CN108068659B - 一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及*** - Google Patents

一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及***，用于抑制电动汽车抖动，提高驾驶舒适性。该方法包括：获取电机的转速信号；对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少电动汽车硬件的磨损。

Description

一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及***
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及***。
背景技术
电动汽车具有高效、节能、低噪声以及零排放等优点，因此电动汽车是未来新能源汽车的发展趋势。随着人们环保意识逐渐提高，电动汽车越来越受到人们青睐。
电动汽车通常采用减速器替代传统车的变速箱，电机和减速器之间采用花键连接，减速器和车轮间通过万向节连接。由于花键、减速器和万向节之间存在一定连接间隙及柔性。
电动汽车起步过程中电机输出扭矩出现瞬间跳变，会导致传动***的弹性形变，牵引力矩和和阻力矩之间存在非线性关系，因此导致转速抖动。另外，在高速运行的某些工况下，车辆动力传动***会发生机械共振，也会引起电机输出扭矩波动，从而导致转速抖动。
转速抖动问题不仅严重影响电动汽车驾驶的舒适性，而且会降低传动***的工作性能和寿命。
因此，如何抑制电动汽车的转速抖动问题，减缓整车抖动，成为电机驱动领域亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种抑制电动汽车抖动的方法、装置及***，能够有效抑制电动汽车的转速抖动，从而提高驾驶舒适性，同时还可以提高传动***的工作性能和寿命。
第一方面，提供一种抑制电动汽车抖动的方法，所述方法包括：
获取电机的转速信号；
对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；
根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；
根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；
将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，对所述转速信号进行傅里叶分析获得转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值，具体包括：
对所述转速信号进行傅里叶分析，获取转速信号中各个分量的幅值；
将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量；
获得所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，之前还包括：
对所述补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩；
所述将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，具体为：
将所述限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩，具体包括：
通过以下传递函数获得补偿转矩；
Figure BDA0001461154260000021
其中，ωn为带通滤波的中心频率，ξ为阻尼系数，T1为带通滤波的通带增益，T2为微分惯性环节的转折频率；s为拉普拉斯变量；
Figure BDA0001461154260000022
其中，f1 *为所述导致转速抖动的有效分量的频率；A1 *为所述导致转速抖动的有效分量的幅值；a和b分别为用于调节通态增益和通带宽度的系数。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数，具体包括：
将导致转速抖动的有效分量的频率f1 *和幅值A1 *，通过以下公式获得抑制转速抖动的参数；所述抑制转速抖动的参数分别为：带通滤波器的通带增益T1、微分惯性环节的转折频率T2、带通滤波器的中心频率ωn和阻尼系数ξ；
T1＝aA1
Figure BDA0001461154260000023
ωn＝2πf1 *
ξ＝b
其中，a和b分别为用于调节通态增益和通带宽度的系数。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，还包括：
获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；
对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；
由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；
利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值，具体包括：
分别对所述直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值；
将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量；
获得所述直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，之前还包括：
对所述直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压；
将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，具体为：
将限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加。
结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压，具体包括：
通过以下传递函数获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
Figure BDA0001461154260000031
其中，ωc为所述谐振控制环节的预设带宽，ω0为中心频率，k为增益，c为调节增益的预设系数；ω0＝2πf2 *，k＝c·A2 *；f2 *为所述导致电流抖动的有效分量的频率；A2 *为所述导致电流抖动的有效分量的幅值；s为拉普拉斯变量。
第二方面，提供一种抑制电动汽车抖动的装置，所述装置包括：
采集单元，用于获取电机的转速信号；
转速抖动有效分量获得单元，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；
抑制转速抖动参数获得单元，用于根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；
