本發(fā)明屬于電機(jī)降噪，尤其涉及一種電機(jī)主動(dòng)降噪方法、主動(dòng)降噪系統(tǒng)以及電動(dòng)兩輪車。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源行業(yè)的高速發(fā)展，電動(dòng)兩輪車的電機(jī)噪聲問題愈發(fā)突出。目前電機(jī)噪聲抑制主要分為兩大類：一類為被動(dòng)降噪，主要通過優(yōu)化隔音結(jié)構(gòu)，替換隔音材料等方式進(jìn)行噪聲的吸收，如現(xiàn)有專利申請2022221558516公開的一種新能源車電機(jī)艙降噪裝置；一類為主動(dòng)降噪，例如優(yōu)化電機(jī)磁路、調(diào)整開關(guān)頻率、主動(dòng)抑制諧波等方式減小噪聲的產(chǎn)生。

2、在電機(jī)主動(dòng)降噪的方法中，利用發(fā)聲裝置發(fā)出與噪聲相反相位的聲波，使得主動(dòng)發(fā)出的聲波與噪聲相抵消，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪的方法應(yīng)用較為廣泛。現(xiàn)有利用該原理實(shí)現(xiàn)電機(jī)主動(dòng)降噪的方案中，大多數(shù)需要額外添加發(fā)聲裝置來發(fā)出反相位聲波，如現(xiàn)有專利申請2018221363564公開的新能源車電子駐車輪邊電機(jī)用降噪裝置，少部分需要在電機(jī)中添加額外的降噪線圈，現(xiàn)有電機(jī)主動(dòng)降噪的方法對(duì)于成本以及噪聲抑制裝置的體積的管控是不利的。在電機(jī)主動(dòng)降噪的方法中，通常對(duì)噪聲進(jìn)行采集時(shí)，如現(xiàn)有專利申請2020109650617公開的風(fēng)機(jī)的降噪方法，只采集噪聲源處的噪聲信息，再發(fā)出相應(yīng)的反向聲波，屬于開環(huán)控制，較難保證最終的噪聲抑制效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的電機(jī)主動(dòng)降噪較難保證最終的噪聲抑制效果的問題，本發(fā)明提供一種電機(jī)主動(dòng)降噪方法、主動(dòng)降噪系統(tǒng)以及電動(dòng)兩輪車。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下，一種電機(jī)主動(dòng)降噪方法，包括如下步驟：

3、s1.將采集到的噪聲源處的噪聲信號(hào)f1與人耳處的噪聲信號(hào)f2分別進(jìn)行快速傅里葉分析，得到噪聲源處的噪聲信號(hào)f1的頻譜特性，以及人耳處的噪聲信號(hào)f2的頻譜特性；

4、s2.基于人耳可聞聲波范圍20hz~20000hz，對(duì)采集到的噪聲源處的噪聲信號(hào)f1與人耳處的噪聲信號(hào)f2分別進(jìn)行處理，提取20hz~20000hz內(nèi)的噪聲信號(hào)，得到處理后的噪聲源處的噪聲信號(hào)fs1與人耳處的噪聲信號(hào)fs2；

5、s3.針對(duì)噪聲源處的噪聲信號(hào)fs1進(jìn)行反相處理后直接獲得前饋控制信號(hào)；

6、s4.針對(duì)人耳處的噪聲信號(hào)fs2經(jīng)噪聲抑制控制算法計(jì)算后獲得反饋控制信號(hào)；

7、s5.將前述前饋控制信號(hào)與反饋控制信號(hào)線性結(jié)合后獲得主動(dòng)降噪控制信號(hào)；

8、s6.通過電機(jī)控制器將前述的主動(dòng)降噪控制信號(hào)作為電機(jī)d軸電流注入電機(jī)中實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪。

9、作為優(yōu)選，所述噪聲抑制控制算法為pid算法。pid算法為現(xiàn)有的pid算法，但考慮到現(xiàn)有的pid算法較難快速準(zhǔn)確地跟蹤動(dòng)態(tài)信號(hào)，可以對(duì)pid算法進(jìn)行替換。

