CN116073718A - 电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质，涉及电机控制技术领域，所述方法包括：采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压指令中，以进行所述电机的噪音抑制。本申请解决了目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质。
背景技术
电机在新能源汽车和家电等领域有着广泛的应用。但电机在运行时可能由于反电动势谐波、逆变器死区效应、齿槽转矩等因素而产生微小振动。这些微小振动会在特定频率经由外部结构放大产生噪声，影响用户体验。
目前使用电机控制技术抑制电机噪音的方式通常是根据电流、转矩、转速等变量，并利用控制算法来减少电机运行时的振动，从而达到抑制电机噪音的目的。然而在实际应用中，由于传感器精度、采样精度等问题，电机的微小振动并不会体现在电流、转矩、转速等变量上，因此无法进行精确的补偿，导致了部分应用的电机噪音抑制精准性较低。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质，旨在解决目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种电机噪音抑制方法，所述电机噪音抑制方法包括：
采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；
向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；
将各所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压中，以进行所述电机的噪音抑制。
可选的，所述采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率的步骤包括：
通过预设声音分析设备在所述电机运行时进行噪音采集，得到所述噪音分布频谱；
基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率。
可选的，所述基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率的步骤包括：
在所述噪音分布频谱中提取出超过预设声音强度阈值的各第一噪音频率；
在各所述第一噪音频率中提取出与所述预设基准频率存在整数倍关系的各所述待优化噪音频率。
可选的，所述电压参数包括谐波电压相位和谐波电压幅值，所述向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值的步骤包括：
向所述交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率中的第一待优化噪音频率的谐波电压，设置所述谐波电压的谐波电压相位、谐波电压相位调整方向、谐波电压幅值和谐波电压幅值调整方向，获取所述第一待优化噪音频率的噪音幅值；
基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位；
基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值，停止注入所述第一待优化噪音频率的谐波电压；
所述最优谐波电压相位和所述最优谐波电压幅值共同生成所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值；
重复上述步骤，生成剩余待优化噪音频率的谐波电压的谐波电压补偿值，将所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值与所述剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值共同作为所述待优化噪音频率的谐波电压补偿值。
可选的，所述谐波电压相位调整方向包括正方向和负方向，所述基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位的步骤包括：
若所述谐波电压相位调整方向为正方向，则增加所述谐波电压相位；
若所述谐波电压相位调整方向为负方向，则减少所述谐波电压相位。
可选的，所述获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位的步骤包括：
若所述第一变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压相位调整方向；
若所述第一变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压相位调整方向不变；
若当前谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压相位调整，选取该谐波电压相位作为最优谐波电压相位；
否则返回步骤：基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获得所述噪音幅值的第一变化状态。
可选的，所述谐波电压幅值调整方向包括正方向和负方向，所述基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值的步骤包括：
若所述谐波电压幅值调整方向为正方向，则增加所述谐波电压幅值；
若所述谐波电压幅值调整方向为负方向，则减少所述谐波电压幅值。
可选的，所述获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值的步骤包括：
若所述第二变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压幅值调整方向；
若所述第二变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压幅值调整方向不变；
