CN107431466B - 通过电流限制控制扬声器的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制外壳中的扬声器(14)的设备，包括：用于要再现的音频信号的输入；用于为扬声器提供激励信号的出口；以及用于根据所述音频信号计算在每一时刻(t)用于扬声器(14)的激励信号的至少一个预测电流(i_ref(t))的装置。所述设备包括能够通过向预测电流施加作为预测电流的函数的衰减增益，来将所述预测电流限制成低于阈值的受限电流值的衰减器(71)。

Description

通过电流限制控制扬声器的设备

技术领域

本发明涉及一种控制设备，尤其是用于控制扬声器外壳中的扬声器的控制设备，包括：用于再现的音频信号的输入；用于为扬声器提供激励信号的电源输出；计算装置，用于根据所述音频信号计算在每一时刻用于扬声器的激励电流的至少一个预测电流。

背景技术

供应给扬声器的电压通常为通过放大器放大的电压。电压放大器基于要广播的声音信号向扬声器施加与要再现的声音信号成比例的电压。

增益比例由用户期望的音量增益和放大器的电压增益确定。

放大器所传送的流经扬声器的电流取决于扬声器的阻抗。为了保护放大器和/或扬声器，可能需要限制该电流的瞬时幅度。这种限制必须在扬声器广播声音信号中没有引入噪音的情况下实施。

现有技术中提出的方法通常基于有源和/或无源电子电路的结合。无源电路不可调节，无法对设备进行微调与控制，并且无源电路在操作过程中可能会发生变化。有源和/或无源电路的工作原理通常包括引入与扬声器串联的电阻元件来减小电流，因此也在系统中引入了额外的损耗。这种方法需要设置位置安装额外的电子元件，因此更加昂贵，体积更大，更容易发生故障。

这些方法基于根据如下的扬声器模型，即基于施加到扬声器的电压估计扬声器电流，然后比较该电流与预定义的阈值，如果电流值超过该阈值则减少提供给扬声器的电压。该方法受到两个问题的困扰。首先，扬声器是一个复杂的动态机电系统，定义阈值是一项复杂的任务。其次，在特定的条件下，减小施加在扬声器上的电压会产生增加瞬时电流的效果，而不是减少瞬时电流。

用于限制施加在扬声器上电压或扬声器的膜(隔膜)的位移的限制装置已经在文献中被广泛描述。对于直接振幅限制，限制装置包括被称作压缩机(衰减器)的装置，或者对于间接振幅限制，限制装置包括使用由受限制的变量控制的可变频率滤波器的装置。

因此，对该电流的限制施加在电流传感器上，或施加在基于电压估计电流的电流估计装置和用于限制供给扬声器的电压的限制装置上。这些装置相对复杂并会通过校正施加到扬声器的电压对声音再现的质量产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种令人满意的控制扬声器的装置，其限制施加到扬声器上的电流，其操作简单，容易实现。

为此，本发明提供一种用于控制上述种类的扬声器的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括衰减器，所述衰减器能够通过向所述预测电流施加作为所述预测电流的函数的衰减增益，来将所述预测电流(i_ref(t))限制成低于上限值的受限电流值。

在具体实施例中，该控制设备包括以下一个或多个特征：

当所述受限电流值低于所述上限值时，所述衰减器能够施加介于0和1之间且趋近于1的衰减增益。

所述衰减增益满足以下关系：

如果│i_ref(t)│>i_max(t)，那么g_att(t)＝i_max(t)/│i_ref(t)│；

如果│i_ref(t)│<i_max(t)，那么g_att(t)＝g_att(t-T_s)+k×(1–g_att(t-T_s))；

其中，g_att(t-T_s)是衰减增益在前一计算步骤中的值，T_s是两次相继计算相隔的时间，

k是包括在]0,1[的常数；

i_max(t)是电流的上限值；

i_ref(t)是预测电流的值。

所述装置包括计算装置，所述计算装置用于基于要施加的电流计算要施加的电压值，并且所述要施加的电压取决于所述受限电流值；

在所述用于计算预测电流的计算装置的上游，所述控制设备包括能够应用滤波函数的期望模型，所述滤波函数定义期望信号的振幅与源自该模块的输入信号振幅值的比率关于频率的函数，并且，所述期望模型还能够基于对预测电流的滤波修改所述函数；

