CN114274963A - 一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法及系统，建立8自由度轴系强迫振动模型，以转速波动为观测对象，通过实验验证仿真模型精确度；然后以角加速度以及转速为控制目标，以电机扭矩为控制变量，采用模糊PID控制器主动抑制扭转振动。以均平方角加速度为扭转振动的评价指标；分析稳态和瞬态工况下扭转振动主动抑制效果；仿真结果表明，稳态工况下相比仅以转速为控制目标的PID控制方式，均平方角加速度降低68.3％；相比传统的PID控制方法，均平方角加速度降低29.0％。所提出的方法可以有效抑制增程器轴系的扭转振动。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力传动与安全技术领域，尤其涉及一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法及系统。
背景技术
增程式电动汽车(Range Extended Electric Vehicle；REEV)具有低排放、低污染和长续航的优点，在新能源汽车发展中被视为理想的过渡车辆。其与纯电动汽车(BatteryElectric Vehicle；BEV)的显著区别是增加了一个为动力电池提供电能，延长续航能力的由小功率发动机与发电机耦合的增程器。
扭振不仅会降低零部件寿命，还会影响整车的NVH性能。增程器的主要动力来源为发动机，而发动机在一个工作循环中，各气缸轮流点火产生间歇性力矩与活塞往复性运动的惯性力矩，使得发动机输出的力矩具有周期性波动特性，激励传动轴系进而引起增程器产生扭转振动。当达到共振频率时，甚至会使传动轴系扭转疲劳断裂，影响到动力总成的使用寿命。为了避免扭振带来的危害，不仅要在轴系设计初期要避免发动机频繁工作点与固有频率重合，还需要对其进行有效的控制。
为了减小扭振带来的危害，提高汽车动力性，国内外均对传动轴系系统扭振特性与主被动控制展开深入研究。车辆中降低扭振可通过被动控制半主动控制和主动控制。
针对传统内燃机扭振的主动控制，一般以内燃机为执行器，通过控制内燃机输出扭矩或扭矩补偿两种方法。为了提高控制系统在不同道路情况的稳定性，LU等考虑发动机的最大频率响应幅值，设计闭环模型预测控制(MPC)控制系统并进行实验验证；Guo等提出柴油机可变形轴扭振与速度控制系统耦合模型，通过PID控制器降低转速波动，达到降低输出扭矩波动额问题；通过同时考虑速度控制系统和提前喷射角的曲轴扭振，NI等人发现PID速度控制和提前喷射角对燃烧性能和施加在轴上的扭矩影响很大。
在混合动力汽车中，大多以发电机为控制对象，设计主动控制。ZHANG等人设计带有估计器的LGQ控制器，有效抑制了突然加速引起的振动；文献提出MPC主动减振控制器，并在Simlink进行瞬态和稳态验证有效性；针对模型复杂性与在线求解时长、很难实时问题，Constantin等使用MPC与基于Lyapunov函数和三惯量分段仿射Horizo n-1预测模型结合研究动力总成扭振主动控制；张贝贝等以发电机扭矩为控制变量，提出适合混合动力挖掘机扭振的PID主动控制，并根据实际工况仿真验证；为了提高PID控制器的鲁棒性，刘辉等人建立模糊PID控制器抑制纯电动汽车在冲击工况下传动轴系的扭振。
由于三缸发动机本身曲轴结构的原因，导致曲轴一阶往复惯性力矩、二阶往复惯性力矩和离心惯性力矩不平衡，造成发动机的振动和辐射噪声大等技术问题。
发明内容
为了上述技术问题，本发明提出一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，通过建立8自由度轴系强迫振动模型，以转速波动为观测对象，通过实验验证仿真模型精确度，然后以角加速度以及转速为控制目标，以电机扭矩为控制变量，采用模糊PID控制器主动抑制扭转振动，以均平方角加速度为扭转振动的评价指标，分析稳态和瞬态工况下扭转振动主动抑制效果。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，包括以下步骤：
构建8自由度轴系强迫振动模型，8自由度轴系强迫振动模型用于表示三缸发动机式的增程器系统的轴系仿真模型；
采用PID控制器，以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
采用模糊PID控制器，以角位移为输入，获取第二运动载荷；
根据第一运动载荷和第二运动载荷，获取控制信号；
将控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
