电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法、电子设备及存储介质与流程

1.本发明属于电动汽车控制技术领域，具体涉及电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.近代以来，以石油资源为主要能源的汽车行业发展为各国经济的支柱性产业之一。随着近些年人类社会对节能减排的深入认识、产业技术的发展和相关政策的引导，以可再生资源为能源的新能源汽车展现了强劲的发展势头，其中又以纯电动汽车的发展最为迅速、成熟。相比于传统内燃机车，纯电动汽车通过驱动电机对整车进行驱动，因此整车电力驱动及控制系统是其产业技术的核心，也是纯电动汽车区别于传统汽车的最大不同点之一。随着当前纯电动汽车的逐渐普及其产业化技术的进一步成熟，消费者对纯电动汽车产品的要求也越来越高。由于纯电动汽车采用电机作为驱动机构，因此相比传统内燃机车在动力性方面有其得天独厚的优势；而随着动力电池技术的发展，纯电动汽车的续驶里程焦虑也得到极大缓解，经济性提升明显；而针对用户感受最直接和最明显的驾驶平顺性上，仍然有较大的提升空间，尤其是针对目前占据纯电动汽车市场较大份额的经济型纯电动汽车产品。针对纯电动汽车驾驶性开发，其中，pid作为控制领域最为成熟和广泛应用的一种控制算法，本身在电机的转速控制上已得到成熟的应用。但是由于整车传动系各动力总成部件之间的动力传动扭矩耦合关系的存在，电机内部的pid(比例积分微分控制proportional-integral-derivative control)控制策略往往不足以完全闭环整车层面的抖动表现。


技术实现要素：

3.本发明要解决的问题是为了提高电动汽车的减震降噪性能，提出电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法、电子设备及存储介质。
4.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
5.一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，包括如下步骤：
6.s1、基于永磁同步电机矢量控制方法构建永磁同步电机模型；
7.s2、基于一阶低通滤波算法设计一阶低通滤波器；
8.s3、设计巴特沃斯滤波器；
9.s4、利用步骤s1构建的永磁同步电机模型对电动汽车电机进行矢量控制，将两相静止坐标系的电压调制为六路开关信号用于控制电动汽车电机的三相逆变器的开关与通断，得到电动汽车电机的转速电流；
10.s5、将步骤s4得到的电动汽车电机输出的转速电流输入步骤s2设计的一阶低通滤波器对电动汽车电机转速电流进行一阶低通滤波，得到一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流；
11.s6、将步骤s5得到的一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流输入步骤s3设计的
巴特沃斯滤波器进行二阶滤波，然后进行判断，当判断得到的是一阶高通巴特沃斯滤波器高附低通截止频率时，进行查扭矩表处理，然后进行扭矩补偿同时进行高附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；当判断得到的一阶高通巴特沃斯滤波器低附低通截止频率时，进行相位处理，然后查扭矩表进行扭矩补偿同时进行低附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；
12.s7、根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制。
13.进一步的，步骤s1基于以下设定条件：忽略铁芯饱和，不计涡流和磁滞损耗、忽略换相过程中的电枢反应、转子上无阻尼绕组，永磁体无阻尼作用、永磁体产生的磁场和三相绕组产生的感应磁场呈正弦分布、定子绕组电流在气隙中只产生正弦分布的磁势，无高次谐波、按照电动机应用对永磁同步电机进行建模。
14.进一步的，步骤s1的具体实现方法包括如下步骤：
15.s1.1、采样永磁同步电机的三相电流，计算永磁同步电机在三相静止坐标系下定子电压方程，计算公式为：
[0016][0017]
其中，rs为电枢电阻，ψa、ψb、ψc分别为abc三相磁链，ia、ib、ic分别为abc三相的相电流，ua、ub、uc分别为abc三相的相电压；
[0018]
三相静止坐标系下磁链方程为：
[0019][0020]
其中，l
aa
、l
bb
、l
cc
为abc三相的绕组自感，m
ab
为ab相的绕组互感，ψf为永磁体磁链，θ为转子n极和a相轴线之间的夹角；
[0021]
s1.2、将步骤s1.1的永磁同步电机的三相电流进行克拉克变换得到i
α
、i
β
，使得三维坐标投影为二维度坐标；
[0022]
s1.3、将i
α
、i
β
经过派克变换得到id、iq，将二维坐标旋转角度θ，然后计算id、iq与其设定值id_ref、id_ref的误差；
[0023]
s1.4、将步骤s1.3得到的误差输入两个pid控制器，得到dq坐标系下电压方程，计算公式为：
[0024][0025]
其中，ud、uq为dq坐标系下电压，id、ig为dq坐标系下电流，ψd、ψq为坐标系下磁链，ld、lq为dq坐标系下电感，ωe为转速；
[0026]