在所述滤波函数中，对于低于截止频率的频率，当频率趋近于0时，振幅的比率是收敛于0的函数；并且，所述期望模型能够根据所述预测电流修改所述截止频率；

所述期望模型包括以预定频率为中心的过滤器，所述过滤器能够在围绕所述预定频率的期望频带内减小电流；

所述期望模型能够根据所述预测电流修改所述滤波器的增益。

附图说明

阅读下文有助于对本发明的理解，下文仅通过举例的方式，并参考了以下附图，其中：

图1是声音再现装置的示意图；

图2是所述装置的声音再现的期望模型的曲线图；

图3是用于控制扬声器的控制单元的示意图；

图4是结构适配单元的详细示意图；

图5是用于计算动态参考变量的计算单元的详细示意图；

图6是表示扬声器的机械模型的电路示意图，其能够实现对配有通风口的扬声器外壳中的扬声器的控制；

图7是表示扬声器的电模型的电路的示意图，其能够实现对扬声器的控制；

图8是用于限制扬声器线圈中流动的电流的限制算法的流程图；

图9是扬声器电阻器的开环估计单元的第一实施例的示意图；

图10是扬声器的热模型的电路图；

图11是与图9相同的扬声器电阻器的闭环估计单元的实施例变型的示意图；

图12是配有无源散热器的、与图6相同的扬声器外壳的另一实施例示意图。

具体实施方式

已知，图1所示的声音再现装置10包括：用于产生音频信号的信号生成模块12，例如通过电压放大器16连接到带有外壳的扬声器14的数字盘驱动器。在音频源12和放大器16之间的控制单元18依次包括：对应于扬声器外壳行为的期望模型的期望模型20和控制设备22。所述期望模型是线性或非线性的。

根据一特定实施例，用于测量物理变量(例如扬声器的磁路的温度或在扬声器线圈中流通的电流强度)的测量回路23设置在扬声器14和控制设备22之间。

期望模型20独立于装置中使用的扬声器和其模型。

如图2所示，期望模型20是由期望信号的振幅S_{音频_ref}与源自模块12的输入信号的振幅S_音频的比率与频率的函数表示。

有利地，对于低于截止频率f_min的频率来说，所述比率是当频率趋近于0时收敛于0的函数，以便限制过低频率的再现，并且因此避免扬声器的膜(隔膜)的位置偏离制造商推荐的范围。

对高频来说也是类似的情况，当信号的频率超过f_max趋近于无穷大时，所述比率趋近于0。

所述期望模型能够连续修改，也就是说，在控制设备的每个计算步骤上，根据由控制设备22通过链路23B提供的预测电流强度i_ref来连续修改最小截止频率f_min，这会在下文中结合图8描述。

图3示出了位于放大器16输入端的控制设备22的详细结构。所述装置能够接收从期望模型20输出的要被再现的音频信号S_{音频_ref}作为输入，并且能够提供被提供给放大器16用于放大的用于激励扬声器的激励信号U_ref作为输出。考虑到扬声器14的非线性，所述信号U_ref会被适配。