补偿转矩获得单元，用于根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；
转速抖动抑制单元，用于将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，述转速抖动有效分量获得单元包括：
转速信号分量获得子单元，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获取转速信号中各个分量的幅值；
转速抖动有效分量获得子单元，用于将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量；
频率和幅值第一获得子单元，用于获得所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，还包括：转矩限幅单元；
所述转矩限幅单元，用于对所述补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩；
转速抖动抑制单元，用于将所述限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加。
结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，还包括：
电流偏差信号获得单元，用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；
电流抖动有效分量获得单元，用于对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；
抑制电流抖动参数获得单元，用于由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；
补偿电压获得单元，用于利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
电流抖动抑制单元，用于将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所述电流抖动有效分量获得单元包括：
电流偏差信号分量获得子单元，用于分别对所述直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值；
电流抖动有效分量获得子单元，用于将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量；
频率和幅值第二获得子单元，用于获得所述直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，还包括：电压限幅单元；
所述电压限幅单元，用于对所述直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压；
所述电流抖动抑制单元，用于将限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加。
第三方面，提供一种抑制电动汽车抖动的***，该***应用于对电动汽车的电机进行控制，包括：转速传感器和电机控制器；
所述转速传感器，用于获取电机的转速信号；
所述电机控制器，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。
在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述电机控制器，还用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请提供了一种抑制电动汽车抖动的方法，采集电机转速进而获得对应的转速信号，对获得的转速信号进行傅里叶分析，进而获取转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值，再根据导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数，利用抑制转速抖动的参数和转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩，将补偿转矩与给定转矩进行叠加，即可实现对电动汽车转速抖动的抑制。
本申请提供的抑制电动汽车抖动的方法，在电动汽车的工作情况发生变化时，傅里叶分析获得的导致转速抖动的有效分量的频率也不相同，进而根据有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数也不同，这样可以保证根据电动汽车的工作情况实时获取抑制转速抖动的参数，无需根据电动汽车当前的工作情况手动调节抑制抖动的参数电动汽车的工作情况进行自适应，增强了***的适应性。此外，本申请提供的方法中，需要通过微分惯性环节和带通滤波环节的共同作用，根据抑制转速抖动的参数和转速信号获取补偿转矩，解决了车辆在加速运行的工作情况下，提取转速波动量存在直偏的问题。综上所述，本申请提供的抑制电动汽车抖动的方法，能够更有效地抑制电动汽车的抖动，提高了驾驶的舒适性，并且由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少电动汽车硬件的磨损。
附图说明
图1为一种抑制电动汽车抖动的***的结构图；
图2为另一种抑制电动汽车抖动的***的结构图；
图3为本申请实施例提供的抑制电动汽车抖动的方法流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种抑制电动汽车抖动的方法流程图；
图5为本申请实施例提供的抑制电动汽车转速抖动的原理框图；
图6为本申请实施例提供的抑制电动汽车转速抖动的具体实现框图；
图7为本申请实施例提供的抑制电动汽车电流抖动的方法流程图；
图8为本申请实施例提供的抑制电动汽车电流抖动的原理框图；
图9为本申请实施例提供的抑制电动汽车电流抖动的具体实现框图；
图10为本申请实施例提供的抑制电动汽车抖动的装置结构图；
图11为本申请实施例提供的另一种抑制电动汽车抖动的装置结构图；
图12为本申请实施例提供的抑制电动汽车电流抖动的装置结构图；
图13为本申请实施例提供的抑制电动汽车电流抖动的装置结构图；
图14为本申请实施例提供的抑制电动汽车抖动的***结构图；
图15为本申请实施例提供的具体实现时抑制电动汽车抖动的***示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种抑制电动车抖动的方法、装置及***，用于抑制电动汽车的抖动，从而提高驾驶舒适性，同时还可以提高汽车传动***中硬件结构的工作性能和寿命。
电动汽车在行驶的过程中发生抖动，将影响电动汽车驾驶的舒适性，并且电动汽车的抖动也会对电动汽车上的一些硬件结构造成一定的影响，可能会对一些硬件结构造成损伤，进而影响其使用寿命。
如图1所示，为一种抑制电动汽车转速抖动的***的结构图。具体地，在整车控制器(VCU，Vehicle Control Unit)获取到转速信号后，将该转速信号与给定的转速信号进行偏差计算，根据计算得到的偏差量大小查表，获得电阻电容(RC)滤波器参数，根据该RC滤波器参数对转速信号进行滤波，其中RC滤波器为一种利用电压源、电流源趣事电阻器和电容器运作的一种电路。再根据滤波得到的转速信号，查表并计算比例积分微分(PID，Proportional Integral Derivative)调节参数，PID参数分别为比例参数、积分参数和微分参数，利用该PID参数计算转矩的校正值，将校正后的转矩值下发至发电机的控制器，以实现抑制转速抖动的功能。