dq坐标系下磁链方程为：
[0027][0028]
其中，vd为d轴电压；
[0029]
转矩方程为：
[0030]
tc＝3/2n
p
(ψdi
q-ψqid)＝3/2n
p
(ψfiq+(l
d-lq)idiq)
[0031]
其中，tc为转矩，n
p
为极对数；
[0032]
s1.5、将ud、uq进行反派克变换得到ua、u
β
，利用ua、u
β
合成电压空间矢量，输入空间矢量脉宽模块进行调制，按照输出的编码值控制三相逆变器的mos管开关，驱动永磁同步电机。
[0033]
进一步的，步骤s2的具体实现方法包括如下步骤：
[0034]
s2.1、定义一阶低通滤波器的表达式为：
[0035][0036]
wc＝2π*fc[0037]
其中，δh(s)为一阶低通滤波器，wc为滤波器的截止频率，s为复变量，fc为一阶低通滤波器的截止频率；
[0038]
s2.2、根据电路原理得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数为：
[0039][0040]
其中，r为滤波器电阻，c为滤波器电容；
[0041]
令s＝jw，则一阶rc低通滤波在s域的传递函数为：
[0042][0043]
s2.3、比较步骤s2.1和步骤s2.2中的公式，得到：
[0044][0045]
然后计算lpf的截止频率的计算公式为：
[0046][0047]
s2.4、采用一阶后向差分法对步骤s2.2得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数进行离散化处理，离散化的数学表达式为：
[0048][0049]
其中，ts表示采样周期，z为离散化变换；
[0050]
得到lpf的数字化表达式为：
[0051][0052]
s2.5、对步骤s2.4得到的lpf的数字化表达式进行变换，得到变换后的lpf的数字化表达式为
[0053][0054]
然后进行差分方程转化，得到lpf的差分表达式为：
[0055][0056]
s2.6、设置滤波系数将步骤s2.5得到的lpf的差分表达式进行变换，得到一阶低通滤波器：
[0057]
vout(n)＝1-αvout(n-1)+αvin。
[0058]
进一步的，步骤s3的具体实现方法包括如下步骤：
[0059]
s3.1、设置巴特沃斯低通滤波器用振幅的平方对频率的表达式为：
[0060][0061]
其中，h
(s)
为用振幅的平方对频率表达巴特沃斯低通滤波器，s为极点；
[0062]
极点s的表达式为：
[0063]s2n
＝e
jπ(2k-1+n)
[0064]
s3.2、设置极点在单位圆上，且巴特沃斯低通滤波器的极点全部在负半平面单位与圆上，则得到单位圆上的极点公式为：
[0065][0066]
其中，k＝1，2，3，
…
n；
[0067]
得到二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数表达式为：
[0068][0069]
s3.3、构建数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器，将步骤s3.2得到的二阶巴特沃斯低通滤波器采用双线性变换进行离散化后，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器。
[0070]
进一步的，步骤s3.3的具体实现方法包括如下步骤：
[0071]
s3.3.1、设置在z域，二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率为fd，表达式为：
[0072][0073]
利用双线性变换计算得到的s的表达式为：
[0074][0075]
s的模拟的频率为：
[0076][0077]
s3.3.2、利于步骤s3.3.1得到的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率计算数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，最后通过双线性变换法离散化，得到z域的差分方
程，当fs》》fd时，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率fa的表达式为：
[0078][0079]
s3.3.3、根据步骤s3.3.3得到的数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，将二阶巴特沃斯低通滤波器传递函数去归一化，将数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率设置为fd，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止角频率的表达式为：
[0080][0081]
使用双线性变换离散化得到s的表达式为：
[0082][0083]
s3.3.4、对数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数进行计算，令得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数的表达式为：
[0084][0085]
设置b0＝ω2，b1＝2ω2，b2＝ω2，c＝1+1.414ω+ω2，a1＝2ω
