CN104251202B - 抵消波动注入方法和装置以及泵的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抵消波动注入方法，其用于向基于变频器的泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入方法包括：向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)，其中，θ为电机轴的转角，m为要抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。还公开了一种包含上述抵消波动注入装置的泵的控制系统，以及包括该控制系统的泵系统。

Description

抵消波动注入方法和装置以及泵的控制系统

技术领域

本发明涉及泵，具体涉及一种抵消波动注入方法和装置，以及泵的控制系统。

背景技术

由液压泵产生的流速波动或压力波动（脉动）是液压系统中的系统振动和噪声的来源。压力波动也是对运动控制的扰动，其影响到运动的精度和可重复性。

图1示意性地示出了几种不同类型的液压泵的结构及流速波动模式。如图所示，对于外齿轮泵、轴向柱塞泵和叶轮泵来说，尽管所要求的流速是恒定的，但实际流速却是随着泵的转动而波动的。这是由于泵的机械结构造成的。

噪声影响到人类的听觉健康；振动降低了整个系统的可靠性；且降低的精度直接影响到液压机械生产的产品的质量。从各方面来看，压力波动减少了向客户提供的价值。因此，减少压力波动已成为学术界和工业界试图解决的核心问题之一。

目前用于减少流速和压力波动的大多数方法基于新颖的机械设计或者额外的诸如消声器或蓄能器等波动补偿器。这些方法通常不得不在成本、能量效率和系统动态响应之间进行权衡。例如，修改阀板设计的方法降低了能量效率；增加预压缩室增加了制造和部件成本，且降低了效率；在泵出口处增加蓄能器或消声器增加了部件成本和空间，降低了泵的动态性能。

可见，本领域中需要一种能够更有效和低成本地降低泵的噪声和振动的解决方案。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种抵消波动注入方法，其用于向泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入方法包括：向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：

f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)，

其中，θ为电机轴的转角，m为抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。

在本发明的另一个方面，提供了一种抵消波动注入装置，其用于向泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入装置包括：注入模块，被配置为向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：

f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)，

其中，θ为电机轴的转角，m为抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。

在本发明的又一个方面，提供了一种泵的控制系统，包括：上述抵消波动注入装置。

在本发明的再一个方面，提供了一种泵系统，包括：电机驱动器；电机；以及泵，其中，所述电机驱动器包括上述控制系统。

本发明的实施例的优点包括以下各项中的至少一项：有效地降低泵系统的噪声和振动，增加了系统的控制精度、稳定性、可重复性和工作寿命，提升了客户价值；是一种低成本的解决方案；不会损害系统的动态性能；不需要附加的部件和额外的空间。

附图说明

图1示意性地示出了不同类型的液压泵的结构及流速波动模式；

图2示意性地示出了本发明的通过向液压泵的控制系统注入抵消波动信号而使液压泵输出的流速和压力波动被抵消的基本思想；

图3示出了根据本发明的实施例的液压泵系统的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的控制系统的示意图；

图5示出了根据本发明的另一个实施例的控制系统的示意图；

图6示出了在测试演示液压泵系统中来自压力传感器的测量数据的图示；以及

图7示出了根据本发明的实施例的抵消波动注入装置的示意性结构框图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

考虑到目前越来越多的液压泵使用变频器来驱动，以实现灵活的速度或转矩控制，本发明提出了一种通过应用于变频器的控制方案来减轻液压泵的噪声和振动的解决方案，其不需要额外的硬件成本。图2示意性地示出了本发明的通过在控制系统中基本思想。如图所示，液压泵系统接收恒定转速信号，但产生了带有波动的液体流速。本发明的解决方案通过向液压泵的控制系统注入抵消波动信号，使液压泵输出的流速和压力中的波动被显著抵消。

现参照图3，其示出了根据本发明的实施例的液压泵系统300的示意图。如图所示，该液压泵300系统包括：电机驱动器310，电机320，以及液压泵330，其中电机驱动器310控制电机320的运转，而电机320驱动液压泵330。