发明人研究发现，采用图1对应的抑制电动汽车转速抖动的方式存在以下不足：
由于通过整车控制器(VCU)对转速抖动进行抑制，转速信号的采集以及转矩指令的下发均会受到整车控制器(VCU)和电机控制器(IPU，Intelligence Processing Unit)通信时间的限制，会产生较大的延时，并且抑制作用有限，一般只能将其抑制到90rpm/60ms以内。此外，在运行工况发生变化时，根据转速偏差的大小通过查表的方式获取滤波参数，控制的适应性较差。
另外，还有一种抑制电动汽车抖动的方案，如图2所示，为该***的结构图，该***在电机控制器侧实现对转速抖动进行抑制。具体地，通过速度反馈环节对期望力矩进行修正，电机转速检测环节检测电机的转速信号，检测到的转速信号经过低通滤波器、电机转速微分、惯性环节以及输出限幅后，得到转矩补偿值，将该转矩补偿值叠加到期望力矩上，即可实现对转速抖动的抑制。
发明人研究过程中发现，采用图2对应的抑制电动汽车的转速抖动的方案存在以下不足：
由于速度反馈环节中的滤波系数、时间参数等控制参数的值固定，因此，仅能对单一频段的抖动进行有效地抑制。此外，在车辆加速运行的工况下，使用低通滤波器、电机转速微分环节以及惯性环节获取转矩补偿值，会导致提取的转速波动量存在直偏的情况，使得实际给定转矩和期望力矩之间存在较大的偏差。
综上所述，采用图1或图2对应的抑制电动汽车的转速抖动的***，会出现抑制转速抖动抑制延时，抑制作用有限，控制适应性差，仅能对单一频段的转矩抖动进行抑制等缺点，进而不能有效地实现对电动汽车转速抖动的抑制。
本申请提供了一种抑制电动汽车抖动的方法，采集电机转速进而获得对应的转速信号，对获得的转速信号进行傅里叶分析，进而获取转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值，再根据导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数，利用抑制转速抖动的参数和转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩，将补偿转矩与给定转矩进行叠加，即可实现对电动汽车转速抖动的抑制。
本申请提供的方法能够有效地抑制电动汽车的抖动，进而大大提高了驾驶的舒适性，此外，由于抑制了电动汽车的抖动，减少了在抖动过程中产生的机械共振，因而减少了对电动汽车上硬件结构的损害。
方法实施例一
参见图3，该图为本实施例提供的一种抑制电动汽车抖动的方法流程图。该方法包括：
步骤301：获取电机的转速信号。
具体地，采集电机转速时，可以采用旋转变压器等速度传感器采集电机的转速，获得转速模拟信号后，将该模拟信号发送至电机控制器，由电机控制器将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号解码得到对应的转速信号。
步骤302：对转速信号进行傅里叶分析，获得转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；转速抖动为电动汽车牵引力矩和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动。
傅里叶变换的本质是把一个时域波形转换到频域进行分解，分解成不同频率的正弦波之和，因此，使用傅里叶变换对转速信号进行分析，可以检测出转速信号中各个频率分量的幅值和相位信息。
傅里叶变换公式如下：
Figure BDA0001461154260000071
其中，a0为直流分量，An、fn和
Figure BDA0001461154260000072
分别为n次谐波的幅值、频率和相位。
具体实现时，可以选用时域抽选法对转速信号进行快速傅里叶变换，以实现对转速信号的傅里叶分析，公式如下：
Figure BDA0001461154260000073
其中，
Figure BDA0001461154260000074
输入序列x(n)长度为N，且满足N＝2L，L为正整数。
通过对转速信号进行傅里叶分析得到各个频率的分量，从中获取导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
步骤303：根据导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数。
根据步骤302中获取的导致转速抖动的有效分量的频率和幅值，相应地进行计算，以获取抑制转速抖动的参数，具体地，抑制转速抖动的参数可以为带通滤波的通带增益、微分惯性环节的转折频率、带通滤波的中心频率和阻尼系数。
步骤304：根据抑制转速抖动的参数和转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩。
在步骤303中获取的抑制转速抖动的参数，即为微分惯性环节和带通滤波环节中相应的参数，步骤301中获取的转速信号经微分惯性环节和带通滤波环节处理后，即可得到***的补偿转矩。
其中，微分环节可以反映速度信号的变化速率，能够有效地提取转速的波动信号，进而进行抖动抑制。但是由于微分运算得到的结果会出现较大的波动，本实施例进一步提供了惯性环节，通过惯性环节对转速经过微分运算得到的结果进行平滑处理，进而得到更稳定的结果。
此外，转速抖动信号中一般包含有高频成分，并且在电动汽车起步加速的过程中，经微分环节处理后的转速信号中还存在较大的直流分量，因此，为了防止提取的转速波动量存在直偏的情况发生，本申请实施例还提供了带通滤波器，该带通滤波器能够实现在转速的波动信号中提取有效信号。
步骤305：将补偿转矩和给定转矩进行叠加，以对转速抖动进行抑制。
将在步骤304中获取的补偿转矩叠加于给定转矩，即可实现对电动汽车转速抖动的抑制。
本实施例提供的抑制电动汽车抖动的方法，在电动汽车的工作情况发生变化时，傅里叶分析获得的导致转速抖动的有效分量的频率也不相同，进而根据有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数也不同，这样可以保证根据电动汽车的工作情况实时获取抑制转速抖动的参数，无需根据电动汽车当前的工作情况手动调节抑制抖动的参数电动汽车的工作情况进行自适应，增强了***的适应性。此外，本实施例提供的方法中，需要通过微分惯性环节和带通滤波环节的共同作用，根据抑制转速抖动的参数和转速信号获取补偿转矩，解决了车辆在加速运行的工作情况下，提取转速波动量存在直偏的问题。综上所述，本申请提供的抑制电动汽车抖动的方法，能够更有效地抑制电动汽车的抖动，提高了驾驶的舒适性，并且由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少了对电动汽车上硬件的磨损。
在实际应用时，为了便于方法实施例一中抑制电动汽车抖动的方法的实施，本实施例提供了一种更加具体的实现方案。
方法实施例二
参见图4，本实施例提供的抑制电动汽车抖动的方法包括：