2-2，a2＝1-1.414ω+ω2，推导出以下表达式：
[0086][0087]y(z)
(c+a1z-1
+a2z-2
)＝x
(z)
(b0+b1z-1
+b2z-2
)
[0088][0089]
设置则得到表达式：
[0090]y(z)
＝b0x
(z)
+b1x
(z-1)
+b2x
(z-2)-a1y
(z-1)-a2y
(z-2)
[0091]
其中，c＝1+1.414ω+ω2，b0＝ω2/c，b1＝2ω2/c＝2b0，b2＝ω2/c＝b0，a1＝(2ω
2-2)/c＝2b0，a2＝(1-1.414ω+ω2)/c。
[0092]
进一步的，步骤s7根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制，限制处理为设置阈值，在阈值范围内运行，超出阈值范围运行无效，阈值范围根据实际工况进行人工设置。
[0093]
电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的步骤。
[0094]
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法。
[0095]
本发明的有益效果为：
[0096]
本发明所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，由于整车传动系各个动力传动部件间复杂的动力耦合关系，传动部件各自难易量化的机械特性以及无法预估的机械传动间隙的存在，本发明改进了通过建立整车传动系准确模型来建立电机目标输出转速的难度和工作量。
[0097]
本发明所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，当电机转速开始出现非期望的转速波动时，通过调节电机输出扭矩抑制电机转速的后续波动，即可达到大大降低电机转速波动在整车层面影响的目标，提升驾驶性。
[0098]
本发明所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，首先通过一阶rc滤波算法对当前电机转速进行滤波，得到电机转速主动阻尼控制策略需要闭环的电机目标转速。当电机实际转速保持在期望内变化时，电机转速滤波的结果需要快速响应电机实际转速的变化；而当电机实际转速出现非期望的转速波动时，电机转速滤波结果需要对电机实际转速的非期望波动进行平滑处理，降低转速抖动。
[0099]
本发明所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，通过纯电动汽车电机转速减小汽车抖动控制策略软件开发及实车标定，以整车驾乘平顺无抖动为目标，通过对当前电机转速进行一阶滤波后进行巴特沃斯滤波通过查表进行扭矩补偿处理建立电机目标，输出实际转矩，建立电机输出扭矩的pid调节环节对电机输出扭矩进行调节，闭环目标转速，消除整车抖动提升纯电动汽车驾驶性，且通过标定对实车抖动有较好的抑制。
附图说明
[0100]
图1为本发明所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的流程图。
具体实施方式
[0101]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的具体实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的具体实施方式。通常在此处附图中描述和展示的本发明具体实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计，本发明还可以具有其他实施方式。
[0102]
因此，以下对在附图中提供的本发明的具体实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定具体实施方式。基于本发明的具体实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0103]
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下具体实施方式，并配合附图1详细说明如下：
[0104]
具体实施方式一：
[0105]
一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，包括如下步骤：
[0106]
s1、基于永磁同步电机矢量控制方法构建永磁同步电机模型；
[0107]
进一步的，步骤s1基于以下设定条件：忽略铁芯饱和，不计涡流和磁滞损耗、忽略换相过程中的电枢反应、转子上无阻尼绕组，永磁体无阻尼作用、永磁体产生的磁场和三相绕组产生的感应磁场呈正弦分布、定子绕组电流在气隙中只产生正弦分布的磁势，无高次
谐波、按照电动机应用对永磁同步电机进行建模；
[0108]
进一步的，步骤s1的具体实现方法包括如下步骤：
[0109]
s1.1、采样永磁同步电机的三相电流，计算永磁同步电机在三相静止坐标系下定子电压方程，计算公式为：
[0110][0111]
其中，rs为电枢电阻，ψa、ψc、ψc分别为abc三相磁链，ia、ib、ic分别为abc三相的相电流，ua、ub、uc分别为abc三相的相电压；
[0112]
三相静止坐标系下磁链方程为：
[0113][0114]
其中，l