若当前谐波电压幅值在正方向与负方向的所述第二变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压幅值调整，选取该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值；
否则返回步骤：基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获得所述噪音幅值的第二变化状态。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种电机噪音抑制装置，所述电机噪音抑制装置包括：
提取待优化噪音频率模块，用于采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；
获得谐波电压补偿值模块，用于向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；
噪音抑制模块，用于将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压中，以进行所述电机的噪音抑制。
可选的，所述提取待优化噪音频率模块还用于：
通过预设声音分析设备在所述电机运行时进行噪音采集，得到所述噪音分布频谱；
基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率。
可选的，所述提取待优化噪音频率模块还用于：
在所述噪音分布频谱中提取出超过预设声音强度阈值的各第一噪音频率；
在各所述第一噪音频率中提取出与所述预设基准频率存在整数倍关系的各所述待优化噪音频率。
可选的，所述获得谐波电压补偿值模块还用于：
向所述交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率中的第一待优化噪音频率的谐波电压，设置所述谐波电压的谐波电压相位、谐波电压相位调整方向、谐波电压幅值和谐波电压幅值调整方向，获取所述第一待优化噪音频率的噪音幅值；
基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位；
基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值，停止注入所述第一待优化噪音频率的谐波电压；
所述最优谐波电压相位和所述最优谐波电压幅值共同生成所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值；
重复上述步骤，生成剩余待优化噪音频率的谐波电压的谐波电压补偿值，将所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值与所述剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值共同作为所述待优化噪音频率的谐波电压补偿值。
可选的，所述获得谐波电压补偿值模块还用于：
若所述谐波电压相位调整方向为正方向，则增加所述谐波电压相位；
若所述谐波电压相位调整方向为负方向，则减少所述谐波电压相位。
可选的，所述获得谐波电压补偿值模块还用于：
若所述第一变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压相位调整方向；
若所述第一变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压相位调整方向不变；
若当前谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压相位调整，选取该谐波电压相位作为最优谐波电压相位；
否则返回步骤：基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获得所述噪音幅值的第一变化状态。
可选的，所述获得谐波电压补偿值模块还用于：
若所述谐波电压幅值调整方向为正方向，则增加所述谐波电压幅值；
若所述谐波电压幅值调整方向为负方向，则减少所述谐波电压幅值。
可选的，所述获得谐波电压补偿值模块还用于：
若所述第二变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压幅值调整方向；
若所述第二变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压幅值调整方向不变；
若当前谐波电压幅值在正方向与负方向的所述第二变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压幅值调整，选取该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值；
否则返回步骤：基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获得所述噪音幅值的第二变化状态。
本申请还提供一种电机噪音抑制设备，所述电机噪音抑制包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电机噪音抑制程序，所述电机噪音抑制程序被所述处理器执行时实现如上述的电机噪音抑制方法的步骤。
本申请还提供一种可读储存介质，所述可读存储介质上存储有电机噪音抑制程序，所述电机噪音抑制程序被处理器执行时实现如上述的电机噪音抑制方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电机噪音抑制方法的步骤。
本申请提供了一种电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质，与目前通过根据电流、转矩、转速等变量，并利用控制算法来减少电机运行时的振动的方式，从而达到抑制电机噪音的目的相比，本申请首先采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值，无需在直轴电压中注入谐波电压，进一步降低了本申请的复杂程度；将各所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压中，以进行所述电机的噪音抑制。本申请通过提取出电机运行时的噪音分布频谱中的各待优化噪音频率，从而获取各待优化噪音频率的谐波电压，并对各谐波电压的电压参数进行调整，获得各谐波电压补偿值，进而将各谐波电压补偿值叠加至交轴电压中，以进行电机的噪音抑制，实现了抑制电机运行时产生的无法体现在电流、转矩、转速等变量上的噪音的目的，不依赖于电流、转矩、转速等与电机噪音间接相关量的检测和分析，而是转换为电机实际运行的噪音频谱作为直接分析参照，提高了电机噪音抑制的精准性。