控制设备22包括用于计算多个不同的变量的控制设备，其根据同时定义的其他变量的导数值或积分值来计算所述多个不同的变量。

出于计算的目的，在时刻n未知的变量值被认为与时刻n-1相应的值相等。优选的，时刻n-1的值通过使用在时刻n-1已知的高阶导数预测它们的1阶或2阶值来校正。

根据本发明，控制设备22在操作中使用部分地使用差分平坦度的原理进行控制，如此可以基于足够平滑的参考轨迹定义用于差分平坦系统的参考控制信号。

如图3所示，控制模块22接收源自期望模型20的要重现的音频信号S_{音频_ref}作为输入。用于根据放大器16的峰值电压以及用户控制的在0和1之间的衰减变量施加单位转换增益的单元24确保参考音频信号变为信号γ₀，所述信号γ₀是要重现的物理变量的映像。例如，所述信号γ₀可以是扬声器附近空气的加速度或者甚至是被扬声器14排出的空气的速度。在以下部分中，假设信号γ₀是由扬声器外壳使动的空气的加速度。

控制单元还包括位于放大单元24的输出端的结构适配单元25，所述结构适配单元用于基于所用扬声器的外壳的结构来对重现的信号进行结构适配。该单元能够基于相应的变量，在每个时刻针对扬声器的膜提供所需的参考变量A_ref，这里信号γ₀表示由包含扬声器的扬声器外壳使动的空气的位移。

因此，在所考虑的示例中，基于要再现的空气加速度γ₀计算得出的参考变量A_ref，是扬声器的膜的要再现的加速度γ₀，以确保扬声器的操作会给空气施加加速度γ₀。

图4详细展示了结构适配单元25。输入γ₀连接到配有端子的集成单元27，其输出本身连接到另一配有端子的积分单元28。

因此，在单元27和28的输出端可以分别获得加速度γ₀的第一积分v₀和第二积分x₀。

配有端子的积分单元由一阶低通滤波器形成，其特征在于截止频率为F_OBF。

使用配有端子的积分单元使得控制单元22使用的变量可为仅在有用的带宽中(即高于截止频率F_OBF的频率)作为彼此的导数或积分。这使得控制所用变量的低频偏移成为可能。

在正常操作下，按照不影响有用带宽中的低频中的信号的方式来选择截止频率F_OBF。

截止频率F_OBF比期望模型20中频率f_min的十分之一还小。

在扬声器外壳通风的情况下，即扬声器安装在通风口打开的盒子中，单元25按以下关系产生膜的期望参考加速度A_ref：

其中：

R_m2：扬声器外壳的声学泄露系数；

M_m2：通风口内空气质量的电感；

K_m2：扬声器外壳内空气的刚度；

x₀：通过通风口和膜排出的总空气的位置；

通过通风口和膜排出的总空气的速度；

排出总空气的加速度。

在这种情况下，所述膜的期望的参考加速度A_ref针对扬声器外壳的结构动态变量x_o、v_o被校正或调整，后者与涉及扬声器的膜的动态变量不同。

所述参考变量A_ref被引入计算单元26用于计算参考变量，所述参考变量能够提供在每一时刻参考变量的时间导数值dA_ref/dt以及该参考变量的分别对时间的一阶积分值V_ref和二阶积分值X_ref。

所有动态参考变量在下文表示为G_ref。

在图5中详细展示了计算单元26。一方面，输入A_ref连接到导数单元30，另一方面，配有端子的积分单元32的输出连接到另一个配有端子的积分单元34。

因此，单元30、32和34的输出分别对应加速度的导数dA_ref/dt，加速度的一阶积分V_ref和加速度的二阶积分X_ref。

配有端子的积分单元由一阶低通滤波器形成，其特征在于截止频率为F_OBF。

使用配有端子的积分单元使得控制单元22使用的变量可为仅在有用的带宽中(即高于截止频率F_OBF的频率)作为彼此的导数或积分。这使得控制所用变量的低频偏移成为可能。