优选地，在构建8自由度轴系强迫振动模型的过程中，8自由度轴系强迫振动模型包括：
其中，J1～J2为扭振减振器的转动惯量，J3～J5分别为三缸发动机各曲拐的等效转动惯量，J6～J7为双质量飞轮的转动惯量，J8为电机转子的转动惯量，k1～k7分别为各个轴段的扭转刚度，cr1～cr7分别为各个轴段的内部阻尼系数，T3～T5、T8分别为对发动机以及电机主动施加的外部激励，
为角加速度，θ为角位移，
为角速度。
优选地，在采用PID控制器的过程中，PID控制器的表达式为：
PID控制器的传递函数为：
其中，U(t)为控制器输出，e(t)为控制器输入；Kp、Ki、Kd分别为比例因子、积分因子、微分因子，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。
优选地，在采用模糊PID控制器的过程中，比例因子、积分因子、微分因子的表达式为：
其中，Kp、Ki、Kd分别为PID控制器参数的实际值，Kp0、Ki0、Kd0分别为参数的初始值，ΔKp、ΔKi、ΔKd分别为经过模糊推力各参数实时整定的增量。
优选地，在采用模糊PID控制器的过程中，角位移的表达式为：
其中，其中，
为角加速度，
为模糊控制器的输入，
分别为角加速度波动的最大值、最小值，a与模糊变量的变化范围有关。
优选地，模糊PID控制器的隶属函数为：
其中，a、b、c为确定参数，决定隶属函数的形状；x为输入变量。
优选地，在获取控制信号的过程中，将第一运动载荷和第二运动载荷求和并取负后，获取控制信号。
一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的系统，包括：
数据采集模块，用于采集三缸发动机式的增程器系统的系统数据；
系统仿真模拟模块，用于根据系统数据，对增程器系统进行仿真模拟，获取轴系仿真模型；
PID控制器模块，用于以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
模糊PID控制器模块，用于以角位移为输入，获取第二运动载荷；
控制器模块，用于根据第一运动载荷和第二运动载荷，生成控制信号，将控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
优选地，数据采集模块，包括角度传感器和转速传感器；
角度传感器用于采集角加速度波动；
转速传感器用于采集转速波动。
优选地，PID控制器模块和模糊PID控制器模块的输入端，还包括需求转速输入模块，需求输入转速模块用于为传动轴系输出转速提供需求转速，并通过PID控制器模块和模糊PID控制器模块，控制输出转速在需求转速附近波动。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提到的抑制方法相对于传统的抑制方法，对于不同转速、不同工况等工作情况的抑制效果更佳，且提高了转速的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的增程器轴系简化图；
图2为本发明所述的气缸压力数据；
图3为本发明所述的实验台架原理图；
图4为本发明所述的1600r/min仿真数据与实验数据对比；
图5为本发明所述的2500r/min仿真数据与实验数据对比；
图6为本发明所述的扭转振动主动抑制结构框图；
图7为本发明所述的等幅曲线；
图8为本发明所述的角加速度模糊PID控制器；
图9为本发明所述的E、EC、P、I、D隶属函数图；
图10为本发明所述的2000r/min时转速波动；
图11为本发明所述的2000r/min时角加速度波动；
图12为本发明所述的转速波动FFT分析；
图13为本发明所述的2000r/min时平方角加速度；
图14为本发明所述的S-PID平方角加速度波动；
图15为本发明所述的A-S-PID平方角加速度波动；
图16为本发明所述的A-Fuzzy-PID平方角加速度波动；
图17为本发明所述的瞬态工况角加速度；
图18为本发明所述的瞬态工况平方角加速度。
具体实施方式
下为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，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实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-18所示，本发明提供了一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，包括以下步骤：
构建8自由度轴系强迫振动模型，8自由度轴系强迫振动模型用于表示三缸发动机式的增程器系统的轴系仿真模型；