附图说明
图1为本申请电机噪音抑制方法中第一实施例的流程示意图；
图2为本申请电机噪音抑制方法中涉及的直轴交轴示意图；
图3为本申请电机噪音抑制方法中步骤S21至步骤S25的流程示意图；
图4为本申请电机噪音抑制方法中涉及的装置示意图；
图5为本申请电机噪音抑制方法中涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。
目前关于抑制电机噪音的方式通常是根据电流、转矩、转速等变量，并利用控制算法来减少电机运行时的振动，从而达到抑制电机噪音的目的。比如提取电流谐波或转矩谐波的幅值，再补偿至控制器中，实现电机运行振动的减少。然而在实际应用中，由于传感器精度、采样精度等问题，电机的微小振动并不会体现在电流、转矩、转速等变量上。尤其在无感FOC(Field Oriental Control，磁场导向控制)方案中，转矩和转速无法直接获取，从而导致提取出的估算幅值偏离真实值，无法进行补偿，进而导致了电机噪音抑制的精准性较低。
本申请实施例提供一种电机噪音抑制方法，在本申请电机噪音抑制方法的第一实施例中，参照图1，所述电机噪音抑制方法包括：
步骤S10，采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；
步骤S20，向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；
步骤S30，将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压指令中，以进行所述电机的噪音抑制。
在本实施例中，需要说明的是，所述噪音分布频谱是指所述电机在运行时所产生的噪音的分布频谱，用于后续提取出各所述待优化噪音频率；所述待优化噪音频率是指在所述噪音分布频谱中需要进行调整优化的噪音频率；所述电压参数包括谐波电压相位和谐波电压幅值，用于调整优化后叠加至交轴电压中，以抑制电机噪音；所述交轴电压又称q轴电压，如图2所示，交轴与图中的NS极磁铁垂直，即相交关系，所以叫做交轴，交轴用于控制力矩的大小，直轴电压即d轴电压与图中的NS极形成的磁铁同方向，即是平行关系，所以叫做直轴，用于控制磁场的大小，因此在本实施例中选择仅在交轴电压中进行电压注入以及叠加谐波电压补偿值即可抑制电机噪音，无需在直轴电压中进行操作，有效减少了电机噪音抑制过程的复杂程度，使得电机噪音抑制过程更加简易化；所述电压参数包括谐波电压相位和谐波电压幅值；所述谐波电压补偿值由依次注入的各待优化噪音频率的谐波电压补偿值共同组成，用于叠加至交轴电压中，以抑制电机噪音。
作为一种示例，所述噪音分布频谱可由声音分析设备获取，所述声音分析设备是指噪音的测量仪器，比如噪音频谱分析仪，也可由控制器通过麦克风采集声音信息通过处理获取，采集噪音分布频谱的方式在此不做限制。
其中，采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率的步骤包括：
步骤S11，通过预设声音分析设备在所述电机运行时进行噪音采集，得到所述噪音分布频谱；
步骤S12，基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率。
在本实施例中，需要说明的是，预设基准频率通常选择电机相电流的频率，本方案根据所述预设基准频率提取出各所述待优化噪音频率，提高了各所述待优化噪音频率的提取效率，进而提升了电机噪音抑制过程的效率。需要注意的是，通过电机控制优化电机噪声的方式通常只可优化电机相电流整数倍频率的噪声，因此本方案只选取电机相电流整数倍频率的噪音作为待优化噪音频率。
其中，所述基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率的步骤包括：
步骤S121，在所述噪音分布频谱中提取出超过预设声音强度阈值的各第一噪音频率；
步骤S122，在各所述第一噪音频率中提取出与所述预设基准频率存在整数倍关系的各所述待优化噪音频率。
在本实施例中，需要说明的是，声音强度会随着声音采集设备的安装位置及电机运行状态等多因素影响，同时通常低频段会有着更高的声音强度，因此不同的频率段可设置不同的声音强度阈值，具体的数值可由实施者根据实际采集的噪声频谱或者经验选取。
其中，参照图3，所述向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值的步骤包括：
步骤S21，向所述交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率中的第一待优化噪音频率的谐波电压，设置所述谐波电压的谐波电压相位、谐波电压相位调整方向、谐波电压幅值和谐波电压幅值调整方向，获取第一待优化噪音频率的噪音幅值；
步骤S22，基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位；
步骤S23，基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值，停止注入所述第一待优化噪音频率的谐波电压；
步骤S24，所述最优谐波电压相位和所述最优谐波电压幅值共同生成所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值；
步骤S25，重复上述步骤，生成剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值，将所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值与所述剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值共同作为所述待优化噪音频率的谐波电压补偿值。
