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电机控制器，电动车电驱方案，主动阻尼控制，damping control，转矩补偿，振动、谐振抑制 公司多个量产实际项目中用的， matlab二质量模型… 使用巴特沃斯高通滤波器提取转速波动进行转矩补偿，实现主动阻尼 加速度反馈: 等效增加电机惯量 提供详实文档、仿真模型… 效果如图，可将绿色曲线中明显的波动抑制，达到红色曲线效果…

在电动车领域，电机控制器的性能对整车的动力表现和稳定性起着关键作用。今天就来聊聊公司多个量产实际项目中应用的基于主动阻尼控制的电动车电驱方案。

一、核心技术概念

主动阻尼控制（damping control），简单来说，就是通过一些手段抑制电机在运行过程中产生的振动和谐振。这对于提升电动车的驾驶体验以及延长电机和相关部件的寿命至关重要。而转矩补偿则是主动阻尼控制实现的重要途径之一。

二、Matlab 二质量模型

在项目中，我们采用 Matlab 二质量模型来对整个系统进行建模和分析。这个模型将电机和负载看作两个质量块，通过弹簧和阻尼连接。借助这个模型，我们能够更直观地理解系统的动态特性，比如振动是如何产生以及传播的。

三、基于巴特沃斯高通滤波器的转矩补偿实现主动阻尼

在实现主动阻尼的过程中，一个关键的操作是使用巴特沃斯高通滤波器提取转速波动，进而进行转矩补偿。下面是一段简单的 Matlab 代码示例（伪代码，仅为示意逻辑）：

% 假设已经有转速信号 speed_signal fs = 1000; % 采样频率 fc = 50; % 截止频率 [b, a] = butter(4, fc/(fs/2), 'high'); % 设计4阶巴特沃斯高通滤波器 filtered_speed = filter(b, a, speed_signal); % 对转速信号进行滤波 % 根据滤波后的转速波动计算转矩补偿值 torque_compensation = calculate_torque_compensation(filtered_speed);

代码分析

1. fs设置了采样频率，这决定了我们对转速信号采样的密集程度，在实际项目中，采样频率的选择需要根据电机的运行特性以及控制系统的带宽等多方面因素综合确定。
2. fc是截止频率，它决定了滤波器允许通过的频率范围。在这里设置为 50Hz，表示我们希望滤除低于 50Hz 的信号成分，保留高频的转速波动信号。
3. butter函数用于设计巴特沃斯滤波器，这里设计的是一个 4 阶的高通滤波器。阶数越高，滤波器的过渡带越窄，但计算量也会相应增加。
4. filter函数对转速信号进行实际的滤波操作，得到经过巴特沃斯高通滤波器处理后的转速信号。
5. calculatetorquecompensation函数是根据滤波后的转速波动来计算转矩补偿值，这个函数的具体实现会涉及到系统的动力学模型以及控制策略等多方面知识。

通过这样的转矩补偿机制，我们可以有效地抑制系统的振动和谐振，实现主动阻尼控制。

四、加速度反馈等效增加电机惯量

另一个重要的手段是加速度反馈，它等效于增加电机的惯量。想象一下，电机在高速运转时突然改变转矩，就像一辆高速行驶的汽车突然刹车或加速，很容易产生振动。而增加惯量就好比给汽车增加了质量，使得它在速度变化时更加平稳。

在代码实现上（同样为伪代码示意）：

% 假设已经有加速度信号 acceleration_signal J_eff = J + k * acceleration_signal; % J 是电机原始惯量，k 是系数，J_eff 是等效惯量

代码分析

这段代码简单明了，J是电机原本的惯量，通过将加速度信号乘以一个系数k并与原始惯量相加，得到等效惯量J_eff。这个系数k的确定需要通过大量的试验和理论分析，以确保等效增加的惯量能够有效地抑制振动。

五、项目成果展示

我们为这个方案提供了详实的文档以及仿真模型。从实际效果来看，效果非常显著。如下面这张图所示（这里假设图中绿色曲线代表未采用主动阻尼控制前的振动情况，红色曲线代表采用后的效果），绿色曲线中明显的波动被成功抑制，达到了红色曲线相对平稳的效果。这不仅提升了电动车的运行稳定性，还降低了因振动可能带来的部件磨损和故障风险。

总之，通过基于 Matlab 二质量模型，结合巴特沃斯高通滤波器的转矩补偿以及加速度反馈等效增加电机惯量等一系列技术手段，我们在电动车电驱方案的电机控制器主动阻尼控制方面取得了令人满意的成果，为多个量产项目的成功实施提供了坚实保障。