步骤401：采集电机转速获得对应的转速信号。
步骤401的实施方法与方法实施例一中步骤301的实施方法相同，在此不再赘述。
步骤402：对转速信号进行傅里叶分析，获得转速信号中各个分量的幅值。
将在步骤401中获得的转速信号进行傅里叶分析，傅里叶变换的本质是把一个时域波形转换到频域进行分解，分解成不同频率的正弦波之和，因此，使用傅里叶变换对转速信号进行分析，可以检测出转速信号中各个频率分量的幅值和相位信息。
傅里叶变换公式如下：
Figure BDA0001461154260000081
其中，a0为直流分量，An、fn和
Figure BDA0001461154260000082
分别为n次谐波的幅值、频率和相位。
具体实现时，选用时域抽选法对转速信号进行快速傅里叶变换，以实现对转速信号的傅里叶分析，公式如下：
Figure BDA0001461154260000091
其中，
Figure BDA0001461154260000092
输入序列x(n)长度为N，且满足N＝2L，L为正整数。
即通过对转速信号进行傅里叶分析，获得转速信号中不同频率的分量，同时，获得各个频率分量的幅值。
步骤403：将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量。
步骤404：获得导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
选取各个频率分量中幅值最大的分量，将该分量作为导致转速抖动的有效分量。进而，获得该导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
步骤405：由导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数。
具体地，将步骤302中获取的导致转速抖动的有效分量的频率f1*和幅值A1*，输入f(T1、T2、ωn、ξ)＝f(f*,A*)，以获取抑制转速抖动的参数，抑制转速抖动的参数分别为带通滤波的通带增益T1、微分惯性环节的转折频率T2、带通滤波的中心频率ωn和阻尼系数ξ。
具体地，获取各个抑制转速抖动的参数的公式如下：
T1＝aA1 *
Figure BDA0001461154260000093
ωn＝2πf1 *
ξ＝b
其中，a和b分别为用于调节通态增益和通带宽度的系数，可以根据实际情况进行设定，本实施例中不做具体限定。例如，不同车型有不同要求。
步骤406：利用抑制转速抖动的参数和转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩。
通过以下传递函数获得补偿转矩；
Figure BDA0001461154260000094
其中，ωn为带通滤波的中心频率，ξ为阻尼系数，T1为带通滤波的通带增益，T2为微分惯性环节的转折频率；s为拉普拉斯变量。
具体实现时，可以在抖动抑制调节器中设置微分惯性环节和带通滤波环节，将在步骤401中采集到的电机转速对应的转速信号输入抖动抑制调节器中，将在步骤405中获取的各个抑制转速抖动的参数T1、T2、ωn和ξ也输入至抖动抑制调节器中，利用各个抑制转速抖动的参数，对转速信号进行微分惯性处理以及带通滤波处理，以获得补偿转矩。
具体实现时，将上述公式进行离散化处理，离散化后可以得到微分惯性环节和带通滤波环节的差分方程如下：
Figure BDA0001461154260000095
其中，
Figure BDA0001461154260000101
其中，T1、T2、ωn和ξ即为在步骤303中获取到的抑制转速抖动的参数，s为拉普拉斯变量。
由于带通滤波的通带增益T1和阻尼系数ξ分别可通过系数a和系数b进行在线调整，微分惯性环节的转折频率T2和带通滤波的中心频率ωn均根据傅里叶分析得到的导致转速抖动的有效分量的频率计算得到，因此，克服了现有技术中滤波方案频率适应范围较窄的缺陷，转速抖动在较宽的范围内进行变化时，仍能够保持良好的滤波效果。
步骤407：对补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩。
具体地，按照下面的公式对补偿转矩进行限幅，将补偿转矩限定在可控范围内。
Figure BDA0001461154260000102
其中，ΔT'为转矩补偿量限幅输出，ΔT为转矩补偿量，ΔTUpLimit为转矩补偿量上限，ΔTDnLimit为转矩补偿量下限。
即将在步骤406中获得的补偿转矩进行限幅处理，具体地，当补偿转矩大于转矩补偿量上限时，将补偿转矩的值替换为转矩补偿量上限的值；当补偿转矩处于转矩补偿量下限和转矩补偿量上限之间时，补偿转矩的值不改变；当补偿转矩小于转矩补偿量下限时，将补偿转矩的值替换为转矩补偿量下限的值。
步骤408：将限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对转速抖动进行抑制。
将限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加，即可实现对电动汽车转速抖动进行抑制。
本实施例提供的方法可以以转速抖动抑制模块的形式实现，该模块的原理框图如图5所示。
如图5所示，以FFT单元的形式实现对采集的转速信号n进行傅里叶分析，通过对转速信号进行傅里叶分析，得到导致转速抖动的有效分量的频率f1 *和幅值A1 *，将该导致转速抖动的有效分量的频率f1 *和幅值A1 *输入参数自适应单元，该参数自适应单元根据导致转速抖动的有效分量的频率f1 *和幅值A1 *，获取抑制转速抖动的参数T1、T2、ωn、ξ，该抑制转速抖动的参数为速度抖动抑制调节器中传递函数中的各个参数，转速信号经速度抖动抑制调节器中传递函数的处理，得到补偿转矩ΔT，将该补偿转矩ΔT进行输出限幅处理，即可与给定转矩进行叠加，以实现抑制电动汽车的转速抖动。图6为图5对应的具体实现的框图。
本实施例提供的抑制电动汽车抖动的方法，对方法实施例一提供的抑制电动汽车抖动的方法进行了具体化，即给出了更加具体的方法实现抑制电动汽车的转速抖动。本实施提供的方法，同样能够有效地抑制电动汽车的转速抖动，提高驾驶的舒适性，并且由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少了对电动汽车上硬件的磨损。
当电动汽车工作在高频段时，容易发生电流的抖动，电流抖动会使得转矩发生抖动，同样会影响电动汽车驾驶的舒适性，并且会对电动汽车内部的硬件结构造成一定程度的损害。为了进一步保证对电动汽车的抖动进行抑制，本实施例还进一步提供了一种电流抖动抑制的方法，在方法实施例一提供的转速抖动的抑制方法的基础上，进一步增加了电流抖动的抑制，以达到更好的对电动汽车抖动抑制的效果。
需要说明的是，本实施例提供的电流抖动抑制的方法与方法实施例一中所提供的转速抖动抑制的方法为两种独立的方法，两种方法使用的先后顺序不固定。
方法实施例三
参见图7，为在转速抖动抑制方法的基础上，增加的电流抖动的抑制方法的流程图。
步骤701：获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号。
具体地，可以通过霍尔元件等电流传感器获取电机的直轴电流偏差信号和交轴电流的偏差信号。