aa
、l
bb
、l
cc
为abc三相的绕组自感，m
ab
为ab相的绕组互感，ψf为永磁体磁链，θ为转子n极和a相轴线之间的夹角；
[0115]
s1.2、将步骤s1.1的永磁同步电机的三相电流进行克拉克变换得到i
α
、i
β
，使得三维坐标投影为二维度坐标；
[0116]
s1.3、将i
α
、i
β
经过派克变换得到id、iq，将二维坐标旋转角度θ，然后计算id、iq与其设定值id_ref、id_ref的误差；
[0117]
s1.4、将步骤s1.3得到的误差输入两个pid控制器，得到dq坐标系下电压方程，计算公式为：
[0118][0119]
其中，ud、uq为dq坐标系下电压，id、iq为dq坐标系下电流，ψd、ψq为坐标系下磁链，ld、lq为dq坐标系下电感，ωe为转速；
[0120]
dq坐标系下磁链方程为：
[0121][0122]
其中，vd为d轴电压；
[0123]
转矩方程为：
[0124]
tc＝3/2n
p
(ψdi
q-ψqid)＝3/2n
p
(ψfiq+(l
d-lq)idiq)
[0125]
其中，tc为转矩，n
p
为极对数；
[0126]
s1.5、将ud、uq进行反派克变换得到u
α
、u
β
，利用u
α
、u
β
合成电压空间矢量，输入空间矢量脉宽模块进行调制，按照输出的编码值控制三相逆变器的mos管开关，驱动永磁同步电机；
[0127]
s2、基于一阶低通滤波算法设计一阶低通滤波器；
[0128]
进一步的，步骤s2的具体实现方法包括如下步骤：
[0129]
s2.1、定义一阶低通滤波器的表达式为：
[0130][0131]
wc＝2π*fc[0132]
其中，δh(s)为一阶低通滤波器，wc为滤波器的截止频率，s为复变量，fc为一阶低通滤波器的截止频率；
[0133]
s2.2、根据电路原理得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数为：
[0134][0135]
令s＝jw，则一阶rc低通滤波在s域的传递函数为：
[0136][0137]
其中，r为滤波器电阻，c为滤波器电容；
[0138]
s2.3、比较步骤s2.1和步骤s2.2中的公式，得到：
[0139][0140]
然后计算lpf的截止频率的计算公式为：
[0141][0142]
s2.4、采用一阶后向差分法对步骤s2.2得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数进行离散化处理，离散化的数学表达式为：
[0143][0144]
其中，ts表示采样周期，z为离散化变换；
[0145]
得到lpf的数字化表达式为：
[0146][0147]
s2.5、对步骤s2.4得到的lpf的数字化表达式进行变换，得到变换后的lpf的数字化表达式为
[0148][0149]
然后进行差分方程转化，得到lpf的差分表达式为：
[0150][0151]
s2.6、设置滤波系数将步骤s2.5得到的lpf的差分表达式进
行变换，得到一阶低通滤波器：
[0152]
vout(n)＝1-αvout(n-1)+αvin；
[0153]
对此，lpf完整的数学分析已经完成，在实际应用中，已知采样周期，根据实际的系统设计合适的截止频率fc，即对采集的信号vin(n)进行滤波。
[0154]
s3、设计巴特沃斯滤波器；
[0155]
进一步的，步骤s3的具体实现方法包括如下步骤：
[0156]
s3.1、设置巴特沃斯低通滤波器用振幅的平方对频率的表达式为：
[0157][0158]
其中，h
(s)
为用振幅的平方对频率表达巴特沃斯低通滤波器，s为极点；
[0159]
极点s的表达式为：
[0160]s2n
＝e
jπ(2k-1+n)
[0161]
s3.2、设置极点在单位圆上，且巴特沃斯低通滤波器的极点全部在负半平面单位与圆上，则得到单位圆上的极点公式为：
[0162][0163]
其中，k＝1，2，3，...n；
[0164]
得到二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数表达式为：
[0165][0166]
s3.3、构建数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器，将步骤s3.2得到的二阶巴特沃斯低通滤波器采用双线性变换进行离散化后，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器。
[0167]
巴特沃斯多项式如表1所示：
[0168]
表1巴特沃斯多项式
[0169][0170]
进一步的，步骤s3.3的具体实现方法包括如下步骤：
[0171]
s3.3.1、设置在z域，二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率为fd，表达式为：
[0172][0173]
利用双线性变换计算得到的s的表达式为：
[0174][0175]
s的模拟的频率为：
[0176][0177]
s3.3.2、利于步骤s3.3.1得到的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率计算数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，最后通过双线性变换法离散化，得到z域的差分方程，当fs》》fd时，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率fa的表达式为：