在正常操作下，按照不影响有用带宽中的低频中的信号的方式来选择截止频率F_OBF。

截止频率F_OBF比期望模型20中频率f_min的十分之一还小。

控制设备22中的记忆存储器包括：机电参数表和/多项式组36以及电参数表和/或多项式组38。

表36和38通过接收的动态参考变量G_ref作为输入分别定义了机电参数P_meca和电参数P_elec。这些参数P_meca和P_elec分别是从如图6所示的扬声器的机械模型和如图7所示的扬声器电气模型得到的，其中，图6中的扬声器假设安装在通风的扬声器外壳中。

机电参数P_meca包括由扬声器的磁路产生并通过线圈捕获的磁通量Bl、扬声器的刚度K_mt(x,_D)、扬声器的机械粘性摩擦R_mt、整个扬声器组件的可移动质量M_mt、扬声器外壳中的空气刚度K_m2、扬声器外壳的声学泄漏R_m2、通风口中的空气质量M_m2。

图6所示为放置在通风扬声器外壳中的扬声器的机械-声学部件的模型，该部件在单个闭环电路中包括电压发生器40B1(x_D，i).i，其对应于在扬声器的线圈中流动的电流i产生的电动力。磁通量Bl(x_D,i)取决于膜的位置x_D以及流经线圈的电流强度i。

所述模型考虑了膜的机械粘性摩擦R_mt，该机械粘性摩擦R_mt对应于与线圈44串联的电阻器42，对应于膜的整体可移动质量M_mt，膜的刚度对应于电容C_mt(x_D)等于1/K_mt(x,_D)的电容器46。因此，刚度取决于膜的位置x_D。

考虑到通风口，使用了以下参数R_m2、C_m2和M_m2。

R_m2：扬声器外壳的声学泄露系数；

M_m2：相当于通风口内空气质量的电感；

扬声器外壳内空气的达标度；

在图6所示的模型中，它们分别对应并联的电阻器47、线圈48和电容器49。

在该模型中，不考虑由磁路的磁阻产生的力。

所使用的变量有：

扬声器膜的速度；

扬声器膜的加速度；

V_L：空气泄露速度；

_pV：从通风口输出的空气的速度；

通过通风口和膜排出的总空气的速度；

排出总空气的加速度。

一米处的总声压由下式给出：

其中，S_D为扬声器的有效横截面积，n_str＝2为发射的立体角数量。

图10对应的机械-声学方程如下所示：

不同变量间的关系如下式所示：

扬声器电气部分的模型如图7所示。

电参数P_elec包括线圈的电感L_e，副线圈的电感L₂和铁损耗当量R₂。

如图7所示的扬声器电气部分的模型是由闭环回路形成的。它包括与电阻器52串联的电动势U_e生成器50，所述电阻器代表扬声器线圈的电阻R_e。电阻器52与电感器L_e(x_D，i)串联，所述电感器代表扬声器线圈的电感。所述电感取决于流经线圈的电流强度i和膜的位置x_D。

考虑到因为涡流的缘故而产生的磁损耗和电感的变化，并联电路RL串联安装在线圈54的输出端。取决于膜的位置x_D和流经线圈的电流强度i的电阻器56的阻值R₂(x_D,i)代表铁损耗当量。类似的，取决于膜的位置x_D和流经线圈的电流强度i的线圈58的电感L₂(x_D,i)代表扬声器的寄生电感(para-inductance)。

同样串联安装在所述模型中的电压发生器60产生的电压Bl(x_D,i)v代表由线圈在由磁体产生的磁场中运动产生的反电动力，并且第二生成器62通过公式

产生的电压g(x_D,i).v代表电感随位置的动态变化所产生的影响。

通常来说，应当注意的是，在本模型中，由线圈捕获的磁通Bl、刚度K_mt和线圈电感L_e都取决于膜的位置x_D，其中电感Le和磁通Bl还取决于流经线圈的电流i。

优选的，除了取决于膜的位移x_D之外，线圈的电感L_e、电感L₂和项g还取决于电流强度i。

根据结合图6和图7解释的模型定义了以下公式：

控制模块22还额外包括了用于计算参考电流i_ref及其导数di_ref/dt的计算单元70。该单元接收动态参考变量G_ref、机械参数P_meca、变量x₀和v₀作为输入，对参考电流i_ref及其导数di_ref/dt的计算满足以下两式：