步骤702：对电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴电流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
分别对直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值。
将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量。
获得直轴电流和交轴电流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
具体实现时，可以以FFT单元的形式实现对分别对直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析。傅里叶变换的本质是把一个时域波形转换到频域进行分解，分解成不同频率的正弦波之和，因此，使用傅里叶变换法对电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行分析，可以检测出电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个频率分量的幅值和相位信息。
Figure BDA0001461154260000111
其中，a0为直流分量，An、fn、
Figure BDA0001461154260000112
为n次谐波的幅值、频率和相位。
具体实现时，选用时域抽选法对电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行快速傅里叶变换，以实现对电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号的傅里叶分析，公式如下：
Figure BDA0001461154260000113
其中，
Figure BDA0001461154260000114
输入序列x(n)长度为N，且满足N＝2L，L为正整数。
对傅里叶分析得到的各个频率分量的进行筛选，具体地，在直轴电流偏差信号的各个频率分量中选取幅值最大的分量，作为直轴电流中导致电流抖动的有效分量；在交轴电流偏差信号的各个频率分量中选取幅值最大的分量，作为交轴电流中导致电流抖动的有效分量。分别获取直轴电流和交轴电流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值，作为直轴电流和交轴电流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
步骤703：由导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数。
具体实现时，可以以参数自适应单元的形式获得抑制电流抖动的参数。将FFT分析单元中获取到的导致电流抖动的有效分量的频率和幅值，输入参数自适应单元中的f(ω0,k)＝f(f*,A*)，获取抑制电流抖动的参数，抑制电流抖动的参数分别为中心频率ω0和增益k。
具体地，获取抑制直轴电流抖动的参数的公式如下：
ω0＝2πf2 *
k＝a·A2 *
其中，ω0为中心频率，k为增益，a为调节系数。f2 *为导致直轴电流抖动的有效分量的频率，A2 *为导致直轴电流抖动的有效分量的幅值。
获取抑制交轴电流抖动的参数的公式如下：
ω0'＝2πf3 *
k'＝a·A3 *
其中，ω0'为中心频率，k'为增益，a为调节系数。f3 *为导致交轴电流抖动的有效分量的频率，A3 *为导致交轴电流抖动的有效分量的幅值。
步骤704：利用抑制电流抖动的参数、直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压。
通过以下传递函数获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
Figure BDA0001461154260000121
其中，ωc为所述谐振控制环节的预设带宽，ω0为中心频率，k为增益，c为调节增益的预设系数；s为拉普拉斯变量。
具体实现时，可以在电流抖动抑制调节器中设置谐振控制环节，将在步骤701中采集到的直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号输入电流抖动抑制调节器，将在步骤703中获取的各个抑制直轴和交轴电流抖动的参数也输入至该电流抖动抑制调节器。利用各个抑制直轴电流抖动的参数，对直轴电流偏差信号进行谐振控制处理，以获得直轴补偿电压；利用各个抑制交轴电流抖动的参数，对交轴电流偏差信号进行谐振控制处理，以获得交轴补偿电压。
其中，谐振控制环节可以对频率与其谐振频率相同的正弦信号实现零稳态无差控制。具体实现时，谐振控制环节可以采用准谐振控制器，采用准谐振控制器时，既可以实现谐振控制环节达到较大的增益，也可以有效地减少基频偏移的影响。
***传递函数如下：
Figure BDA0001461154260000131
具体实现时，将上述***传递函数进行离散化处理，离散化后得到该谐振控制环节的差分方程如下：
Figure BDA0001461154260000132
其中，
Figure BDA0001461154260000133
D＝2ωcT，E＝-2ωcT。
其中，ωc为带宽，ω0为中心频率，k为增益，c为调节增益的系数，s为拉普拉斯变量。
由于中心频率ω0根据傅里叶分析得到的导致电流抖动的有效分量的频率计算得到，因此，克服了现有的控制方法中频率适应范围较窄的缺陷，在抖动频率较宽的情况下，仍能保持谐振控制的效果。
步骤705：将直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
将直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加之前，对直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压，即将直轴补偿电压和交轴补偿电压均限定在可控的范围内。
其中，输出直轴电压和输出交流电压分别是对直轴电流和交轴电流进行PI调节后输出的。
具体地，按照下面的公式对直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和交轴补偿电压。
Figure BDA0001461154260000134
其中，Δu'为补偿电压限幅输出，Δu为d、q轴电压补偿量，ΔuUpLimit为补偿电压上限，ΔuDnLimit为补偿电压下限。
具体实现时，将在步骤704中获得的直轴补偿电压进行限幅处理，具体地，当直轴补偿电压大于补偿电压上限时，将直轴补偿电压的值替换为补偿电压上限的值；当直轴补偿电压处于补偿电压下限和补偿电压上限之间时，直轴补偿电压的值不发生改变；当直轴补偿电压小于补偿电压下限的值时，将直轴补偿电压的值替换为补偿电压下限的值。
需要说明的是，对交轴补偿电压进行限幅处理的方法与上述限幅处理直轴补偿电压的方法相同，在此不再赘述。
将限幅后的直轴补偿电压与输出直轴电压进行叠加，即可实现对直轴电流抖动进行抑制；将限幅后的交轴补偿电压与输出交轴电压进行叠加，即可实现对交轴电流抖动进行抑制。
