CN115416471A - 一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法 - Google Patents

一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法 Download PDF

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刘少文
查国涛
贺才春
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Abstract

本发明公开了一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其包括：步骤S1：对发动机转速信号进行补齐；步骤S2：对发动机转速信号进行数字滤波；步骤S3：利用发动机转速信号估计发动机振动基频并进行多阶参考信号的生成；步骤S4：进行次级通道辨识；步骤S5：将所取得的发动机转速信号和多阶参考信号应用于FxLMS算法，以提升FxLMS算法多阶振动抑制的能力。本发明具有能有效降低转速信号的无效波动、优化参考信号的生成、提升对多阶振动的主动控制效果等优点。

Description

一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法
技术领域
本发明主要涉及到发动机的控制技术领域，特指一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法。
背景技术
内燃机是以曲柄连杆机构组成的以往复运动为特点的热动力机。尽管在结构上还发展有回转式、凸轮盘式等，但当前主要应用的仍然是曲柄连杆机构，其具有周期性循环的工作特点，这使得内燃机中的零部件承受着周期性变动力的作用。内燃机发生各类振动现象的激励，主要来自气缸内的气体压力，以及由于主运动机构的运动而产生的惯性力。
而传统上的液压悬置和橡胶悬置无法从根本上抑制发动机的振动问题，主动悬置作为一种新型的主动隔振方法，能够大幅度抑制发动机的振动问题。但目前所采用的发动机主动悬置隔振方法中，发动机转速存在波动大的缺点，发动机的转速波动对参考信号生成的质量产生不利影响，最终降低了发动机主动悬置对发动机振动的抑制效果。这种无效波动使得参考信号质量下降，同时影响次级通道辨识结果的调用结果，导致振动控制效果下降，同时，目前的现有技术中均仅针对于发动机二阶振动的抑制，使得振动抑制效果较为有限，因此，为了取得更好的振动抑制效果，应当考虑对发动机进行多阶振动抑制。
例如有从业者提出了“一种基于拓展次级通道的FxLMS主动悬置控制方法”(中国专利申请CN107972466A)，技术方案为：在原有FxLMS数据处理方法的基础上，提出了拓展的次级通道的设计。该拓展的次级通道不仅包含传统次级通道的从输入电压到传递力的传递路径，还包含了传感器、控制器内的电子路径以及从传递力到加速度的传递路径，该拓展次级通道采用试验的方法进行辨识，最终以FIR滤波器或幅值与相位响应数表的形式嵌入控制方法模型中。该方案具有辨识方法简单、便捷，能极大的提高基于FxLMS数据处理方法的控制方法的鲁棒性能和跟随性能，避免FxLMS数据处理方法发散等优点。虽然，该技术方案采取的控制算法为经典的FxLMS算法，但是主要侧重点次级通道内涵的拓展，即将次级通道从仅包含输入电压到传递力的传递路径拓展为包含传感器、控制器内的电子路径以及从传递力到加速度的输入电压到传递力的传递路径。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能有效降低转速信号的无效波动、优化参考信号的生成、提升对多阶振动的主动控制效果的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其包括：
步骤S1：对发动机转速信号进行补齐；
步骤S2：对发动机转速信号进行数字滤波；
步骤S3：利用发动机转速信号估计发动机振动基频并进行多阶参考信号的生成；
步骤S4：进行次级通道辨识；
步骤S5：将所取得的发动机转速信号和多阶参考信号应用于FxLMS算法，以提升FxLMS算法多阶振动抑制的能力。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S1中，所述补齐的方法为对前若干个信号点的数据取均值。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S2中，将步骤S1中补齐后的发动机转速信号利用卡尔曼滤波的方式进行滤波处理，削减发动机转速信号中的无效波动。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S2中，将步骤S1中补齐后的发动机转速信号利用均值滤波的方式进行滤波处理，削减发动机转速信号中的无效波动。