CN118713524A - 电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 - Google Patents
电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118713524A CN118713524A CN202411211814.XA CN202411211814A CN118713524A CN 118713524 A CN118713524 A CN 118713524A CN 202411211814 A CN202411211814 A CN 202411211814A CN 118713524 A CN118713524 A CN 118713524A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- motor
- audio
- phase
- vector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 231
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 157
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 147
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 147
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 27
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 10
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 abstract description 28
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质,属于车辆技术领域。该发声方法包括:获取音频采样信号,音频采样信号是对音频数据采样得到;根据音频采样信号确定音频注入信号,音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;根据音频注入信号确定电机发声的控制信号;根据控制信号控制电机,以使电机发声,从而能够实现基于音频信号控制电机的振动幅度和频率,进而控制电机发声的音量和音调,使得音频信号准确地再现,提升了电机发声的质量。
Description
技术领域
本申请属于车辆技术领域,尤其涉及一种电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质。
背景技术
新能源汽车使用电动驱动系统进行驱动,相比于燃油发动机,通过电机驱动使得车辆在行驶过程中环境更加安静,车内噪音也相应减少。
相关技术中,会通过将相应的交流电流注入汽车电机中,让电机模拟内燃机声浪从而增加驾驶乐趣。然而,由于电机不是专门为声音再现设计的,所以通过电机产生的声音的质量较低。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质,能提高电机的发声质量。
第一方面,本申请提供了一种电机的发声方法,包括:
获取音频采样信号,所述音频采样信号是对音频数据采样得到;
根据所述音频采样信号确定音频注入信号,所述音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;
根据所述音频注入信号确定所述电机发声的控制信号;
根据所述控制信号控制所述电机,以使所述电机发声。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频注入信号确定电机的控制信号,包括:
根据所述音频注入信号调整电机的控制信号的占空比。
根据本申请的一个实施例,还包括:
根据所述音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比,包括:
根据所述音频采样信号确定电机磁场的励磁电流;
获取所述励磁电流对应的励磁电压;
根据所述励磁电压调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频采样信号确定电机磁场的励磁电流,包括:
获取所述音频采样信号对应的标幺值;
根据电机磁场的励磁电流峰值、励磁电流偏置和所述标幺值,确定所述电机磁场的励磁电流。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频注入信号调整电机的控制信号的占空比,包括:
根据所述音频注入信号确定电机的相位电压;
根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频注入信号确定电机的相位电压,包括:
获取所述电机的相位采样电流;
根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比,包括:
在载波信号的极值点所在的时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
根据本申请的一个实施例,所述在载波信号的极值点所在的时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比,包括:
在载波信号的t1时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比;
其中,t1为极值点,且0<t1-tm<Ts,Ts为载波周期,tm为本次采样完成时刻。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频注入信号确定电机的相位电压,还包括:
确定电机的扭矩输出指令、电机转速、电池电压和相位采样电流;
根据所述扭矩输出指令、所述电机转速和所述电池电压,确定给定电流矢量,所述给定电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
所述根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压,包括:根据所述给定电流矢量、所述相位采样电流和所述音频注入信号,确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第一相位电流矢量,所述第一相位电流矢量为静止坐标系下的电流矢量;
根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,当所述音频注入信号包括静止坐标系下的电压矢量或m阶次旋转坐标系下的电压矢量时,m为不为1的实数,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述音频注入信号和所述目标电压矢量,确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,当所述音频注入信号包括一阶次旋转坐标系下的电压矢量和/或电流矢量时,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量和所述音频注入信号确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述目标电压矢量确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,当所述音频注入信号包括m阶次旋转坐标系下的电流矢量时,m为不为1的实数,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量和第三相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量,所述第三相位电流矢量为m阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量、所述第三相位电流矢量和所述音频注入信号,确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述目标电压矢量确定所述电机的相位电压。
根据本申请的一个实施例,所述根据所述音频采样信号确定音频注入信号,包括:
获取所述音频采样信号对应的幅值信号;
根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,所述注入角度根据电机转子的电角度而定。
根据本申请的一个实施例,所述获取所述音频采样信号对应的幅值信号,包括:
获取所述音频采样信号对应的标幺值;
根据所述标幺值、以及电机控制器用于响应声音的最大电流幅值和/或最大电压幅值,获取幅值信号。
根据本申请的一个实施例,当所述目标矢量坐标系包括静止坐标系时,所述幅值信号包括电压,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在所述静止坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号。