所述液压泵330为应用任何场合的任何一种适当的液压泵，如柱塞泵、齿轮泵、叶轮泵等。所述电机320为适合于由变频器驱动的任何一种适当的电机，如永磁同步电机、三相交流异步电机等。所述电机驱动器310也可称为电机控制器，且在本发明的实施例中，为变频器，例如伺服驱动器等。如图所示且如本领域的技术人员所知的，变频器包括数字信号处理（DSP）控制器311和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）驱动电路312。DSP控制器根据用户输入的转速、压力等指令产生脉宽调制（PWM）信号，所述PWM信号控制IGBT驱动电路中各晶体管的通断，从而以适当的电流和/或电压驱动电机旋转。

根据本发明的实施例的控制系统位于DSP控制器311中，且由DSP控制器中的软件代码来实现。当然，也可以考虑所述软件代码已被固化在DSP控制器硬件中，这样该控制系统将由硬件来实现。

现参照图4，其示出了根据本发明的一个实施例的控制系统400的示意图。如图所示，该控制系统400包括压力控制器401、速度控制器402、电流控制器403、以及抵消波动注入装置404。

压力控制器401接收第四控制信号（例如，来自于用户设定的液压泵出口处的目标压力值）以及来自液压泵出口处的压力传感器的压力反馈信号这两者的组合作为输入，并输出第三控制信号。所述压力控制器401可以为任何一种适当的现有的（或新开发的）压力控制器，例如PID（比例积分微分）控制器等。

速度控制器402接收压力控制器401所输出的第三控制信号以及来自电机输出端的速度传感器的速度反馈信号这两者的组合作为输入，并输出第二控制信号。所述速度控制器402可以为任何一种适当的现有的（或新开发的）速度控制器，例如PI（比例积分）控制器等。

电流控制器403接收速度控制器402输出的第二控制信号、来自电机输入端的电流传感器的电流反馈信号、以及来自抵消波动注入装置404的电流抵消波动信号这三者的组合作为输入，并输出第一控制信号。所述第一控制信号通过PWM驱动电路（即IGBT驱动电路）驱动电机旋转，进而驱动液压泵运转。所述电流控制器402可以为任何一种适当的现有的（或新开发的）电流控制器，例如PI控制器等。由于电机输入端的电流正比于电机的转矩，因此对电流的控制相当于对转矩的控制，且电流控制器也可称为转矩控制器。

根据本发明的该实施例，所述抵消波动注入装置404根据电机轴的转角信号θ、电机转速信号ω以及液压泵的出口压力信号ｐ产生电流抵消波动抵消信号，并将该电流抵消波动信号注入到控制系统的电流回路中，即与电流控制器403输入端的第二控制信号、电流反馈信号组合后提供给电流控制器403。所述电机轴的转角信号θ可以来自于安装在电机上的角度传感器或速度传感器，所述电机转速信号ω可以来自于安装在电机上的速度传感器，或者是通过计算转角信号θ的时间变化率而得到，所述液压泵的出口压力信号ｐ可以来自于安装在液压泵输出端的压力传感器。

现参照图5，其示出了根据本发明的另一个实施例的控制系统500的示意图。如图5所示，该控制系统包括压力控制器401、速度控制器402、电流控制器403、抵消波动注入装置504。该控制系统与图4所示的控制系统的区别在于抵消波动注入装置504将速度抵消波动信号注入到速度回路中，而不是注入到电流回路中。

压力控制器401与图4所示实施例中的压力控制器401相同，故不再详细描述。

速度控制器402接收压力控制器401所输出的第三控制信号、来自电机输出端的速度传感器的速度反馈信号、以及来自抵消波动注入装置504的速度抵消波动信号这三者的组合作为输入，并输出第二控制信号。

电流控制器403接收速度控制器402输出的第二控制信号、来自电机输入端的电流传感器的电流反馈信号这二者的组合作为输入，并输出第一控制信号。所述第一控制信号通过PWM驱动电路驱动电机旋转，进而驱动液压泵运转。

根据本发明的该实施例，所述抵消波动注入装置504根据电机轴的转角信号θ、电机转速信号ω以及液压泵的出口压力信号ｐ产生速度波动抵消信号，并将该速度波动抵消信号注入到控制系统的速度回路中，即与电流控制器403输入端的第二控制信号、电流反馈信号组合后提供给电流控制器403。