10、作為優(yōu)選，所述噪聲抑制控制算法為線性自抗擾控制算法。線性自抗擾控制算法為現(xiàn)有的線性自抗擾控制算法，將pid算法替換為線性自抗擾控制算法，在保證參數(shù)調(diào)節(jié)難度不上升的前提下，提升了瞬時(shí)響應(yīng)能力與抗擾能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，線性自抗擾控制算法在全頻段上都具有更好的噪聲抑制效果，尤其對(duì)于中低頻的噪聲抑制效果較佳，更適合對(duì)整個(gè)頻率段噪聲進(jìn)行抑制。

11、作為優(yōu)選，所述噪聲抑制控制算法為多路并聯(lián)的準(zhǔn)比例諧振控制算法。準(zhǔn)比例諧振控制算法為現(xiàn)有的準(zhǔn)比例諧振控制算法，提升了對(duì)特定幾個(gè)頻率噪聲的響應(yīng)能力，將pid算法替換為準(zhǔn)比例諧振控制算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定的幾個(gè)頻率噪聲進(jìn)行精準(zhǔn)抑制。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，準(zhǔn)比例諧振控制算法在特定頻率點(diǎn)的噪聲抑制極為優(yōu)秀，但是對(duì)其它頻段的噪聲抑制效果同pid算法相差不大，更適合特定幾個(gè)頻率點(diǎn)噪聲能量較大的場景。

12、進(jìn)一步地，所述前饋控制信號(hào)與反饋控制信號(hào)線性結(jié)合后獲得主動(dòng)降噪控制信號(hào)iout；其線性結(jié)合公式如下：，其中、為線性結(jié)合系數(shù)。通過調(diào)整兩個(gè)線性結(jié)合系數(shù)、，可以獲得更好的噪聲抑制效果。

13、一種電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)，該電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)采取了任一種上述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法；該電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)包括：

14、第一噪聲接收裝置，用于實(shí)時(shí)的電機(jī)噪聲的采樣，獲得噪聲源處的噪聲信號(hào)f1；

15、第二噪聲接收裝置，用于實(shí)時(shí)的人耳處噪聲的采樣，獲得人耳處的噪聲信號(hào)f2；

16、主控模塊，用于對(duì)采集到的噪聲源處的噪聲信號(hào)f1與人耳處的噪聲信號(hào)f2分別進(jìn)行快速傅里葉分析，獲得噪聲源處的噪聲信號(hào)f1的頻譜特性，以及人耳處的噪聲信號(hào)f2的頻譜特性；基于頻譜特性對(duì)采集到的噪聲源處的噪聲信號(hào)f1與人耳處的噪聲信號(hào)f2分別進(jìn)行處理，提取噪聲信號(hào)中20hz~20000hz的部分，得到可用于控制的噪聲源處的噪聲信號(hào)fs1與人耳處的噪聲信號(hào)fs2；針對(duì)噪聲源處的噪聲信號(hào)fs1進(jìn)行處理獲得前饋控制信號(hào)，針對(duì)人耳處的噪聲信號(hào)fs2進(jìn)行處理獲得反饋控制信號(hào)；以及前述前饋控制信號(hào)與反饋控制信號(hào)線性結(jié)合后獲得主動(dòng)降噪控制信號(hào)；

17、電機(jī)控制器，用于接收扭矩指令與用于主動(dòng)降噪的電機(jī)d軸電流指令，基于上述指令對(duì)電機(jī)d軸進(jìn)行控制；

18、以及電機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)正常的電機(jī)運(yùn)行，并且發(fā)出主動(dòng)降噪的反相聲波。

19、進(jìn)一步地，前饋控制信號(hào)經(jīng)過反相處理直接作為電機(jī)d軸電流指令的一部分，反饋控制信號(hào)經(jīng)過pid算法或線性自抗擾控制算法或準(zhǔn)比例諧振控制算法得到電機(jī)d軸電流指令的另一部分，這兩部分線性結(jié)合得到最終的電機(jī)d軸電流指令；所述線性結(jié)合的公式如下：，其中、為線性結(jié)合系數(shù)。通過調(diào)整兩個(gè)線性結(jié)合系數(shù)、，可以獲得更好的噪聲抑制效果。