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，利用将步骤S2中滤波后的发动机转速信号得出发动机振动的p阶振动频率，p阶振动频率计算公式为f0＝p·n/60；并基于p阶振动频率利用相位累加的方式得出发动机振动的二阶振动频率对应的参考信号和四阶振动频率对应的参考信号，并将两阶参考信号进行相加，获得融合后的参考信号。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，通过一阶振动频率正余弦波叠加生成参考信号。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，进行次级通道辨识，并以相位-幅值数表的形式和线性插值的方式进行次级通道辨识结果的调用。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，利用实验的方式可以进行次级通道辨识。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，次级通道辨识结果以权值正弦分量-权值余弦分量的形式进行调用。
与现有技术相比，本发明的优点就在于：
1、本发明的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，可以有效降低发动机转速信号的无效波动，优化参考信号的生成和次级通道辨识结果的调用，同时兼顾到发动机的多阶振动控制，提升发动机主动悬置的振动抑制效果。
2、本发明的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，侧重点在于针对于参考信号生成的优化以及针对于发动机多阶振动的控制。本发明在原有的动力总成主动悬置FxLMS控制算法的基础上，针对多阶振动进行参考信号生成的改进，并对发动机转速信号进行陷波，进一步优化参考信号的生成，从而提升振动控制效果。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
图2是本发明在具体应用实例中的控制原理示意图。
图3是本发明在具体应用实例中滤波前后发动机转速信号对比示意图。
图4是本发明在具体应用实例中采用本发明方法前后主动悬置被动端加速度时域信号的对比示意图。
图5是本发明在具体应用实例中采用本发明方法前后主动悬置被动端频域信号的对比示意图。
图6是本发明在具体应用实例中采用本发明方法与经典FxLMS算法的时域效果的对比示意图。
图7是本发明在具体应用实例中采用本发明方法与经典FxLMS算法的频域效果的对比示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明的一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其步骤包括：
步骤S1：对发动机转速信号进行补齐；
由于发动机转速传感器机械结构中存在一个缺齿，因此实际采集的发动机转速信号中存在此缺齿对应的信号，会发生发动机转速突然降低的现象，因此在发明中，创新性地先对此发动机转速信号进行补齐。
在具体应用实例中，所述补齐的方法为对前若干个信号点的数据取均值。
步骤S2：对发动机转速信号进行数字滤波；
在本实例中，将步骤S1中补齐后的发动机转速信号利用卡尔曼滤波进行滤波处理，削减发动机转速信号中的无效波动，使发动机转速变化更为平顺。
在其他实施例中，还可以根据实际需要采用其他可以减少发动机转速无效波动的数字滤波算法，如均值滤波等，均应在本发明的保护范围之内。
步骤S3：利用发动机转速信号估计发动机振动基频并进行多阶参考信号的生成；
在本实例中，利用将步骤S2中滤波后的发动机转速信号得出发动机振动的p阶振动频率，p阶振动频率计算公式为f0＝p·n/60；并基于p阶振动频率利用相位累加的方式得出发动机振动的二阶振动频率(p＝2)对应的参考信号和四阶振动频率(p＝4)对应的参考信号，并将两阶参考信号进行相加，获得融合后的参考信号。
在其他实施例中，还可以根据实际需要采用别的形式的参考信号生成方式，如某一阶振动频率正余弦波叠加生成参考信号的方式，均应在本发明的保护范围之内。
同理，参考信号的生成并不仅限于二阶振动频率和四阶振动频率对应的参考信号，还可以包含更多阶振动频率所对应的参考信号。不同阶参考信号的融合也不仅限于简单相加，还包括其他易于想到的融合形势，均应在本发明的保护范围之内。
步骤S4：进行次级通道辨识；
进行次级通道辨识，并以相位-幅值数表的形式和线性插值的方式进行次级通道辨识结果的调用。
在具体应用实例中，利用实验的方式可以进行次级通道辨识，在此就不再赘述。
在其他实施例中，次级通道辨识结果可以以权值正弦分量-权值余弦分量的形式进行调用，均应在本发明的保护范围之内。