根据本发明的实施例，该控制系统的核心模块为抵消波动注入装置404、504，该装置之外的所有其他模块可以是在工业机器及其他相关应用中广泛使用的“压力闭环控制”的常规实现，也可以是“流量闭环控制”或“转速闭环控制”的常规实现。如本领域技术人员可知的，图4和5中所示和以上描述的控制系统的结构仅为示例，而不是对本发明的限制。例如，压力控制器401与速度控制器402之间的位置关系可以与图示和描述的相反，该控制系统可以不包含所述压力控制器401和速度控制器402中的任一个或两个，该控制系统还可以包括其他的控制器、其他组件或控制回路，等等。

本发明的上述两个实施例（即将速度抵消波动信号注入速度回路中，或者将电流抵消波动信号注入电流回路中）的选择可取决于液压泵出口压力（或流量）波动在时间域中的频率。一般而言，电流控制回路的带宽（可高达1KHz）要远远高于速度控制回路的带宽（约100Hz）。根据经验，对于具有9个柱塞的柱塞泵来说，当转速小于300rpm时，可采用速度抵消波动信号注入方法。当转速小于3000rpm时，可采用电流抵消波动信号注入方法。

如上所述，抵消波动注入装置404、504的功能是获得来自压力传感器的压力信号和角度传感器的角度信号，并由此计算抵消波动信号，以修改电流或速度控制信号。由于液压泵输出的流量和压力中的波动生成取决于液压泵的内部结构，因此，根据本发明的实施例，所述抵消波动注入装置404、504产生的抵消波动信号为电机轴转角的周期函数，而不是时间的周期函数。

无论对于电流抵消波动信号注入还是对于速度抵消波动信号注入来说，需要确定要注入的抵消波动信号的如下三个要素：抵消波动信号的波形；抵消波动信号波形的幅度；抵消波动信号波形的时间偏移。在本发明的实施例中，使用正弦信号作为抵消波动信号分量的波形。这是基于任何周期性信号都可被分解为一组正弦谐波信号的原理。当然，在本发明的其他实施例中，也可以使用诸如方波、三角波等其他周期性信号作为抵消波动信号分量的波形，且以下描述的自动参数调整方法也适用于其他周期性信号。

根据本发明的实施例，待注入的抵消波动信号分量可以下式表示：

ｆ(θ)＝A_mcos(mθ+θ_m)

其中，θ为电机轴的转角，m为该抵消波动分量的谐波次数，A_m和θ_m为待确定的参数。

图6示出了在一测试演示液压泵系统中来自压力传感器的测量数据的图示。上半部分的图是具有本发明的抵消波动信号注入的压力信号与不具有本发明的抵消波动信号注入的压力信号的比较。从图中可见，本发明的波动抵消信号注入可减少高达60%的压力波动。下半部分的图是对波动信号的频谱分析。从该图可见，压力波动中的二次谐波已被本发明的波动抵消信号注入完全消除。

下面描述根据本发明的实施例的抵消波动注入方法，其用于向液压泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入方法包括：向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号可由下式表示：

f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θm)，

其中，θ为电机轴的转角，m为要抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。也就是说，在本发明的该实施例中，待注入的抵消波动信号包含一个或多个谐波分量。

根据本发明的实施例，所述抵消波动信号的参数是根据系统传感器的输出信号自动设定的，而不需要人工调节。所述系统传感器可以包括以下各项中的任何一个或多个：压力传感器、角度传感器、速度传感器、电流传感器、电压传感器等。

根据本发明的实施例，通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m，所述压力波动信号可以来自于压力传感器。也就是说，可以对所检测的液压泵输出的压力波动信号进行频谱分析，提取其各谐波分量，并获得各谐波分量的幅度和相位，然后构造具有相同幅度和相位的各抵消波动信号分量，并由各抵消波动信号分量构成该抵消波动信号，其中各抵消波动信号分量用于消除压力波动信号中的相应谐波分量。

可使用多种方法对压力波动信号进行频谱分析来获得各谐波分量的幅度和相位。在本发明的一个实施例中，使用快速付立叶变换（FFT）来对压力波动信号进行频谱分析。

在本发明的另一个实施例中，使用数字锁相环对压力波动信号进行频谱分析来获得谐波分量的幅度和相位。

根据本发明的实施例，所述数字锁相环基于以下公式：

在该公式中，θ为电机轴的转角，f(θ)为作为θ的函数的压力波动信号，m为压力波动信号中的信号谐波的次数，A_m为m次信号谐波的幅度，θ_m为m次信号谐波的相位。

如本领域的技术人员可知的，该公式是可以从压力波动信号的数学表达式f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)中得出的，且数字锁相环可通过数值积分来求解该公式。