采用PID控制器，以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
采用模糊PID控制器，以角位移为输入，获取第二运动载荷；
根据第一运动载荷和第二运动载荷，获取控制信号；
将控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
进一步优选地，在构建8自由度轴系强迫振动模型的过程中，8自由度轴系强迫振动模型包括：
其中，J1～J2为扭振减振器的转动惯量，J3～J5分别为三缸发动机各曲拐的等效转动惯量，J6～J7为双质量飞轮的转动惯量，J8为电机转子的转动惯量，k1～k7分别为各个轴段的扭转刚度，cr1～cr7分别为各个轴段的内部阻尼系数，T3～T5、T8分别为对发动机以及电机主动施加的外部激励，
为角加速度，θ为角位移，
为角速度。
进一步优选地，在采用PID控制器的过程中，PID控制器的表达式为：
PID控制器的传递函数为：
其中，U(t)为控制器输出，e(t)为控制器输入；Kp、Ki、Kd分别为比例因子、积分因子、微分因子，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。
进一步优选地，在采用模糊PID控制器的过程中，比例因子、积分因子、微分因子的表达式为：
其中，Kp、Ki、Kd分别为PID控制器参数的实际值，Kp0、Ki0、Kd0分别为参数的初始值，ΔKp、ΔKi、ΔKd分别为经过模糊推力各参数实时整定的增量。
进一步优选地，在采用模糊PID控制器的过程中，角位移的表达式为：
其中，其中，
为角加速度，
为模糊控制器的输入，
分别为角加速度波动的最大值、最小值，a与模糊控制变量的变化范围有关。
进一步优选地，模糊PID控制器的隶属函数为：
其中，a、b、c为确定参数，决定隶属函数的形状；x为输入变量。
进一步优选地，在获取控制信号的过程中，将第一运动载荷和第二运动载荷求和并取负后，获取控制信号。
一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的系统，包括：
数据采集模块，用于采集三缸发动机式的增程器系统的系统数据；
系统仿真模拟模块，用于根据系统数据，对增程器系统进行仿真模拟，获取轴系仿真模型；
PID控制器模块，用于以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
模糊PID控制器模块，用于以角位移为输入，获取第二运动载荷；
控制器模块，用于根据第一运动载荷和第二运动载荷，生成控制信号，将控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
进一步优选地，数据采集模块，包括角度传感器和转速传感器；
角度传感器用于采集角加速度波动；
转速传感器用于采集转速波动。
进一步优选地，PID控制器模块和模糊PID控制器模块的输入端，还包括需求转速输入模块，需求输入转速模块用于为传动轴系输出转速提供需求转速，并通过PID控制器模块和模糊PID控制器模块，控制输出转速在需求转速附近波动。
实施例1：针对三缸发动机本身曲轴结构的原因，导致曲轴一阶往复惯性力矩、二阶往复惯性力矩和离心惯性力矩不平衡，造成发动机的振动和辐射噪声大。本发明提出一种模糊PID控制算法，利用发电机输出扭矩主动抑制扭转振动。以电机的扭矩为控制变量，以均平方加速度为控制目标，应用PID和模糊PID控制器分别对轴系的转速及扭转角加速度主动控制，进行仿真计算。提出均平方角加速度为扭转振动的评价指标，对比三种控制方式的主动控制效果。
一、增程器轴系建模与精度验证：
1.1建立增程器轴系仿真模型
增程器系统通常包括减震器、发动机、双质量飞轮、发电机以及电控系统等。为了研究方便，将轴系传动系统简化为当量系统模型，建立如图1所示8自由度振动模型。参数设置均依据某公司某款增程器设计参数设定；图中，J1～J2为扭振减振器；J3～J5分别为三缸发动机各曲拐的等效转动惯量；J6～J7为双质量飞轮的转动惯量；J8为电机转子的转动惯量；k1～k7分别为各个轴段的扭转刚度；cr1～cr7分别为各个轴段的内部阻尼系数；T3～T5、T8分别为对发动机以及电机主动施加的外部激励。
强迫振动是轴系传动系统受到外界的持续激励产生的振动，增程器的强迫振动模型受到的外部激励包括发动机气缸压力产生的作用力矩和发电机力矩。如图2所示为公司提供的三缸四冲程发动机气缸压力随曲轴转角变化的缸压数据曲线。
根据牛顿动量矩定理，建立如下强迫振动模型的微分方程：
将上式改写为如下矩阵形式：