G₁(x_ref,i_ref)i_ref＝R_mtv_ref+M_mtA_ref+K_mt(x_ref)x_ref+K_m2x₀

其中

因此，可以基于通过精确分析计算输入的向量的值或者在需要的情况下通过基于G₁(x，i)复杂度的数字解决方案，通过代数计算得出电流i_ref及其导数di_ref/dt。

优选的，电流的导数di_ref/dt要么通过代数运算要么通过数值推导得出。

为了防止因为流经的电流过大而导致扬声器14的劣化，控制单元18一方面包括修改装置，另一方面包括电流压缩单元71，其中，所述修改装置用于根据由控制单元22预测并通过链路23B进行传输的电流i_ref(t)修改期望模型20的函数；所述电流压缩单元71用于压缩被适配的电流i_ref以使得单元71持续以低于最大上限值i_max(t)的值(i_ref)_施加(t)输出电流i_ref(t)。

所述用来修改期望模型的函数的修改装置和压缩单元71可操作为合并实现，或者只实现其中的一个。

压缩单元71形成为施加衰减增益g_att(t)的衰减器。如图3所示，它被设置在用于计算电流的计算单元70的输出端。

如图8所示的算法被控制单元有效执行以用于限制电流i_ref(t)以及因此计算电流(i_ref)_施加(t)。

在步骤72中，将由参考电流计算单元70预测的电流i_ref(t)提供给期望模型20和压缩单元71。所述电流取决于如前所述的时间。它被提供给计算单元70的每一计算步骤。

在步骤73中，电流i_ref(t)与扬声器的最大允许电流i_max(t)的一部分g.i_max(t)进行比较。系数g是介于0和1之间的值，其在设计单元18时被设置。

如果参考电流i_ref(t)高于g.i_max(t)，那么期望模型20会被修改，尤其是通过逐渐增加如图2所示的期望模型中的最小截止频率f_min来修改。期望模型在步骤74中以使截止频率的变化听不出的相对低的速度被逐渐修改。

因此，在所述实施例中，最小频率f_min在控制单元22计算一个新的i_ref(t)值的每一计算步骤中都会增加Δf。

作为变型，期望模型20包括以预定频率(在被接受的英文术语中也被称为峰值刻度)为中心的滤波器，其能够减少围绕预定频带的期望频带中的电流。

在这种情况下，滤波器的增益基于参考电流i_ref(t)在期望频带中被调整。在步骤74中，滤波器的增益下降的速度以预定的速率递增，以使听不出滤波器增益的变化。

根据本发明，最低截止频率f_min的变化和滤波器增益的变化可以有效的同步出现，或者根据可操作实现的实施例也可以彼此独立的出现。

在步骤75中，将参考电流的值i_ref(t)与最大电流值i_max(t)进行比较。

如果i_ref(t)比i_max(t)大，在步骤76中计算衰减增益g_att(t)。所述衰减增益g_att(t)由下式给出：

g_att(t)＝i_max(t)/│i_ref(t)│

在随后的步骤77中，通过下式计算之前计算出的衰减增益g_att(t)和参考电流i_ref(t)的乘积得到受限参考电流值(i_ref)_施加(t)：

(i_ref)_施加(t)＝g_att(t)×i_ref(t)

参考电流值(i_ref)_施加(t)在随后用作计算参考输出电压U_ref，所述U_ref会被放大并施加在扬声器14的端子上。

在步骤77的最后，再次利用控制设备22在随后的步骤中预测的新的参考电流i_ref(t)执行步骤72。

在步骤73中，如果参考电流值i_ref(t)低于gi_max(t),如果在步骤78A中的测试期间，截止频率f_min高于额定频率f_nominal，那么执行目的在于降低期望模型的截止频率的步骤78。步骤78与增大最小截止频率的步骤74相反，只要参考电流仍然低于最大电流的一部分gi_max(t)并且截止频率值f_min没有达到其额定值f_nominal，就从当前截止频率f_min减去增量Δf，以确保截止频率逐渐下降。