本发明的方法基于如下两个假设：1）控制系统近似于线性时不变系统；2）电机在所关注的操作点以相对恒定的速度旋转。对于假设1），实验结果显示电机和泵的联合控制系统可由线性时不变系统很好地建模。对于假设2），“相对恒定”是指相对速度变化小于约10－20%。现场测试和分析表示这两个假设通常是成立的。

为了更好地抵消压力波动信号中的各信号谐波，根据本发明的实施例，提出了一种包括如下三个步骤的尝试－学习方法来获得所述参数A_m和θ_m：

在步骤1，对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m。该步骤可以通过FFT或数字锁相环来实现。

在步骤2，基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号。对于电流抵消波动信号注入来说，所述相应节点为电流节点；而对于速度抵消波动信号注入来说，所述相应节点为速度节点。

在步骤3，使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m。该步骤也可通过FFT或数字锁相环来实现。

通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

其中，

根据本发明的实施例，上述步骤1－4是针对压力波动信号中的各次信号谐波同时执行的，即同时确定各次信号谐波的相应参数A_m和θ_m，其所需时间与确定单次谐波的参数相同，且主要取决于频谱分析，例如FFT或数字锁相环。

对于高增益控制的情况，G_m较小，因此可能是敏感的。在这种情况下，可以使用以下公式计算x₁，来代替上述x₁计算公式：

其中，∈为任意小的数值。

以上描述了根据本发明的实施例的抵消波动注入方法。该抵消波动注入方法可由根据本发明的实施例的抵消波动注入装置404、504执行。如本领域的技术人员可知的，该方法可以通过对驱动电机的电机驱动器中的DSP控制器进行编程来实现，所述编程可以体现为存储在DSP控制器中的程序代码，或者可以固化在DSP控制器的硬件中。此外，应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，所述方法可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含和功能关系可以与所描述的不同。

现参照图7，其示出了根据本发明的实施例的抵消波动注入装置404、504的结构框图，该装置用于向液压泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入装置包括：注入模块710，被配置为向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：

f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)，

其中，θ为电机轴的转角，m为抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。

根据本发明的实施例，所述抵消波动信号的参数是根据系统传感器的输出信号自动设定的，而不需要人工调节。

根据本发明的实施例，所述系统传感器包括以下各项中的任何一个或多个：压力传感器、角度传感器、速度传感器、电流传感器、电压传感器。

根据本发明的实施例，该抵消波动注入装置404、504还包括：参数确定模块720，被配置为通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m。

根据本发明的一些实施例，所述参数确定模块720包括：频谱分析子模块721，以及参数计算子模块722，其中，

所述频谱分析子模块721被配置为对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m；

所述注入子模块722还被配置为基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号；

所述频谱分析子模块710还被配置为使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m；

所述参数计算子模块722被配置为通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

其中，

根据本发明的另一些实施例，所述参数计算子模块723被配置为通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

其中，

其中∈为任意小的数。

根据本发明的实施例，所述参数确定模块720进一步被配置为针对压力波动信号中的一组不同m次信号谐波同时执行通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m。

根据本发明的一些实施例，所述频谱分析子模块721通过快速付立叶变换进行频谱分析。

根据本发明的另一些实施例，所述频谱分析子模块721通过数字锁相环进行频谱分析。

根据本发明的进一步的实施例，所述数字锁相环基于以下公式：

在该公式中，θ为电机轴的转角，f(θ)为作为θ的函数的压力波动信号，m为压力波动信号中的信号谐波的次数，A_m为m次信号谐波的幅度，θ_m为m次信号谐波的相位。

根据本发明的实施例，所述注入模块710进一步被配置为将抵消波动信号注入到控制系统中的速度环路中。

根据本发明的实施例，所述注入模块710进一步被配置为将抵消波动信号注入到控制系统中的电流环路中。

如从以上描述可知的，在本发明的另一方面，还提供了一种基于变频器的液压泵的控制系统，其包括根据本发明的实施例的上述抵消波动注入装置。

并且，在本发明的又一方面，还提供了一种液压泵系统，其包括：电机驱动器；电机；以及泵，其中，所述电机驱动器包括上述控制系统。

以上描述了根据本发明的实施例的抵消波动注入装置、基于变频器的液压泵的控制系统以及液压泵系统。应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，所述装置和系统可具有更多、更少或不同的模块，且各模块之间的连接、包含和功能关系可以与所描述的不同。例如，通常由一个模块执行的功能也可以由另一个模块执行，不同模块可以任意组合或拆分，等等。