式中，{θ}为各自由度的扭转角位移矢量；[T]为对发动机和发电机施加的外部激励；[J]为转动惯量矩阵；[C]为阻尼矩阵；[K]为扭转刚度矩阵。
1.2仿真模型实验验证：
通过对仿真模型与实验台架调试，以转速波动为观测目标，对比分析仿真结果与实验数据，验证仿真模型的有效性。实验台架原理如图3所示。以1600r/min、2500r/min为对比对象，截取稳定后实验数据。
如图4、图5所示：
在转速1600r/min下，仿真最大振幅96，实验最大振幅84，误差14.3％；
在转速2500r/min下，仿真最大振幅82，实验最大振幅86，误差4.7％；
两种转速工况下，实验与仿真的结果振幅相差较小，频率相近。
综上，对比实验数据与仿真数据，文中建立的模型与实际实验中的增程器模型在转速波动结果误差较小，吻合度较高，可以满足研究精度需求。
二、扭转振动主动抑制：
增程式电动汽车工作模式一般包括三种，纯电动模式、增程模式、制动能量回收模式。增程器在纯电动模式和制动能量回收模式中处于停机状态；在增程模式时，为了提高燃油经济性此时发动机一般工作在高效率点，即发动机大多以恒转速工作。
本发明控制策略的目标为降低扭转振动的角加速度波动以及转速波动。控制结构框图如图6所示。
为了控制传动轴系输出转速在需求转速附近波动，采用PID控制器，控制器以误差e为输入，动态载荷T2为输出。为了进一步提高控制效果，应用角加速度模糊PID控制器。模糊PID控制器以角位移θ为输入，动态载荷T1为输出。动态载荷T1、T2求和并取负，将控制信号传递给电机生成反向动态载荷，抵消不平衡力矩。
2.1、PID控制器设计
PID控制器以系统控制目标值与输出反馈值误差e(t)为输入，经过比例环节、积分环节、微分环节计算控制量，作用于控制对象，使输出达到最优，达到预期控制效果。PID控制系统的数学公式为：
传递函数为：
其中，U(t)为控制器输出；e(t)为控制器输入；Kp、Ki、Kd分别为比例因子、积分因子、微分因子；Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数。
表1
PID控制器参数整定对控制效果具有决定性作用。
参数整定顺序为先P后I最后D，Kpr是当阶跃信号为等幅震荡时的比例增益Kp，δk＝1/Kpr；Tk是等幅震荡时的周期。对转速PID控制器参数整定，如图7所示Kpr＝4.5，Tr＝0.02，代入表1所示经验公式，计算得Kp＝27、Ki＝270、Kd＝0.0024。由于Ki过大导致未达到预期控制效果，根据模型需求对Ki做进一步调整。
8自由度增程器轴系模型复杂，PID控制参数无法保持最优解。增程器传动轴系是非线性系统，为了简化控制器设计，提高控制器的鲁棒性，在角加速度PID控制器中应用模糊控制。
2.2模糊PID控制器设计
模糊控制器是一种模拟人类控制特征的语言控制器。模糊PID是在典型PID基础上应用模糊控制实时调校参数，以达到更优的控制效果，提高控制系统的鲁棒性。文中模糊控制器以角加速及角加速度的变化率为输入，控制器结构如图8所示。比例Kp、积分Ki、微分Kd计算公式为：
其中，Kp、Ki、Kd分别为PID控制器参数的实际值；Kp0、Ki0、Kd0分别为参数的初始值；ΔKp、ΔKi、ΔKd分别为经过模糊推力各参数实时整定的增量。
通过角度传感器测得发电机出扭转角位移，将角位移二次微分计算得到角加速度。由于计算得到角加速度可能不在模糊变量的论域内，需要经过归一化、模糊化数据处理，公式如下：
其中，
为角加速度；
为模糊控制器的输入；
分别为角加速度波动的最大值、最小值；a与论域有关，若文中论域设置为[-6,6]，则a＝6。
模糊变量E、EC、P、I、D分别代表模糊控制的输入参数
和输出。模糊化子集分为7个等级，即：NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB分别代表负大、负中、负小、适中、正小、正中、正大。
不同的隶属函数对控制器的性能有很大影响，隶属函数选择三角形，如图9所示，公式如下：
其中，a、b、c为确定参数，决定隶属函数的形状；x为输入变量。
设计合适的模糊控制规则是进行模糊控制的关键步骤，根据设计PID控制器参数的专家经验，制定相应的模糊规则，如表2～表4所示：
表2
表3
表4
三、仿真结果分析
为验证本发明所提策略的扭振抑制效果，选取增程器启动、停机与恒转速工况，进行仿真计算。
3.1稳态工况仿真结果
在稳态工况下，仿真时间为10s，步长0.001s，2000r/min的仿真结果，如图10～图13所示。其中，S-PID表示只使用转速PID控制器；S-A-PID表示使用转速PID控制器和角加速度PID控制器；A-Fuzzy-PID表示使用转速PID控制器和角加速度模糊PID控制器。