在本实施例中，需要说明的是，根据不同的应用对象，各所述待优化噪音频率的数量是不定的，它可以为两个，即包括第一待优化噪音频率ω1和第二待优化噪音频率ω2，也可以为一个或更多个；当谐波电压频率确定后，谐波电压由谐波电压相位与谐波电压幅值确定，谐波电压相位调整方向为最优谐波电压相位的搜寻方向，包括正方向和负方向，谐波电压幅值调整方向为最优谐波电压幅值的搜寻方向，同样包括正方向和负方向。
作为一种示例，本实施例首先优化第一待优化噪音频率的谐波电压，获取第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值，再按相同的步骤依次优化剩余待优化噪音频率的谐波电压，获取剩余待优化噪音频率的谐波电压补偿值，叠加生成最终的谐波电压补偿值，其中，谐波电压相位与谐波电压幅值的优化顺序是可置换的，在本实施例中，首先优化谐波电压相位再优化谐波电压幅值，调换优化顺序，即，先优化谐波电压幅值再优化谐波电压相位也是可行的。在实际应用中，可重复迭代优化谐波电压相位与谐波电压幅值以提高噪声抑制的效果，即，在完成一轮相位和幅值优化后，再进行一轮相位和幅值的优化，另外，在本实施例中选择了串行的优化方式，即，先优化第一待优化噪音频率再依次优化剩余待优化噪音频率，在实际应用中，并行的优化方式也是可行的，即，同时优化全部的待优化噪音频率。
作为一种示例，所述谐波电压补偿值的计算公式为：
Uhar1＝Ahar1sin(ω1t+θhar1)
其中，Uhar1为生成的所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值，Ahar1为最优谐波电压相位，θhar1为最优谐波电压幅值，ω1为第一待优化噪音频率。
其中，所述基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位的步骤包括：
步骤S221，若所述谐波电压相位调整方向为正方向，则增加所述谐波电压相位；
步骤S222，若所述谐波电压相位调整方向为负方向，则减少所述谐波电压相位。
在本实施例中，需要说明的是，每一次调整都是在上一次调整得到的谐波电压相位的基础上进行的，即，将每次调整得到的谐波电压相位作为下一次调整前的谐波电压相位，继续进行调整。
作为一种示例，每次增加所述谐波电压相位的数值需要合理选择，当设置的数值过大时，相位分辨的精度低，最终优化结果可能偏离最优的谐波电压相位；当设置的数值过小时，优化过程慢，同时可能由于结果变化过小导致优化过程错误。同理，每次减小所述谐波电压相位的数值也需要合理选择，实施者可根据实际应用效果进行设置。
其中，所述获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位的步骤包括：
步骤S223，若所述第一变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压相位调整方向；
步骤S224，若所述第一变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压相位调整方向不变；
步骤S225，若当前谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压相位调整，选取该谐波电压相位作为最优谐波电压相位；
步骤S226，否则返回步骤：基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获得所述噪音幅值的第一变化状态。
在本实施例中，需要说明的是，当谐波电压相位调整方向为正方向，谐波电压相位增加，向上搜寻最优谐波电压相位；当谐波电压相位调整方向为负方向，谐波电压相位减少，向下搜寻最优谐波电压相位；所述第一变化状态分为噪音幅值上升与噪音幅值降低，若谐波电压相位调整后采集的噪音幅值大于调整前的噪音幅值，则第一变化状态为噪音幅值上升，当噪音幅值上升，说明搜寻方向错误，需要改变谐波电压相位调整方向；若谐波电压相位调整后采集的噪音幅值小于调整前的噪音幅值，则第一变化状态为噪音幅值降低，当噪音幅值降低，说明搜寻方向正确，继续沿该方向搜寻最优谐波电压相位；若某一谐波电压相位在正方向与负方向的第一变化状态均为噪音幅值上升，说明无论增加或减小谐波电压相位，噪音幅值都无法减小，谐波电压相位达到局部最优，此时停止谐波电压相位优化，选择该谐波电压相位作为最优谐波电压相位，谐波电压相位优化过程为一个迭代过程，直至满足谐波电压相位调整停止条件，选取出最优谐波电压相位，优化结束。
其中，所述基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值的步骤包括：
步骤S231，若所述谐波电压幅值调整方向为正方向，则增加所述谐波电压幅值；
步骤S232，若所述谐波电压幅值调整方向为负方向，则减少所述谐波电压幅值。
在本实施例中，需要说明的是，每一次调整都是在上一次调整得到的谐波电压幅值的基础上进行的，即，将每次调整得到的谐波电压幅值作为下一次调整前的谐波电压幅值，继续进行调整。
作为一种示例，每次增加所述谐波电压幅值的数值需要合理选择。当设置的数值过大时，幅值分辨的精度低，最终优化结果可能偏离最优的谐波电压幅值；当设置的数值过小时，优化过程慢，同时可能由于结果变化过小导致优化过程错误。同理，每次减小所述谐波电压幅值的数值也需要合理选择，实际实施者可根据实际应用效果进行设置。
其中，所述获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值的步骤包括：
步骤S233，若所述第二变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压幅值调整方向；
步骤S234，若所述第二变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压幅值调整方向不变；
步骤S235，若当前谐波电压幅值在正方向与负方向的所述第二变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压幅值调整，选取该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值；