20、一種電動(dòng)兩輪車，該電動(dòng)兩輪車包括任一種上述的電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)。

21、有益效果

22、1、本發(fā)明的電機(jī)主動(dòng)降噪方法及主動(dòng)降噪系統(tǒng)，利用電機(jī)自身運(yùn)行替代現(xiàn)有的揚(yáng)聲器作為反相聲波的發(fā)聲裝置，不用額外添加發(fā)聲設(shè)備，減少了硬件成本，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，減少了空間使用體積；

23、2、本發(fā)明的電機(jī)主動(dòng)降噪方法及主動(dòng)降噪系統(tǒng)，將主動(dòng)降噪電流指令注入到電機(jī)d軸中，使得電機(jī)在運(yùn)行過程中也可以同步發(fā)出反相降噪聲波，而對(duì)于電機(jī)正常運(yùn)行的扭矩影響極小，不影響電機(jī)本身運(yùn)行，可以在電機(jī)正常工作時(shí)進(jìn)行主動(dòng)降噪，拓展了主動(dòng)降噪的使用場景；

24、3、本發(fā)明的電機(jī)主動(dòng)降噪方法及主動(dòng)降噪系統(tǒng)，在電機(jī)殼體內(nèi)部噪聲源處，以及電機(jī)殼體外部更靠近人耳處都安放噪聲接收裝置，可以使得主動(dòng)降噪反相聲波響應(yīng)迅速，用于實(shí)現(xiàn)噪聲的閉環(huán)抑制，盡量壓低人耳處的噪聲，大幅提升降噪效果。

技術(shù)特征：

1.一種電機(jī)主動(dòng)降噪方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法，其特征在于：所述噪聲抑制控制算法為pid算法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法，其特征在于：所述噪聲抑制控制算法為線性自抗擾控制算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法，其特征在于：所述噪聲抑制控制算法為多路并聯(lián)的準(zhǔn)比例諧振控制算法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法，其特征在于：所述前饋控制信號(hào)與反饋控制信號(hào)線性結(jié)合后獲得主動(dòng)降噪控制信號(hào)iout；其線性結(jié)合公式如下：，其中、為線性結(jié)合系數(shù)。

6.一種電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)，其特征在于：該電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)采取了權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電機(jī)主動(dòng)降噪方法；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)，其特征在于：前饋控制信號(hào)經(jīng)過反相處理直接作為電機(jī)d軸電流指令的一部分，反饋控制信號(hào)經(jīng)過pid算法或線性自抗擾控制算法或準(zhǔn)比例諧振控制算法得到電機(jī)d軸電流指令的另一部分，這兩部分線性結(jié)合得到最終的電機(jī)d軸電流指令；所述線性結(jié)合的公式如下：，其中、為線性結(jié)合系數(shù)。

8.一種電動(dòng)兩輪車，其特征在于：該電動(dòng)兩輪車包括權(quán)利要求6或7任一項(xiàng)所述的電機(jī)主動(dòng)降噪系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電機(jī)降噪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電機(jī)主動(dòng)降噪方法，包括如下步驟：S1將采集到的噪聲源處的噪聲信號(hào)F1與人耳處的噪聲信號(hào)F2分別進(jìn)行快速傅里葉分析，得到噪聲源處的噪聲信號(hào)和人耳處的噪聲信號(hào)的頻譜特性；S2提取人耳可聞聲波內(nèi)的噪聲信號(hào)，得到處理后的噪聲源處的噪聲信號(hào)Fs1與人耳處的噪聲信號(hào)Fs2；S3對(duì)噪聲源處的噪聲信號(hào)進(jìn)行反相處理后獲得前饋控制信號(hào)；S4對(duì)人耳處的噪聲信號(hào)經(jīng)噪聲抑制控制算法計(jì)算處理后獲得反饋控制信號(hào)；S5將前述前饋控制信號(hào)與反饋控制信號(hào)線性結(jié)合后獲得主動(dòng)降噪控制信號(hào)；S6通過電機(jī)控制器將前述的主動(dòng)降噪控制信號(hào)作為電機(jī)d軸電流注入電機(jī)中實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪。

技術(shù)研發(fā)人員：陳果,周維
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州浩萬新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29