[0178][0179]
s3.3.3、根据步骤s3.3.3得到的数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，将二阶巴特沃斯低通滤波器传递函数去归一化，将数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率设置为fd，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止角频率的表达式为：
[0180][0181]
使用双线性变换离散化得到s的表达式为：
[0182][0183]
s3.3.4、对数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数进行计算，令得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数的表达式为：
[0184][0185]
设置b0＝ω2，b1＝2ω2，b2＝ω2，c＝1+1.414ω+ω2，a1＝2ω
2-2，a2＝1-1.414ω+ω2，推导出以下表达式：
[0186][0187]y(z)
(c+a1z-1
+a2z-2
)＝x
(z)
(b0+b1z-1
+b2z-2
)
[0188][0189]
设置则得到表达式：
[0190]y(z)
＝b0x
(z)
+b1x
(z-1)
+b2x
(z-2)-a1y
(z-1)-a2y
(z-2)
[0191]
其中，c＝1+1.414ω+ω2，b0＝ω2/c，b1＝2ω2/c＝2b0，b2＝ω2/c＝b0，a1＝(2ω
2-2)/c＝2b0，a2＝(1-1.414ω+ω2)/c；
[0192]
s4、利用步骤s1构建的永磁同步电机模型对电动汽车电机进行矢量控制，将两相静止坐标系的电压调制为六路开关信号用于控制电动汽车电机的三相逆变器的开关与通断，得到电动汽车电机的转速电流；
[0193]
s5、将步骤s4得到的电动汽车电机输出的转速电流输入步骤s2设计的一阶低通滤波器对电动汽车电机转速电流进行一阶低通滤波，得到一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流；
[0194]
s6、将步骤s5得到的一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流输入步骤s3设计的巴特沃斯滤波器进行二阶滤波，然后进行判断，当判断得到的是一阶高通巴特沃斯滤波器高附低通截止频率时，进行查扭矩表处理，然后进行扭矩补偿同时进行高附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；当判断得到的一阶高通巴特沃斯滤波器低附低通截止频率时，进行相位处理，然后查扭矩表进行扭矩补偿同时进行低附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；
[0195]
s7、根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制；
[0196]
进一步的，步骤s7根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制，限制处理为设置阈值，在阈值范围内运行，超出阈值范围运行无效，阈值范围根据实际工况进行人工设置。
[0197]
具体实施方式二：
[0198]
电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的步骤。
[0199]
本发明的计算机装置可以是包括有处理器以及存储器等装置，例如包含中央处理器的单片机等。并且，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的步骤。
[0200]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵
[0201]
列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0202]
所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0203]
具体实施方式三：
[0204]
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法。
[0205]
本发明的计算机可读存储介质可以是被计算机装置的处理器所读取的任何形式的存储介质，包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器、铁电存储器等，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机装置的处理器读取并执行存储器中所存储的计算机
程序时，可以实现上述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的步骤。
[0206]
所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0207]
