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：將獲取到的諧波失真度波動指數與預先設置的諧波失真度波動指數參考閾值進行比較，若諧波失真度波動
7.根據權利要求6所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S4中，將整體溫度系數和諧波失真度波動指數進行歸一化處理，通過歸一化處理后的整體溫度系數和諧波失真度波動指數計算逆變器實時工作狀態的評估系數。
8.根據權利要求7所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：S5中，根據評估結果，將逆變器的實時工作狀態劃分為正常工作狀態和異常工作狀態；
9.編程機器人電源管理系統，用于實現權利要求1-8任一項所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：包括監測模塊、模糊邏輯計算模塊、諧波分析模塊，綜合分析模塊以及優化管理模塊；
...【技術特征摘要】
1.編程機器人電源管理方法，其特征在于：包括以下步驟；
2.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：s2中，根據監測到的逆變器若干區域的實時溫度，對其進行分區，將其劃分為功率電子元件區，控制電路區和輸入輸出濾波器區。
3.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：s2中，根據接收到監控區域的實時溫度生成溫度偏移指數，對各監控區域的實時溫度的異常變化程度進行評估，則溫度偏移指數的獲取方法為：
4.根據權利要求3所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：s2中，根據計算得到的溫度偏移指數，通過模糊邏輯方法確定逆變器各區域實時溫度的權重系數，具體為：
5.根據權利要求1所述的編程機器人電源管理方法，其特征在于：s3中，根據固定時間段內輸出電壓的總諧波失真度的波動情況生成諧波失真度波動指數，評估輸出電壓的波形質量，則諧波失真度波動指數的獲取方法為：
6.根據權利要求5所述的編程機器人...
【專利技術屬性】
技術研發人員：費旭鋒，韓超，
申請(專利權)人：上海鯨魚機器人科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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