本实施例提供的方法可以以电流抖动抑制模块的形式实现，该模块的原理框图如图8所示。
如图8所示，以FFT分析单元的形式实现对采集的直轴电流偏差信号Δid和交轴电流偏差信号Δiq进行傅里叶分析，通过对直轴电流偏差信号Δid和交轴电流偏差信号Δiq进行傅里叶分析，得到直轴电流和交轴电流中导致电流抖动的有效分量的频率f*和幅值A*，将该导致电流抖动的有效分量的频率f*和幅值A*输入参数自适应单元，经参数自适应单元的处理，获得抑制电流抖动的参数ω0、k，该抑制电流抖动的参数即为电流抖动抑制调节器中传递函数中的各个参数，直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号经电流抖动抑制调机器中传递函数的处理，得到直轴补偿电压Δud和交轴补偿电压Δuq，将直轴补偿电压Δud和交轴补偿电压Δuq经输出限幅单元进行处理，得到限幅后的直轴补偿电压Δu'd和交轴补偿电压Δu'q，相应地，将限幅后的直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，即可实现对电流抖动抑制。图9为图8对应的具体实现的框图。
本实施例提供的电流抖动的抑制方法，在抑制了转速抖动的基础上，进一步抑制了电动汽车工作在高频段时产生的电流抖动，使得电动汽车工作在任何频率时，均能够保证驾驶的舒适性，并且能够一直保护汽车内部的硬件结构。
基于以方法实施例介绍的一种抑制电动汽车抖动的方法，本申请实施例还提供一种抑制电动汽车抖动的装置，下面结合附图进行详细的介绍。
装置实施例一
参见图10，为本实施例提供的一种抑制电动汽车抖动的装置的结构图，该抑制电动汽车抖动的装置包括：
采集单元1001，用于采集电机转速获得对应的转速信号。
转速抖动有效分量获得单元1002，用于对转速信号进行傅里叶分析获得转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
抑制转速抖动参数获得单元1003，用于由导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数。
补偿转矩获得单元1004，用于利用抑制转速抖动的参数和转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩。
转速抖动抑制单元1005，用于将补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对转速抖动进行抑制。
其中，如图11所示，转速抖动有效分量获得单元1002包括：
转速信号分量获得子单元1101，用于对转速信号进行傅里叶分析，获取转速信号中各个分量的幅值。
转速抖动有效分量获得子单元1102，用于将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量。
频率和幅值第一获得子单元1103，用于获得导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
如图11所示，该装置还进一步包括：
所述转矩限幅单元1104，用于对补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩。
转速抖动抑制单元1005，用于将限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加。
本实施例提供的抑制电动汽车抖动的装置，在电动汽车的工作情况发生变化时，傅里叶分析获得的导致转速抖动的有效分量的频率也不相同，进而根据有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数也不同，这样可以保证根据电动汽车的工作情况实时获取抑制转速抖动的参数，无需根据电动汽车当前的工作情况手动调节抑制抖动的参数电动汽车的工作情况进行自适应，增强了***的适应性。此外，本实施例提供的装置中，需要通过微分惯性环节和带通滤波环节的共同作用，根据抑制转速抖动的参数和转速信号获取补偿转矩，解决了车辆在加速运行的工作情况下，提取转速波动量存在直偏的问题。综上所述，本申请提供的抑制电动汽车抖动的方法，能够更有效地抑制电动汽车的抖动，提高了驾驶的舒适性，并且由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少了对电动汽车上硬件的磨损。
基于方法实施例三介绍的一种抑制电动汽车电流抖动的方法，本实施例在装置实施例一提供的抑制电动汽车抖动的装置的基础上，还提供了一种抑制电动汽车电流抖动的装置，下面结合附图进行详细的介绍。
装置实施例二
参见图12，为本实施例在装置实施例一的基础上，提供的一种抑制电动汽车电流抖动的装置的结构图，该装置包括：
电流偏差信号获得单元1201，用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号。
电流抖动有效分量获得单元1202，用于对电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
抑制电流抖动参数获得单元1203，用于由导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数。
补偿电压获得单元1204，用于利用所述抑制电流抖动的参数、直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
电流抖动抑制单元1205，用于将直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
如图13所示，其中，电流抖动有效分量获得单元1202包括：
电流偏差信号分量获得子单元1301，用于分别对直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值。
电流抖动有效分量获得子单元1302，用于将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量。
频率和幅值第二获得子单元1303，用于获得所述直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
如图13所示，该装置还包括：
电压限幅单元1304，用于对直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压。
电流抖动抑制单元1205，用于将限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加。
本实施例提供的电流抖动的抑制装置，在抑制了转速抖动的基础上，进一步抑制了电动汽车工作在高频段时产生的电流抖动，使得电动汽车工作在任何频率时，均能够保证驾驶的舒适性，并且能够一直保护汽车内部的硬件结构。
基于上述方法实施例介绍的一种抑制电动汽车抖动的方法和装置，本实施提供了一种抑制电动汽车抖动的***，下面结合附图进行详细的介绍。
***实施例
参见图14，为本实施例提供的一种抑制电动汽车抖动的***结构图。
转速传感器1401，用于采集电机转速获得对应的转速信号.