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0208]
虽然在上文中已经参考具体实施方式对本技术进行了描述，然而在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本技术所披露的具体实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本技术并不局限于文中公开的特定具体实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、基于永磁同步电机矢量控制方法构建永磁同步电机模型；s2、基于一阶低通滤波算法设计一阶低通滤波器；s3、设计巴特沃斯滤波器；s4、利用步骤s1构建的永磁同步电机模型对电动汽车电机进行矢量控制，将两相静止坐标系的电压调制为六路开关信号用于控制电动汽车电机的三相逆变器的开关与通断，得到电动汽车电机的转速电流；s5、将步骤s4得到的电动汽车电机输出的转速电流输入步骤s2设计的一阶低通滤波器对电动汽车电机转速电流进行一阶低通滤波，得到一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流；s6、将步骤s5得到的一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流输入步骤s3设计的巴特沃斯滤波器进行二阶滤波，然后进行判断，当判断得到的是一阶高通巴特沃斯滤波器高附低通截止频率时，进行查扭矩表处理，然后进行扭矩补偿同时进行高附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；当判断得到的一阶高通巴特沃斯滤波器低附低通截止频率时，进行相位处理，然后查扭矩表进行扭矩补偿同时进行低附限值处理，得到输出的仲裁扭矩；s7、根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s1基于以下设定条件：忽略铁芯饱和，不计涡流和磁滞损耗、忽略换相过程中的电枢反应、转子上无阻尼绕组，永磁体无阻尼作用、永磁体产生的磁场和三相绕组产生的感应磁场呈正弦分布、定子绕组电流在气隙中只产生正弦分布的磁势，无高次谐波、按照电动机应用对永磁同步电机进行建模。3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s1的具体实现方法包括如下步骤：s1.1、采样永磁同步电机的三相电流，计算永磁同步电机在三相静止坐标系下定子电压方程，计算公式为：其中，r
s
为电枢电阻，ψ
a
、ψ
b
、ψ
c
分别为abc三相磁链，i
a
、i
b
、i
c
分别为abc三相的相电流，u
a
、u
b
、u
c
分别为abc三相的相电压；三相静止坐标系下磁链方程为：其中，l
aa
、l
bb
、l
cc
为abc三相的绕组自感，m
ab
为ab相的绕组互感，ψ
f
为永磁体磁链，θ为转子n极和a相轴线之间的夹角；s1.2、将步骤s1.1的永磁同步电机的三相电流进行克拉克变换得到i
α
、i
β
，使得三维坐标投影为二维度坐标；
s1.3、将i
α
、i
β
经过派克变换得到i
d
、i
q
，将二维坐标旋转角度θ，然后计算i
d
、i
q
与其设定值i
d
_ref、i
d
_ref的误差；s1.4、将步骤s1.3得到的误差输入两个pid控制器，得到dq坐标系下电压方程，计算公式为：其中，u
d
、u
q
为dq坐标系下电压，i
d
、i
q
为dq坐标系下电流，ψ
d
、ψ
q
为坐标系下磁链，l
d
、l
q
为dq坐标系下电感，ω
e
为转速；dq坐标系下磁链方程为：其中，v
d
为d轴电压；转矩方程为：t
c
＝3/2n
p
(ψ
d
i
q-ψ
q
i
d
)＝3/2n
p
(ψ
f
i
q
+(l
d-l
q
)i
d
i
q
)其中，t
c
为转矩，n
p
为极对数；s1.5、将u
d
、u
q
进行反派克变换得到u
α
、u
β
，利用u
α
、u
β
合成电压空间矢量，输入空间矢量脉宽模块进行调制，按照输出的编码值控制三相逆变器的mos管开关，驱动永磁同步电机。4.根据权利要求3所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s2的具体实现方法包括如下步骤：s2.1、定义一阶低通滤波器的表达式为：w
c
＝2π*f
c
其中，δh(s)为一阶低通滤波器，w
c
为滤波器的截止频率，s为复变量，f
c
为一阶低通滤波器的截止频率；s2.2、根据电路原理得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数为：其中，r为滤波器电阻，c为滤波器电容；令s＝jw，则一阶rc低通滤波在s域的传递函数为：s2.3、比较步骤s2.1和步骤s2.2中的公式，得到：然后计算lpf的截止频率的计算公式为：
s2.4、采用一阶后向差分法对步骤s2.2得到的一阶rc低通滤波电路的传递函数进行离散化处理，离散化的数学表达式为：其中，ts表示采样周期，z为离散化变换；得到lpf的数字化表达式为：s2.5、对步骤s2.4得到的lpf的数字化表达式进行变换，得到变换后的lpf的数字化表达式为然后进行差分方程转化，得到lpf的差分表达式为：s2.6、设置滤波系数将步骤s2.5得到的lpf的差分表达式进行变换，得到一阶低通滤波器：vout(n)＝1-αvout(n-1)+αvin。5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s3的具体实现方法包括如下步骤：s3.1、设置巴特沃斯低通滤波器用振幅的平方对频率的表达式为：其中，h