在其他实施例中，次级通道辨识结果不仅限于利用线性插值方式进行调用，还可以利用其他插值方式进行调用，均应在本发明的保护范围之内。
步骤S5：将所取得的发动机转速信号和多阶参考信号应用于FxLMS算法，以提升FxLMS算法多阶振动抑制的能力。
在本发明的方法中，FxLMS算法为有源振动噪声控制中被广泛使用的算法之一，其优势在于实现简单且运算量小，它源于Widrow所提出的LMS算法，在LMS算法的基础上利用次级通道对参考信号进行了滤波，提升了主动振动噪声控制效果。
如图2所示，为本示例中控制原理示意图，发动机振动通过初级通道传播到振动测量点，本实例目的即为消除发动机初级振动。在本实例中，首先通过数字滤波算法对发动机转速进行滤波，以达到消除发动机转速波动的目的，通过滤波后的发动机转速信息获取当前发动机二阶和四阶振动频率，通过相位累加方式分别计算二阶参考信号和四阶参考信号，将二阶参考信号和四阶参考信号通过算法进行融合，将融合后的信号与LMS算法获得的权值进行计算，得到了作动器控制信号，输入作动器进行初级振动的控制。同时，LMS算法权值获取方式为：将二阶参考信号和四阶参考信号分别利用次级通道进行滤波，将滤波后的参考信号结合误差传感器信号输入LMS算法进行迭代，最终获取了LMS算法权值。
在本发明中，在原本仅针对于二阶振动的基础上，利用相位累加方式生成二阶参考信号和四阶参考信号，这两种参考信号的生成方式相同，不同在于由转速信息获得的振动频率。生成二阶和四阶参考信号后，在FxLMS算法中分别利用次级通道对二阶参考信号和四阶参考信号进行滤波，获取二阶和四阶滤波后参考信号后，通过算法对参考信号进行融合。将融合后的参考信号输入LMS算法，结合误差传感器信号进行LMS权值迭代，最终获取较好的适合多阶振动控制的LMS权值，最终得到作动器控制信号。
在具体应用实例中，滤波前后发动机转速信号对比如图3所示，采用此算法前后主动悬置被动端加速度时域信号和频域信号对比如图4和5所示,此算法与经典FxLMS算法的时域效果和频域效果对比如图6和7所示。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1：对发动机转速信号进行补齐；
步骤S2：对发动机转速信号进行数字滤波；
步骤S3：利用发动机转速信号估计发动机振动基频并进行多阶参考信号的生成；
步骤S4：进行次级通道辨识；
步骤S5：将所取得的发动机转速信号和多阶参考信号应用于FxLMS算法，以提升FxLMS算法多阶振动抑制的能力。
2.根据权利要求1所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述补齐的方法为对前若干个信号点的数据取均值。
3.根据权利要求1所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，将步骤S1中补齐后的发动机转速信号利用卡尔曼滤波的方式进行滤波处理，削减发动机转速信号中的无效波动。
4.根据权利要求1所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，将步骤S1中补齐后的发动机转速信号利用均值滤波的方式进行滤波处理，削减发动机转速信号中的无效波动。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用将步骤S2中滤波后的发动机转速信号得出发动机振动的p阶振动频率，p阶振动频率计算公式为f0＝p·n/60；并基于p阶振动频率利用相位累加的方式得出发动机振动的二阶振动频率对应的参考信号和四阶振动频率对应的参考信号，并将两阶参考信号进行相加，获得融合后的参考信号。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过一阶振动频率正余弦波叠加生成参考信号。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，进行次级通道辨识，并以相位-幅值数表的形式和线性插值的方式进行次级通道辨识结果的调用。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，利用实验的方式可以进行次级通道辨识。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的基于转速陷波的动力总成主动悬置多阶振动控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，次级通道辨识结果以权值正弦分量-权值余弦分量的形式进行调用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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