在一个实施例中，当滤波器的增益在步骤74中被修改时，滤波器的增益在步骤78中被增加一级。

在步骤78结束时或如果步骤78A的测试结果是否定的，步骤79中会基于在之前步骤中计算出的之前的衰减增益g_att(t-T_s)计算出一个新的衰减增益g_att(t)，以允许以取决于参数k的速率逐渐提升所述增益。增益g_att(t)可以通过下式计算得出：

g_att(t)＝g_att(t-T_s)+k×(1-g_att(t-T_s))

其中，g_att(t-T_s)是在之前计算步骤中得到的衰减增益的值，T_s是两次相继计算之间相隔的时间；

k是在]0,1[内的常数；

i_max(t)是电流上限值；

i_ref(t)是预测电流值。

如果在步骤75的测试结束时参考电流i_ref(t)低于电流i_max(t)，则相同的步骤79被有效的实施。

在计算新衰减增益g_att(t)之后，在步骤77中基于所述新的衰减增益计算新的所施加的参考电流i_ref(t)。

可以理解的是，参考电流i_ref(t)的预测计算使得考虑使用所述参考电流修改期望模型和计算施加的受限参考电流值(i_ref)_施加(t)成为可能，后者用于防止流经扬声器14的电流过高。

用于压缩参考电流i_ref的压缩单元71的存在避免了安装电流传感器以及安装通过额外电阻器降低扬声器14的电压的元件。

此外，控制设备22包括用于估计扬声器电阻Re的估计单元80。所述单元80接收动态参考变量G_ref、参考电流的强度(i_ref)_施加及其导数d(i_ref)_施加/dt以及取决于具体实施例的在扬声器磁路上测量的温度T_{m_测量}，或者测量的通过线圈的电流强度i_{_测量}作为输入。

在没有测量流通电流的情况下，估计单元80的组成如图9所示。它包括热模型84以及位于输入端的用于计算功率和参数的计算模块82。

所述热模型84基于计算的参数、确定的功率和测量温度T_{m_测量}计算电阻R_e。

图10给出了热模型的示意图。

在所述模型中，参考温度是扬声器外壳的内部空气的温度T_e。

所考虑的温度有：

T_b[℃]：线圈绕组的温度；

T_m[℃]：磁路的温度；

T_e[℃]：扬声器外壳内部的温度，假定为恒定或在理想状态下被测量。

所考虑的热功率有：

P_Jb[W]：由于焦耳效应而提供给线圈绕组的热功率；

如图9所示，所述热模型包括以下参数：

C_tbb[J/K]：线圈绕组的热容量；

R_thbm[K/W]：线圈绕组与磁路间的等效热阻；以及

R_thba[K/W]：线圈绕组与扬声器外壳内部温度间的等效热阻。

等效热阻考虑到了传导和对流对散热的影响。

电流流经线圈绕组产生的热功率P_Jb由下式给出：

P_Jb(t)＝R_e(T_b)i²(t)

其中R_e(T_b)是温度T_b下的电阻值；

R_e(T_b)＝R_e(20℃)×(1+4.10^-3(T_b-20℃))

其中R_e(20℃)是20℃下的电阻值。

图9给出的热模型如下所示：

所述方案使得可在每一时刻获得电阻R_e的值。

作为变型，如图11所示，当流经线圈的电流i被测量后，可以通过(例如比例积分型的)闭环估计器估计电阻R_e。这使得可通过使用比例积分校正器获得快速收敛时间。

最后，控制设备22还包括计算单元90，其用于基于动态参考变量G_ref、施加的参考电流(i_ref)_施加及其导数d(i_ref)_施加/dt以及电气参数P_elec和单元80计算出的电阻R_e计算参考输出电压U_ref。该用于计算参考输出电压的计算单元有效地使用以下两式：