电机控制器1402，用于对所述转速信号进行傅里叶分析获得转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；由所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；利用所述抑制转速抖动的参数通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对转速抖动进行抑制。
具体地，可以利用旋转变压器等速度传感器测量电机的转速，并获得与该电机转速相对应的模拟信号，将该模拟信号发送至电机控制器1402，电机控制器1402可将该模拟信号转换为对应的数字信号，将该数字信号解码，即可得到电机的转速信号。
电机控制器1402按照方法实施例一中的步骤302到步骤305的方法，实现对电机转速抖动的抑制。
此外，电机控制器1402，还用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；利用所述抑制电流抖动的参数通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
具体地，电机控制器1402还可以按照方法实施例二中介绍的方法，进一步实现对电流抖动进行抑制。
如图15所示，为具体实现时该抑制电动汽车抖动的***拓扑图。
其中，转速抖动抑制模块1501即为图5的转速抖动抑制模块，电流抖动抑制模块1502即为图7的电流抖动抑制模块。
本实施例提供的抑制电动汽车抖动的***，在电动汽车的工作情况发生变化时，傅里叶分析获得的导致转速抖动的有效分量的频率也不相同，进而根据有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数也不同，这样可以保证根据电动汽车的工作情况实时获取抑制转速抖动的参数，无需根据电动汽车当前的工作情况手动调节抑制抖动的参数电动汽车的工作情况进行自适应，增强了***的适应性。此外，本实施例提供的***中，需要通过微分惯性环节和带通滤波环节的共同作用，根据抑制转速抖动的参数和转速信号获取补偿转矩，解决了车辆在加速运行的工作情况下，提取转速波动量存在直偏的问题。综上所述，本申请提供的抑制电动汽车抖动的方法，能够更有效地抑制电动汽车的抖动，提高了驾驶的舒适性，并且由于抑制了电动汽车的抖动，减少了抖动时产生的机械共振，进而减少了对电动汽车上硬件的磨损。
此外，本实施例提供的抑制电动汽车抖动的***，在抑制了转速抖动的基础上，进一步抑制了电动汽车工作在高频段时产生的电流抖动，使得电动汽车工作在任何频率时，均能够保证驾驶的舒适性，并且能够一直保护汽车内部的硬件结构。
另外，由于本申请实施例中是电机控制器直接进行转速抖动抑制和电流抖动抑制，而不是整车控制器来抑制，因此，本实施例中不存在图2所示的由整车控制器进行抖动抑制的信号延迟性问题。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，包括：
获取电机的转速信号；
对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；
根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；所述抑制转速抖动的参数包括：带通滤波的通带增益、微分惯性环节的转折频率、带通滤波的中心频率和阻尼系数；
根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；
将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。
2.根据权利要求1所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值，具体包括：
对所述转速信号进行傅里叶分析，获取转速信号中各个分量的幅值；
将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量；
获得所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
3.根据权利要求1所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，之前还包括：
对所述补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩；
所述将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，具体为：
将所述限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加。
4.根据权利要求2所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩，具体包括：
通过以下传递函数获得补偿转矩；
Figure FDA0002550232160000011
其中，ωn为带通滤波的中心频率，ξ为阻尼系数，T1为带通滤波的通带增益，T2为微分惯性环节的转折频率；s为拉普拉斯变量；
T1＝aA1 *，
Figure FDA0002550232160000012
ωn＝2πf1 *，ξ＝b；
其中，f1 *为所述导致转速抖动的有效分量的频率；A1 *为所述导致转速抖动的有效分量的幅值；a和b分别为用于调节通态增益和通带宽度的系数。
5.根据权利要求1所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数，具体包括：
将导致转速抖动的有效分量的频率f1 *和幅值A1 *，通过以下公式获得抑制转速抖动的参数；所述抑制转速抖动的参数分别为：带通滤波器的通带增益T1、微分惯性环节的转折频率T2、带通滤波器的中心频率ωn和阻尼系数ξ；
T1＝aA1 *
Figure FDA0002550232160000021
ωn＝2πf1 *
ξ＝b
其中，a和b分别为用于调节通态增益和通带宽度的系数。
6.根据权利要求1所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，还包括：
获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；
对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；
由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；
利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
7.根据权利要求6所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值，具体包括：
分别对所述直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值；
将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量；
获得所述直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