如图10所示，S-PID转速波动范围68。S-A-PID转速范围40，相比S-PID减小28，抑制率为41.2％。A-Fuzzy-PID转速波动范围34，相比S-PID减小34，抑制率为50.0％；相比S-A-PID减小6，抑制率为15.0％。
如图11所示，S-PID角加速度波动范围2902。S-A-PID角加速度波动范围2716，相比S-PID减小186，抑制率为6.5％。A-Fuzzy-PID角加速度波动范围2086，相比S-PID减小816，抑制率为28.1％；相比S-A-PID减小630，抑制率为23.2％。
如图12所示，对三种控制器的增程器传动轴系转速波动信号频域分析。A-Fuzzy-PID的不同频率谐波均大幅度衰减。
角加速的波动曲线无法直观评价扭转振动，平方角加速度可以更加直观对比角加速波动，如图13所示，是增程器轴系2000r/min时的平方角加速度的曲线图。
文中提出均平方角加速度(σ)为轴系扭转振动的评价指标，表达式：
其中，
为角加速的平方，
分别为增程器轴系起始角度和终止角度。计算结果分别是4.33×107，1.93×107，1.37×107。
表5
如表5所示，对比了三种控制方法对轴系抑制效果。除转速波动和角加速的波动以外，平方角加速度和均平方角加速度表明使用A-Fuzzy-PID可以有效抑制角加速度波动。
如图14～图16所示，分别为S-PID、A-S-PID、A-Fuzzy-PID不同转速下平方角加速度。随着转速增加，角加速波动越来越剧烈。
结果表明，A-S-PID在轴系中低转速时有一定的抑制效果，在高转速时与A-Fuzzy-PID有明显的差距。A-S-PID在低转速时的均平方角加速度最小，但在高转速时最大。A-Fuzzy-PID在不同转速下的角加速度均有抑制作用，随着转速的增大A-Fuzzy-PID抑制效果有所降低。A-Fuzzy-PID在高转速时平方角加速度的峰值略高于S-PID，均平方角加速度低于S-PID。
3.2瞬态工况仿真结果
在瞬态工况下，仿真时间为20s，步长0.001s。0～10秒输入信号，使轴系以匀加速达到3000r/min；第5秒轴系转动的加速度方向改变，开始匀减速直到第20秒转速为0。仿真结果如图17～图18所示。
结果表明，在瞬态工况下，加速过程和减速过程中，A-Fuzzy-PID抑制转速波动的效果最好，转速波动较小。S-PID转速波动最大，A-S-PID次之。
S-PID整个过程中角加速度均有较大波动，A-S-PID和A-Fuzzy-PID随着转速的提高，角加速度波动逐渐增大。当速度增加到3000r/min时，角加速度波动范围最大，平方角加速度达到峰值。在高转速时，A-S-PID的平方角加速度高于S-PID，A-Fuzzy-PID的平方角加速度是三者中最低。
根据式(8)，瞬态工况的均平方角加速度计算公式如下：
S-PID、A-S-PID和A-Fuzzy-PID计算结果分别为1.43×107、5.98×107和4.62×106。因此，瞬态工况下，A-Fuzzy-PID具有较好的扭振抑制效果。
四、结论：本发明针对增程器传动扭振主动抑制展开研究，建立8自由度强迫振动轴系模型，并通过实验验证仿真模型有效性。应用模糊PID控制器主动抑制扭转振动，分别在稳态工况和瞬态工况下仿真对比三种控制器对增程器扭转振动抑制效果，并提出扭转振动的评价指标，均平方角加速度。得出结论如下：
不同转速，抑制效果有差异，随转速增加，角加速度波动越剧烈。其中，A-Fuzzy-PID抑制效果最佳，A-S-PID只在转速较低情况下有一定抑制作用。
以转速2000r/min为例，对比S-PID，A-S-PID转速波动抑制41.2％，均平方角加速度减小6.5％；对比S-PID，A-Fuzzy-PID转速波动抑制50.0％，均平方角加速度减小28.1％；对比A-S-PID，A-Fuzzy-PID转速波动抑制15.0％，均平方角加速度减小23.2％。
在稳态工况和瞬态工况中，A-Fuzzy-PID均有较好的抑制效果，提高转速的均匀性。
针对电动汽车增程器系统扭转振动对乘客舒适性有重要影响的问题，提出一种扭转振动模糊PID控制算法。建立8自由度轴系强迫振动模型，以转速波动为观测对象，通过实验验证仿真模型精确度。然后以角加速度以及转速为控制目标，以电机扭矩为控制变量，采用模糊PID控制器主动抑制扭转振动。以均平方角加速度为扭转振动的评价指标。分析稳态和瞬态工况下扭转振动主动抑制效果。仿真结果表明，稳态工况下相比仅以转速为控制目标的PID控制方式，均平方角加速度降低68.3％；相比传统的PID控制方法，均平方角加速度降低29.0％。所提出的方法可以有效抑制增程器轴系的扭转振动。