虽然以上描述了本发明的示例性实施例，但本发明并不局限于此。所属技术领域的技术人员可以做出各种改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。例如，可以设想本发明的技术方案也适用液压泵之外的其他流体泵。本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (26)

1.一种抵消波动注入方法，其用于向泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入方法包括：

向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：

f(θ)＝∑_mA_mcos(mθ+θ_m)，

其中，θ为电机轴的转角，m为抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。

2.根据权利要求1的抵消波动注入方法，其中，所述抵消波动信号的参数是根据系统传感器的输出信号自动设定的，而不需要人工调节。

3.根据权利要求2的抵消波动注入方法，其中，所述系统传感器包括以下各项中的任何一个或多个：压力传感器、角度传感器、速度传感器、电流传感器、电压传感器。

4.根据权利要求1的抵消波动注入方法，还包括：

通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m。

5.根据权利要求4的抵消波动注入方法，其中，所述通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m包括：

对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m；

基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号；

使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m；

通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

$A_m{e}^{{\mathrm{j\θ}}_m}=\frac{y_1}{y_1-y_2}{x}_1$

其中，

$y_1=B_m{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m},$ $y_2=C_m{e}^{j{\mathrm{\ψ}}_m},$ $x_1=\frac{B_m}{G_m}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m}.$

6.根据权利要求4的抵消波动注入方法，其中，所述通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m包括：

对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m；

基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号；

使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m；

通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

$A_m{e}^{{\mathrm{j\θ}}_m}=\frac{y_1}{y_1-y_2}{x}_1$

其中，

$y_1=B_m{e}^{{\mathrm{j\φ}}_m},$ $y_2=C_m{e}^{j{\mathrm{\ψ}}_m},$ $x_1=\frac{G_m{B}_m}{G_m^2+\∈}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m},$

其中∈为任意小的数。

7.根据权利要求5或6的抵消波动注入方法，其中，所述通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m是针对压力波动信号中的一组不同m次信号谐波同时执行的。

8.根据权利要求5或6的抵消波动注入方法，其中，所述频谱分析是通过快速付立叶变换实现的。

9.根据权利要求5或6的抵消波动注入方法，其中，所述频谱分析是通过数字锁相环实现的。

10.根据权利要求9的抵消波动注入方法，其中，所述数字锁相环基于以下公式：

${\∫}_0^{2\mathrm{\π}}f\left(\mathrm{\θ}\right)\cos \left(\mathrm{m\θ}\right)\mathrm{d\θ}=\frac{1}{2}{A}_m\cos \left({\mathrm{\θ}}_m\right),$

${\∫}_0^{2\mathrm{\π}}f\left(\mathrm{\θ}\right)\sin \left(\mathrm{m\θ}\right)\mathrm{d\θ}=-\frac{1}{2}{A}_m\sin \left({\mathrm{\θ}}_m\right),$

在该公式中，θ为电机轴的转角，f(θ)为作为θ的函数的压力波动信号，m为压力波动信号中的信号谐波的次数，A_m为m次信号谐波的幅度，θ_m为m次信号谐波的相位。

11.根据权利要求1的抵消波动注入方法，其中，所述抵消波动信号被注入到控制系统中的速度环路中。

12.根据权利要求1的抵消波动注入方法，其中，所述抵消波动信号被注入到控制系统中的电流环路中。

13.一种抵消波动注入装置，其用于向泵的控制系统注入抵消波动信号，该控制系统通过电机驱动器控制电机，该电机驱动泵，该抵消波动信号使得泵输出中的压力波动至少部分地被抵消，该抵消波动注入装置包括：

