一种电推进系统及其低频噪声控制方法、装置、介质与流程

本技术涉及新能源航空器领域，特别是涉及一种电推进系统及其低频噪声控制方法、装置、介质。

背景技术：

1、电动航空电推进系统作为分布式新能源航空器的核心关键装备，需要满足高性能、高可靠性等严苛要求。为了保证新能源航空器舒适的乘坐体验，低噪声振动(nvh)成为电动航空电推进系统的核心设计指标之一。

2、目前，常见的永磁同步电机扭矩脉动抑制常常针对6阶、12阶等中高频谐波。例如通过设定单独的5次、7次谐波电流比例积分(proportional-integral，pi)闭环控制器实现6次谐波电流的补偿，从而降低6阶扭矩脉动谐波分量。

3、但是，新能源航空器推进电机扭矩脉动除去包含6阶、12阶等中高频分量之外，还包括低频的1阶、2阶扭矩脉动。1阶、2阶扭矩脉动是产生低频噪声的主要产生源。而又因为人耳对低频次噪声较为敏感，所以为了保证新能源飞行器良好的nvh特性，从系统源头解决该1阶、2阶电磁噪声成为了高性能电推进系统设计的迫切需求。

4、而常用的6次谐波闭环补偿方法对微控制单元(microcontroller unit，mcu)主控芯片的算力要求较高，需要占用大量的计算资源。因此常常受限于单一阶次谐波的补偿，针对芯片算力一般或对多阶次谐波有补偿需求如1阶、2阶同时抑制等应用场景有其使用的局限性。

5、所以，现在本领域的技术人员亟需要一种电推进系统低频噪声控制方法，用于解决对多种低阶次电机扭矩脉动谐波同时进行有效抑制的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种电推进系统及其低频噪声控制方法、装置、介质，以解决目前常见的谐波补偿方法不适用于多种低阶次电机扭矩脉动谐波同时抑制的问题。

2、为解决上述技术问题，本技术提供一种电推进系统低频噪声控制方法，包括：

3、通过扫频法得到谐波电压注入参考值；

4、根据所述谐波电压注入参考值，确定谐波电压补偿值；

5、将所述谐波电压补偿值注入到dq轴电流控制环中，以调整对应谐波电流的幅值和相位角，使因所述谐波电流引起的低阶次扭矩脉动谐波分量与由其他源头引起的低阶次扭矩脉动谐波分量互相抵消。

6、在一种可能的实施例中，所述谐波电压注入参考值包括：对应1阶扭矩脉动谐波分量的0阶d轴注入参考值和0阶q轴注入参考值，对应2阶扭矩脉动谐波分量的-1阶d轴注入参考值和-1阶q轴注入参考值；

7、相应的，所述通过扫频法得到谐波电压注入参考值包括：

8、将所述0阶d轴注入参考值/所述1阶d轴注入参考值设置为0；

9、通过实验方法扫描不同的0阶q轴注入可能值/1阶q轴注入可能值，并得到对应的不同1阶扭矩脉动值/2阶扭矩脉动值；其中，所述0阶q轴注入可能值是所述0阶q轴注入参考值的可能取值、所述1阶q轴注入可能值是所述1阶q轴注入参考值的可能取值；

10、取1阶扭矩脉动值/2阶扭矩脉动值最小的所述0阶q轴注入可能值/所述/1阶q轴注入可能值为最优的所述0阶q轴注入参考值/所述1阶q轴注入参考值；

11、将所述0阶q轴注入参考值/所述1阶q轴注入参考值设置为0；

12、通过实验方法扫描不同的0阶d轴注入可能值/1阶d轴注入可能值，并得到对应的不同1阶扭矩脉动值/2阶扭矩脉动值；其中，所述0阶d轴注入可能值是所述0阶d轴注入参考值的可能取值、所述1阶d轴注入可能值是所述1阶d轴注入参考值的可能取值；

13、取1阶扭矩脉动值/2阶扭矩脉动值最小的所述0阶d轴注入可能值/所述/1阶d轴注入可能值为最优的所述0阶d轴注入参考值/所述1阶d轴注入参考值。

14、在一种可能的实施例中，所述通过扫频法得到谐波电压注入参考值包括：

15、基于预设的目标条件，通过扫频法确定所述谐波电压注入参考值；

16、其中，所述目标条件包括：使1阶扭矩脉动谐波总和值以及2阶扭矩脉动谐波总和值最小化。

17、在一种可能的实施例中，所述目标条件包括：

18、te1＝te1_currentdc+∑te1_rest＝0；

19、te1_currentdc＝f(pm1,currentdc)＝-∑te1_rest；

20、te2＝te2_current-1+∑te2_rest＝0；

21、te2_current-1＝f(pm1,current-1)＝-∑te2_rest；

22、其中，te1为所述1阶扭矩脉动谐波总和值；te1_currentdc为相电流直流谐波分量引起的1阶转矩脉动值；te1_rest为由其他源头引起的1阶转矩脉动值；pm1为转子永磁体磁场基波分量；currentdc为相电流直流谐波分量；te2为所述2阶扭矩脉动谐波总和值；te2_current-1为负序-1阶谐波电流引起的2阶转矩脉动值；te2_rest为由其他源头引起的2阶转矩脉动值；current-1为时间域负序-1阶谐波电流。

23、在一种可能的实施例中，所述根据所述谐波电压注入参考值，确定谐波电压补偿值包括：

24、对所述谐波电压注入参考值进行park逆向变换，以得到第一中间结果；

25、对所述第一中间结果进行求和处理，得到第二中间结果；

26、对所述第二中间结果进行park正向变换，以得到所述谐波电压补偿值。

27、为解决上述技术问题，本技术还提供一种电推进系统，包括：mcu主控芯片；

28、所述mcu主控芯片用于实现如上所述的电推进系统低频噪声控制方法的步骤。

29、为解决上述技术问题，本技术还提供一种电推进系统低频噪声控制装置，包括：

30、扫频模块，用于通过扫频法得到谐波电压注入参考值；

31、确定模块，用于根据所述谐波电压注入参考值，确定谐波电压补偿值；

32、补偿模块，用于将所述谐波电压补偿值注入到dq轴电流控制环中，以调整对应谐波电流的幅值和相位角，使因所述谐波电流引起的低阶次扭矩脉动谐波分量与由其他源头引起的低阶次扭矩脉动谐波分量互相抵消。

33、为解决上述技术问题，本技术还提供一种电推进系统低频噪声控制装置，包括：

34、存储器，用于存储计算机程序；

35、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的电推进系统低频噪声控制方法的步骤。

36、为解决上述技术问题，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的电推进系统低频噪声控制方法的步骤。

37、本技术提供的一种电推进系统低频噪声控制方法，提供了一种基于开环结构下的低阶次噪声的抑制方案：通过扫频法得到谐波电压注入参考值，经处理后以得到可以注入到原有dq轴电流控制环中的谐波电压补偿值，实现补偿控制。以期通过谐波电压注入的方式，调整对应谐波电流的幅值以及相位角，使得因谐波电流产生的低阶次扭矩脉动谐波分量与由其他源头产生的低阶次扭矩脉动谐波分量互相抵消，最终实现低阶次扭矩脉动谐波总和最小化。

38、基于本方法可以有效地实现电推进系统低频噪声控制。并且，本方法采用开环控制形式，可以在不占用控制器件过多算力资源的前提下，保证低频噪声抑制效果，从而满足同时对多种低阶次电机扭矩脉动谐波的有效抑制。

39、本技术提供的电推进系统及其低频噪声控制装置、及计算机可读存储介质，与上述方法对应，效果同上。