Claims (10)
1.一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建8自由度轴系强迫振动模型，所述8自由度轴系强迫振动模型用于表示三缸发动机式的增程器系统的轴系仿真模型；
采用PID控制器，以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
采用模糊PID控制器，以角位移为输入，获取第二运动载荷；
根据所述第一运动载荷和所述第二运动载荷，获取控制信号；
将所述控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
2.根据权利要求1所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
在构建8自由度轴系强迫振动模型的过程中，所述8自由度轴系强迫振动模型包括：
其中，J1～J2为扭振减振器的转动惯量，J3～J5分别为三缸发动机各曲拐的等效转动惯量，J6～J7为双质量飞轮的转动惯量，J8为电机转子的转动惯量，k1～k7分别为各个轴段的扭转刚度，cr1～cr7分别为各个轴段的内部阻尼系数，T3～T5、T8分别为对发动机以及电机主动施加的外部激励，
为角加速度，θ为角位移，
为角速度。
3.根据权利要求2所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
在采用PID控制器的过程中，所述PID控制器的表达式为：
所述PID控制器的传递函数为：
其中，U(t)为控制器输出，e(t)为控制器输入；Kp、Ki、Kd分别为比例因子、积分因子、微分因子，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。
4.根据权利要求3所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
在采用模糊PID控制器的过程中，所述比例因子、积分因子、微分因子的表达式为：
其中，Kp、Ki、Kd分别为PID控制器参数的实际值，Kp0、Ki0、Kd0分别为参数的初始值，ΔKp、ΔKi、ΔKd分别为经过模糊推力各参数实时整定的增量。
5.根据权利要求4所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
在采用模糊PID控制器的过程中，所述角位移的表达式为：
其中，
为角加速度，
为模糊控制器的输入，
分别为角加速度波动的最大值、最小值，a与模糊变量的变化范围有关。
6.根据权利要求5所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
所述模糊PID控制器的隶属函数为：
其中，a、b、c为确定参数，决定隶属函数的形状；x为输入变量。
7.根据权利要求6所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的方法，其特征在于：
在获取控制信号的过程中，将所述第一运动载荷和所述第二运动载荷求和并取负后，获取所述控制信号。
8.一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集三缸发动机式的增程器系统的系统数据；
系统仿真模拟模块，用于根据所述系统数据，对所述增程器系统进行仿真模拟，获取轴系仿真模型；
PID控制器模块，用于以系统控制目标值与输出反馈值误差为输入，获取第一运动载荷；
模糊PID控制器模块，用于以角位移为输入，获取第二运动载荷；
控制器模块，用于根据所述第一运动载荷和所述第二运动载荷，生成控制信号，将所述控制信号传递给电机，生成反向动态载荷，用于抵消不平衡力矩。
9.根据权利要求8所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的系统，其特征在于：
所述数据采集模块，包括角度传感器和转速传感器；
所述角度传感器用于采集角加速度波动；
所述转速传感器用于采集转速波动。
10.根据权利要求9所述一种抑制三缸发动机式增程器系统扭转振动的系统，其特征在于：
所述PID控制器模块和所述模糊PID控制器模块的输入端，还包括需求转速输入模块，所述需求输入转速模块用于为传动轴系输出转速提供需求转速，并通过所述PID控制器模块和所述模糊PID控制器模块，控制所述输出转速在所述需求转速附近波动。
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