注入模块，被配置为向控制系统注入任意波形的抵消波动信号，该抵消波动信号由下式表示：

f(θ)＝Σ_mA_mcos(mθ+θ_m)，

其中，θ为电机轴的转角，m为抵消波动信号中的信号谐波的次数，A_m和θ_m为针对m次信号谐波的参数。

14.根据权利要求13的抵消波动注入装置，其中，所述抵消波动信号的参数是根据系统传感器的输出信号自动设定的，而不需要人工调节。

15.根据权利要求14的抵消波动注入装置，其中，所述系统传感器包括以下各项中的任何一个或多个：压力传感器、角度传感器、速度传感器、电流传感器、电压传感器。

16.根据权利要求13的抵消波动注入装置，还包括：

参数确定模块，被配置为通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m。

17.根据权利要求16的抵消波动注入装置，其中，所述参数确定模块包括：频谱分析子模块，以及参数计算子模块，其中，

所述频谱分析子模块被配置为对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m；

所述注入模块还被配置为基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号；

所述频谱分析子模块还被配置为使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m；

所述参数计算子模块被配置为通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

$A_m{e}^{j{\mathrm{\θ}}_m=\frac{y_1}{y_1-y_2}{x}_1}$

其中，

$y_1=B_m{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m},$ $y_2=C_m{e}^{j{\mathrm{\ψ}}_m},$ $x_1=\frac{B_m}{G_m}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m}.$

18.根据权利要求16的抵消波动注入装置，其中，所述参数确定模块包括：频谱分析子模块，以及参数计算子模块，其中，

所述频谱分析子模块被配置为对压力波动信号中的m次信号谐波进行频谱分析以获得其幅度B_m和相位φ_m；

所述注入模块还被配置为基于(B_m.φ_m)以及控制系统中的相应节点到压力节点的增益G_m，向控制系统注入以B_m/G_mcos(mθ+φ_m)表示的抵消波动信号；

所述频谱分析子模块还被配置为使用频谱分析计算压力波动信号中的m次信号谐波，以获得其更新的幅度C_m和相位ψ_m；

所述参数计算子模块被配置为通过下式计算要注入的抵消波动信号针对m次信号谐波的参数A_m和θ_m：

$A_m{e}^{j{\mathrm{\θ}}_m=\frac{y_1}{y_1-y_2}{x}_1}$

其中，

$y_1=B_m{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m},$ $y_2=C_m{e}^{j{\mathrm{\ψ}}_m},$ $x_1=\frac{G_m{B}_m}{G_m^2+\∈}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_m},$

其中∈为任意小的数。

19.根据权利要求17或18的抵消波动注入装置，其中，所述参数确定模块进一步被配置为针对压力波动信号中的一组不同m次信号谐波同时执行通过提取压力波动信号中的m次信号谐波的相应参数确定所述A_m和θ_m。

20.根据权利要求17或18的抵消波动注入装置，其中，所述频谱分析子模块通过快速付立叶变换进行频谱分析。

21.根据权利要求17或18的抵消波动注入装置，其中，所述频谱分析子模块通过数字锁相环进行频谱分析。

22.根据权利要求21的抵消波动注入装置，其中，所述数字锁相环基于以下公式：

${\∫}_0^{2\mathrm{\π}}f\left(\mathrm{\θ}\right)\cos \left(\mathrm{m\θ}\right)\mathrm{d\θ}=\frac{1}{2}{A}_m\cos \left({\mathrm{\θ}}_m\right),$

${\∫}_0^{2\mathrm{\π}}f\left(\mathrm{\θ}\right)\sin \left(\mathrm{m\θ}\right)\mathrm{d\θ}=-\frac{1}{2}{A}_m\sin \left({\mathrm{\θ}}_m\right),$

在该公式中，θ为电机轴的转角，f(θ)为作为θ的函数的压力波动信号，m为压力波动信号中的信号谐波的次数，A_m为m次信号谐波的幅度，θ_m为m次信号谐波的相位。

23.根据权利要求13的抵消波动注入装置，其中，所述注入模块进一步被配置为将抵消波动信号注入到控制系统中的速度环路中。

24.根据权利要求13的抵消波动注入装置，其中，所述注入模块进一步被配置为将抵消波动信号注入到控制系统中的电流环路中。

25.一种基于变频器的泵的控制系统，包括：

根据权利要求13－24中任何一个的抵消波动注入装置。

26.一种泵系统，包括：变频器；电机；以及泵，其中，所述变频器包括根据权利要求25的控制系统。