因为简化的原因，在下式中(i_ref)_施加表示为i_ref：

在放大器16是电流放大器而不是之前所述的电压放大器的情况下，控制设备的单元38、80和90被去除并且将指示放大器的参考输出电流强度i_ref作为单元70的输出。

在扬声器外壳包括由膜组成的无源散热器的情况下，图6中的机械模型被图12所示的与图6中元件具有相同附图标记的模型所代替。所述模块包括串联的线圈M_m248、电阻器202和电容器204，其中线圈M_m2对应于作为无源散热器的膜的质量，电阻器和值为

的电容器分别对应于无源散热器的机械损耗R_m2和作为无源散热器的膜的机械刚度K_m3。膜的参考加速度A_ref由下式给出：

其中，x_0R通过高通滤波器过滤x₀给出：

因此，结构适配结构25包括串联的两个配有端子的积分器，其用于基于γ₀得到v₀和x₀，然后利用分别为机械损耗和作为无源散热器的膜的机械刚度常数的额外参数R_m3和K_m3通过高通滤波器根据x₀计算出x_0R。

Claims (6)

1.一种控制设备，用于控制位于扬声器外壳内的扬声器(14)，所述控制设备包括：

用于要再现的音频信号(S_音频)的输入；

用于为所述扬声器提供激励信号的电源输出；

计算装置，用于根据所述音频信号(S_音频)计算在每一时刻(t)用于所述扬声器(14)的激励信号的至少一个预测电流(i_ref(t))，

其特征在于，所述控制设备包括：衰减器(71)，其能够通过向所述预测电流( i_ref(t))施加作为所述预测电流(i_ref(t))的函数的衰减增益(g_att(t))，来将所述预测电流(i_ref(t))限制成低于上限值(i_max(t))的受限电流值((i_ref)_施加)，

其中，所述控制设备中不存在电流传感器，

在用于计算预测电流(i_ref(t))的计算装置的上游，所述控制设备包括能够应用滤波函数的期望模型(20)，所述滤波函数定义为期望信号的振幅(S_{音频_ref})与源自模块(12)的输入信号的振幅(S_音频)之间的比率关于频率的函数；并且，所述期望模型(20)能够基于对所述预测电流(i_ref(t))的滤波修改所述函数，

在所述滤波函数中，对于低于截止频率(f_min)的频率，当频率趋近于0时，振幅的比率是收敛于0的函数；并且，所述期望模型(20)能够根据所述预测电流(i_ref(t))修改所述截止频率(f_min)。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述受限电流值低于所述上限值(i_max(t))时，所述衰减器(71)能够施加介于0和1之间且趋近于1的衰减增益(g_att(t))。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述衰减增益(g_att(t))满足以下关系：

如果│i_ref(t)│>i_max(t)，那么g_att(t)＝i_max(t)/│i_ref(t)│；

如果│i_ref(t)│<i_max(t)，那么g_att(t)＝g_att(t-T_s )+k×(1–g_att(t-T_s))；

其中，g_att(t-T_s)是所述衰减增益在前一计算步骤中的值，T_s是两次相继计算相隔的时间；

k是包括在]0,1[中的常数；

i_max(t)是电流的上限值；

i_ref(t)是预测电流的值。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于基于要施加的电流(i_ref(t))计算要施加的电压(U_ref)的计算装置(80)，并且所述要施加的电压取决于所述受限电流值((i_ref)_施加(t))。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述期望模型(20)包括以预定频率为中心的滤波器，所述滤波器能够在围绕所述预定频率的期望频带内减小电流。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述期望模型(20)能够根据所述预测电流(i_ref(t))修改所述滤波器的增益。

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