步骤S236，否则返回步骤：基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获得所述噪音幅值的第二变化状态。
在本实施例中，需要说明的是，当谐波电压幅值调整方向为正方向，谐波电压幅值增加，向上搜寻最优谐波电压幅值；当谐波电压幅值调整方向为负方向，谐波电压幅值减少，向下搜寻最优谐波电压幅值；所述第二变化状态分为噪音幅值上升与噪音幅值降低。若谐波电压幅值调整后采集的噪音幅值大于调整前的噪音幅值，则第二变化状态为噪音幅值上升，当噪音幅值上升，说明搜寻方向错误，需要改变谐波电压幅值调整方向；若谐波电压幅值调整后采集的噪音幅值小于调整前的噪音幅值，则第二变化状态为噪音幅值降低，当噪音幅值降低，说明搜寻方向正确，继续沿该方向搜寻最优谐波电压幅值；若某一谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升，说明无论增加或减小谐波电压幅值，噪音幅值都无法减小，谐波电压幅值达到局部最优。此时停止谐波电压幅值优化，选择该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值。
作为一种示例，在实际应用中，优化完谐波电压幅值后可再次优化一轮谐波电压相位与谐波电压幅值，以提高优化的准确率，达到更好的噪音抑制效果，谐波电压幅值优化过程为一个迭代过程，直至满足谐波电压幅值调整停止条件，选取出最优谐波电压幅值，优化结束。
本实施例提供了一种电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质，与目前通过根据电流、转矩、转速等变量，并利用控制算法来减少电机运行时的振动的方式，从而达到抑制电机噪音的目的相比，本实施例首先采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频；向交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值，无需在直轴电压中注入谐波电压，进一步降低了本申请的复杂程度；将各所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压中，以进行所述电机的噪音抑制。本实施例通过提取出电机运行时的噪音分布频谱中的各待优化噪音频率，从而获取各待优化噪音频率的谐波电压，并对各谐波电压的电压参数进行调整，获得各谐波电压补偿值，进而将各谐波电压补偿值叠加至交轴电压中，以进行电机的噪音抑制，实现了抑制电机运行时产生的无法体现在电流、转矩、转速等变量上的噪音的目的，不依赖于电流、转矩、转速等与电机噪音间接相关量的检测和分析，而是转换为电机实际运行的噪音频谱作为直接分析参照，所以，提高了电机噪音抑制的精准性。
此外，本申请实施例还提供一种电机噪音抑制装置，如图4所示，所述电机噪音抑制装置包括：
待优化噪音频率提取模块10，用于采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；
谐波电压补偿优化模块20，用于向交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；
噪音抑制模块30，用于将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压中，以进行所述电机的噪音抑制。
可选的，所述提取待优化噪音频率模块10还用于：
通过预设声音分析设备在所述电机运行时进行噪音采集，得到所述噪音分布频谱；
基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率。
可选的，所述待优化噪音频率提取模块10还用于：
在所述噪音分布频谱中提取出超过预设声音强度阈值的各第一噪音频率；
在各所述第一噪音频率中提取出与所述预设基准频率存在整数倍关系的各所述待优化噪音频率。
可选的，所述谐波电压补偿优化模块20还用于：
向所述交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率中的第一待优化噪音频率的谐波电压，设置谐波电压的谐波电压相位、谐波电压相位调整方向、谐波电压幅值和谐波电压幅值调整方向，获取所述第一待优化噪音频率的噪音幅值；
基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位；
基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值，停止注入所述第一待优化噪音频率的谐波电压；
所述最优谐波电压相位和所述最优谐波电压幅值共同生成所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值；
重复上述步骤，生成剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值，将所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值与所述剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值共同作为所述待优化噪音频率的谐波电压补偿值。
可选的，所述谐波电压补偿优化模块20还用于：
若所述谐波电压相位调整方向为正方向，则增加所述谐波电压相位；
若所述谐波电压相位调整方向为负方向，则减少所述谐波电压相位。
可选的，所述谐波电压补偿优化模块20还用于：
若所述第一变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压相位调整方向；
若所述第一变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压相位调整方向不变；
若当前谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压相位调整，选取该谐波电压相位作为最优谐波电压相位；
否则返回步骤：基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获得所述噪音幅值的第一变化状态。