8.根据权利要求6所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，之前还包括：
对所述直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压；
将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，具体为：
将限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加。
9.根据权利要求7所述的抑制电动汽车抖动的方法，其特征在于，利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压，具体包括：
通过以下传递函数获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
Figure FDA0002550232160000022
其中，ωc为所述谐振控制环节的预设带宽，ω0为中心频率，k为增益，c为调节增益的预设系数；ω0＝2πf2 *，k＝c·A2 *；f2 *为所述导致电流抖动的有效分量的频率；A2 *为所述导致电流抖动的有效分量的幅值；s为拉普拉斯变量。
10.一种抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，包括：
采集单元，用于获取电机的转速信号；
转速抖动有效分量获得单元，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；
抑制转速抖动参数获得单元，用于根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；所述抑制转速抖动的参数包括：带通滤波的通带增益、微分惯性环节的转折频率、带通滤波的中心频率和阻尼系数；
补偿转矩获得单元，用于根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；
转速抖动抑制单元，用于将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制。
11.根据权利要求10所述的抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，所述转速抖动有效分量获得单元包括：
转速信号分量获得子单元，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获取转速信号中各个分量的幅值；
转速抖动有效分量获得子单元，用于将幅值最大的分量作为导致转速抖动的有效分量；
频率和幅值第一获得子单元，用于获得所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值。
12.根据权利要求10所述的抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，还包括：转矩限幅单元；
所述转矩限幅单元，用于对所述补偿转矩进行限幅，获得限幅后的补偿转矩；
转速抖动抑制单元，用于将所述限幅后的补偿转矩与给定转矩进行叠加。
13.根据权利要求10所述的抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，还包括：
电流偏差信号获得单元，用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；
电流抖动有效分量获得单元，用于对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；
抑制电流抖动参数获得单元，用于由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；
补偿电压获得单元，用于利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；
电流抖动抑制单元，用于将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
14.根据权利要求13所述的抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，所述电流抖动有效分量获得单元包括：
电流偏差信号分量获得子单元，用于分别对所述直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号进行傅里叶分析，分别获取直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号中各个分量的幅值；
电流抖动有效分量获得子单元，用于将幅值最大的分量作为导致电流抖动的有效分量；
频率和幅值第二获得子单元，用于获得所述直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值。
15.根据权利要求13所述的抑制电动汽车抖动的装置，其特征在于，还包括：电压限幅单元；
所述电压限幅单元，用于对所述直轴补偿电压和交轴补偿电压进行限幅，获得限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压；
所述电流抖动抑制单元，用于将限幅后的直轴补偿电压和限幅后的交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加。
16.一种抑制电动汽车抖动的***，其特征在于，应用于对电动汽车的电机进行控制，包括：转速传感器和电机控制器；
所述转速传感器，用于获取电机的转速信号；
所述电机控制器，用于对所述转速信号进行傅里叶分析，获得所述转速信号中导致转速抖动的有效分量的频率和幅值；所述转速抖动为电动汽车牵引力矩和和阻力矩之间存在非线性关系引起的抖动；根据所述导致转速抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制转速抖动的参数；根据所述抑制转速抖动的参数和所述转速信号通过微分惯性环节和带通滤波环节获得补偿转矩；将所述补偿转矩与给定转矩进行叠加，以对所述转速抖动进行抑制；所述抑制转速抖动的参数包括：带通滤波的通带增益、微分惯性环节的转折频率、带通滤波的中心频率和阻尼系数。
17.根据权利要求16所述的抑制电动汽车抖动的***，其特征在于，所述电机控制器，还用于获得电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号；对所述电机直轴电流偏差信号和交轴电流偏差信号分别进行傅里叶分析获得直轴电流和交轴交流中导致电流抖动的有效分量的频率和幅值；由所述导致电流抖动的有效分量的频率和幅值获得抑制电流抖动的参数；利用所述抑制电流抖动的参数、所述直轴电流偏差信号和所述交轴电流偏差信号通过谐振控制环节获得直轴补偿电压和交轴补偿电压；将所述直轴补偿电压和交轴补偿电压分别与输出直轴电压和输出交轴电压进行叠加，以对电流抖动进行抑制。
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