(s)
为用振幅的平方对频率表达巴特沃斯低通滤波器，s为极点；极点s的表达式为：5
211
＝e
jπ(2k-1+n)
s3.2、设置极点在单位圆上，且巴特沃斯低通滤波器的极点全部在负半平面单位与圆上，则得到单位圆上的极点公式为：其中，k＝1,2,3，
…
n；得到二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数表达式为：
s3.3、构建数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器，将步骤s3.2得到的二阶巴特沃斯低通滤波器采用双线性变换进行离散化后，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器。6.根据权利要求5所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s3.3的具体实现方法包括如下步骤：s3.3.1、设置在z域，二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率为f
d
，表达式为：利用双线性变换计算得到的s的表达式为：s的模拟的频率为：s3.3.2、利于步骤s3.3.1得到的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率计算数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，最后通过双线性变换法离散化，得到z域的差分方程，当fs>>fd时，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率f
a
的表达式为：s3.3.3、根据步骤s3.3.3得到的数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率，将二阶巴特沃斯低通滤波器传递函数去归一化，将数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率设置为fd，得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的截止角频率的表达式为：使用双线性变换离散化得到s的表达式为：s3.3.4、对数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数进行计算，令得到数字化的二阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数的表达式为：设置b0＝ω2，b1＝2ω2，b2＝ω2，c＝1+1.414ω+ω2，a1＝2ω
2-2，a2＝1-1.414ω+ω2，推导出以下表达式：
y
(z)
(c+a1z-1
+a2z-2
)＝x
(z)
(b0+b1z-1
+b2z-2
)设置则得到表达式：y
(z)
＝b0x
(z)
+b1x
(z-1)
+b2x
(z-2)-a1y
(z-1)-a2y
(z-2)
其中，c＝1+1.414ω+ω2，b0＝ω2/c，b1＝2ω2/c＝2b0，b2＝ω2/c＝b0，a1＝(2ω
2-2)/c＝2b0，a2＝(1-1.414ω+ω2)/c。7.根据权利要求6所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法，其特征在于，步骤s7根据步骤s6得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制，限制处理为设置阈值，在阈值范围内运行，超出阈值范围运行无效，阈值范围根据实际工况进行人工设置。8.电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法的步骤。9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法。

技术总结
电动汽车电机扭矩主动阻尼控制方法、电子设备及存储介质，属于电动汽车控制技术领域。为提高电动汽车的减震降噪性能。本发明基于永磁同步电机矢量控制方法构建永磁同步电机模型；设计一阶低通滤波器；设计巴特沃斯滤波器；利用构建的永磁同步电机模型对电动汽车电机进行矢量控制，将两相静止坐标系的电压调制为六路开关信号用于控制电动汽车电机的三相逆变器的开关与通断，得到电动汽车电机的转速电流输入一阶低通滤波器对电动汽车电机转速电流进行一阶低通滤波，得到一阶低通滤波后的电动汽车电机转速电流输入巴特沃斯滤波器进行二阶滤波，进行判断，得到的仲裁扭矩对进行电动汽车电机扭矩主动阻尼控制。本发明用于减震降噪。降噪。降噪。


技术研发人员：张凯 杨晓涛 赵玉吉 高超 张岩 良翰博 吴光宇 刘壮志 赵云凯 陆秉权 韩连涛 范磊 郭旭晓
受保护的技术使用者：哈尔滨电气科学技术有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/4