可选的，所述谐波电压补偿优化模块20还用于：
若所述谐波电压幅值调整方向为正方向，则增加所述谐波电压幅值；
若所述谐波电压幅值调整方向为负方向，则减少所述谐波电压幅值。
可选的，所述谐波电压补偿优化模块20还用于：
若所述第二变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压幅值调整方向；
若所述第二变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压幅值调整方向不变；
若当前谐波电压幅值在正方向与负方向的所述第二变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压幅值调整，选取该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值；
否则返回步骤：基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获得所述噪音幅值的第二变化状态。
本申请提供的电机噪音抑制装置，采用上述实施例中的电机噪音抑制方法，解决目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的电机噪音抑制装置的有益效果与上述实施例提供的电机噪音抑制方法的有益效果相同，且该电机噪音抑制装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
本申请实施例提供一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的电机噪音抑制方法。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、PAD(Portable Android Device，平板电脑)、PMP(Portable Media Player,便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)，其可以根据存储在只读存储器(ROM,Read Only Memory)中的程序或者从存储装置加载到随机访问存储器(RAM,Random Access Memory)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
通常，以下系统可以连接至I/O接口：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置；包括例如液晶显示器(LCD,Liquid CrystalDisplay)、扬声器、振动器等的输出装置；包括例如磁带、硬盘等的存储装置；以及通信装置。通信装置可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装，或者从存储装置被安装，或者从ROM被安装。在该计算机程序被处理装置执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
本申请提供的电子设备，采用上述实施例中的电机噪音抑制方法，解决了目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的电子设备的有益效果与上述实施例提供的电机噪音抑制方法的有益效果相同，且该电子设备中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本实施例提供一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令，计算机可读程序指令用于执行上述实施例一中的电机噪音抑制方法。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是U盘，但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读存储介质可以是电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入电子设备中。
上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被电子设备执行时，使得电子设备：采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压指令中，以进行所述电机的噪音抑制。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请提供的计算机可读存储介质，存储有用于执行上述电机噪音抑制方法的计算机可读程序指令，解决了目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例提供的电机噪音抑制方法的有益效果相同，在此不做赘述。
本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电机噪音抑制方法的步骤。
本申请提供的计算机程序产品解决了目前电机噪音抑制的精准性较低的技术问题。与现有技术相比，本申请实施例提供的计算机程序产品的有益效果与上述实施例提供的电机噪音抑制方法的有益效果相同，在此不做赘述。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利处理范围内。
Claims (10)
1.一种电机噪音抑制方法，其特征在于，所述电机噪音抑制方法包括：
采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率；
向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值；
将所述谐波电压补偿值叠加至所述交轴电压指令中，以进行所述电机的噪音抑制。
2.如权利要求1所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述采集电机运行时的噪音分布频谱，并在所述噪音分布频谱中提取出各待优化噪音频率的步骤包括：
通过预设声音分析设备在所述电机运行时进行噪音采集，得到所述噪音分布频谱；
基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率。
3.如权利要求2所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述基于预设基准频率，在所述噪音分布频谱中提取出各所述待优化噪音频率的步骤包括：
在所述噪音分布频谱中提取出超过预设声音强度阈值的各第一噪音频率；
在各所述第一噪音频率中提取出与所述预设基准频率存在整数倍关系的各所述待优化噪音频率。
4.如权利要求1所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述电压参数包括谐波电压相位和谐波电压幅值，所述向交轴电压指令中依次注入各所述待优化噪音频率的谐波电压，调整各所述谐波电压的电压参数，得到谐波电压补偿值的步骤包括：
向所述交轴电压指令中注入各所述待优化噪音频率中的第一待优化噪音频率的谐波电压，设置所述谐波电压的谐波电压相位、谐波电压相位调整方向、谐波电压幅值和谐波电压幅值调整方向，获取所述第一待优化噪音频率的噪音幅值；
基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位；
基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值，停止注入所述第一待优化噪音频率的谐波电压；
所述最优谐波电压相位和所述最优谐波电压幅值共同生成所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值；
重复上述步骤，生成剩余待优化噪音频率的谐波电压的谐波电压补偿值，将所述第一待优化噪音频率的谐波电压补偿值与所述剩余待优化噪音频率谐波电压的谐波电压补偿值共同作为所述待优化噪音频率的谐波电压补偿值。
5.如权利要求4所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述谐波电压相位调整方向包括正方向和负方向，所述基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位的步骤包括：
若所述谐波电压相位调整方向为正方向，则增加所述谐波电压相位；
若所述谐波电压相位调整方向为负方向，则减少所述谐波电压相位。
6.如权利要求4所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述获取所述噪音幅值的第一变化状态，确定最优谐波电压相位的步骤包括：
若所述第一变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压相位调整方向；
若所述第一变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压相位调整方向不变；
若当前谐波电压相位在正方向与负方向的所述第一变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压相位调整，选取该谐波电压相位作为最优谐波电压相位；
否则返回步骤：基于所述谐波电压相位调整方向，调整所述谐波电压相位，获得所述噪音幅值的第一变化状态。
7.如权利要求4所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述谐波电压幅值调整方向包括正方向和负方向，所述基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值的步骤包括：
若所述谐波电压幅值调整方向为正方向，则增加所述谐波电压幅值；
若所述谐波电压幅值调整方向为负方向，则减少所述谐波电压幅值。
8.如权利要求4所述的电机噪音抑制方法，其特征在于，所述获取所述噪音幅值的第二变化状态，确定最优谐波电压幅值的步骤包括：
若所述第二变化状态为噪音幅值上升，则修改所述谐波电压幅值调整方向；
若所述第二变化状态为噪音幅值降低，则保持所述谐波电压幅值调整方向不变；
若当前谐波电压幅值在正方向与负方向的所述第二变化状态均为噪音幅值上升时，则停止谐波电压幅值调整，选取该谐波电压幅值作为最优谐波电压幅值；
否则返回步骤：基于所述谐波电压幅值调整方向，调整所述谐波电压幅值，获得所述噪音幅值的第二变化状态。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述的电机噪音抑制方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有实现电机噪音抑制方法的程序，所述实现电机噪音抑制方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至8中任一项所述的电机噪音抑制方法的步骤。
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| CN202310099218.6A CN116073718A (zh) | 2023-02-09 | 2023-02-09 | 电机噪音抑制方法、设备及可读存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117691910A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 深圳市科沃电气技术有限公司 | 电机噪音的抑制方法、装置、电机控制器及存储介质 |
| CN117997202A (zh) * | 2024-04-07 | 2024-05-07 | 博格华纳汽车零部件（武汉）有限公司 | 一种具有失控保护的车载电机噪音抑制方法 |
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- 2023-02-09 CN CN202310099218.6A patent/CN116073718A/zh active Pending
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