根据本申请的一个实施例,当所述目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,所述幅值信号包括电压和/或电流,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在n阶次的所述旋转坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,n为实数。
根据本申请的一个实施例,当所述目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,所述幅值信号包括电压和/或电流,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在第一类阶次坐标系和第二类阶次坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,所述第一类阶次坐标系和所述第二类阶次坐标系为不同阶次的所述旋转坐标系。
根据本申请的一个实施例,所述方法还包括:
在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样,得到所述音频采样信号。
根据本申请的一个实施例,所述在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样,包括:
在一个载波周期内,在载波信号的多个极值点所在的时刻,对音频数据进行采样。
第二方面,本申请提供了一种车辆,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计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的电机的发声方法。
第三方面,本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其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述任一项所述的电机的发声方法。
第四方面,本申请提供了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任一项所述的电机的发声方法。
本申请实施例提供的电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质,通过获取音频采样信号,音频采样信号是对音频数据进行采样得到;根据音频采样信号确定音频注入信号,音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;根据音频注入信号确定电机发声的控制信号;根据控制信号控制电机,以使电机发声,也即基于电机的目标矢量坐标系对音频采样信号进行转换,并基于转换信号来确定电机的控制信号,从而能够实现基于音频信号控制电机的振动幅度和频率,进而控制电机发声的音量和音调,使得音频信号准确地再现,提升了电机发声的质量。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例提供的电机的发声方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的音乐文件解析过程的示意图;
图3是本申请实施例提供的车辆中采样渠道的示意图之一;
图4是本申请实施例提供的车辆中采样渠道的示意图之二;
图5是本申请实施例提供的幅值信号为电流时坐标转换的示意图之一;
图6是本申请实施例提供的幅值信号为电压时坐标转换的示意图之一;
图7是本申请实施例提供的将幅值信号中的电压转到-5阶次和7阶次的旋转坐标系上调整占空比的示意图;
图8是本申请实施例提供的将幅值信号中的电流和电压转到一阶次的旋转坐标系上调整占空比的示意图;
图9是本申请实施例提供的将幅值信号中的电流转到一阶次的旋转坐标系上调整占空比的示意图;
图10是本申请实施例提供的将幅值信号中的电压转到一阶次的旋转坐标系上调整占空比的示意图;
图11是本申请实施例提供的将幅值信号中的电流转到-5阶次和7阶次的旋转坐标系上调整占空比的示意图;
图12是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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地描述,显然,所描述的实施例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获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
当前新能源汽车的发展,在感官上,正从单一视觉交互向视、听等多感官融合交互的方向发展;在空间上,正由车内交互向车外交互的方向发展。而当前许多公司本品车型还尚未搭载车外听觉交互功能。
在车外听觉交互中,可采用本申请实施例提供的电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质弥补功能空缺,其优势在于电机作为新能源汽车之“心”,其产生的声音是来自电车之心最真实的声音,最能代表汽车人的声音。使其产生低速音、声浪、拟人声、音乐、大自然的背景音等车外立体环绕声音,将其应用于车辆状态提示、车外语音交互、车外媒体娱乐等场景下,则能为新能源汽车赋予灵魂的同时提升车辆安全性、交互便利性及趣味性,打造出有温度的智能汽车人。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电机的发声方法、车辆、存储介质及计算机程序产品进行详细地说明。
其中,电机的发声方法可应用于终端,具体可由,终端中的硬件或软件执行。
该终端包括但不限于具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话或平板电脑等便携式通信设备。还应当理解的是,在某些实施例中,该终端可以不是便携式通信设备,而是具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。
以下各个实施例中,描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而,应当理解的是,终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。
本申请实施例提供的电机的发声方法,该电机的发声方法的执行主体可以为电子设备或者电子设备中能够实现该电机的发声方法的功能模块或功能实体,本申请实施例提及的电子设备可以包括但不限于ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)、MCU(Microcontroller Unit,微控制器单元)或者其他控制器等,下面以电子设备作为执行主体为例对本申请实施例提供的电机的发声方法进行说明。
如图1所示,图1是本申请实施例提供的电机的发声方法的流程示意图。电机可以是电机、异步电机、电励磁电机等,或者是其他类型的电机。电机可以应用在新能源汽车中,也可以应用于其他领域,例如家用电器、电动自行车、助力车等领域。
该电机的发声方法包括:步骤110~步骤140。
步骤110、获取音频采样信号,音频采样信号是对音频数据采样得到;
步骤120、根据音频采样信号确定音频注入信号,音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;
步骤130、根据音频注入信号确定电机发声的控制信号;
步骤140、根据控制信号控制电机,以使电机发声。
根据本申请实施例的电机的发声方法,通过获取音频采样信号,并根据音频采样信号确定音频注入信号,音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;根据音频注入信号确定电机发声的控制信号,并根据控制信号控制电机;也即基于电机的目标矢量坐标系对音频采样信号进行转换,并基于转换信号来确定电机的控制信号,从而能够实现基于音频信号控制电机的振动幅度和频率,进而控制电机发声的音量和音调,使得音频信号准确地再现,提升了电机发声的质量。
以下将对上述步骤110~140进行详细介绍。
步骤110、获取音频采样信号,音频采样信号是对音频数据采样得到。
在本申请实施例中,音频数据包含了声音的频率、幅度和波形等信息,音频数据可以是模拟信号或数字信号,还可以是各类音频文件。例如,音频数据包括但不限于:mp3、wma、wav、flac、ape等各种音乐格式的文件、MIDI文件、蓝牙传输的歌曲文件、PCM编码文件、音乐芯片处理后的数字信号、芯片处理后的模拟信号、功放放大后的模拟信号、麦克风输入的模拟信号或者音乐文件对应的数字信号等等。
具体的,对于不同来源的音频数据,可以采用与信号来源相匹配的采样渠道进行采样,使得采样过程能够适应不同来源信号的特性,可以更准确地捕捉音频信号的细节,减少失真和噪声干扰,从而获得更清晰的音频记录。
在一些实施例中,采样渠道包括以下至少一种:
获取输入到音响的模拟信号,通过ADC采样口对模拟信号进行采样;
获取车载娱乐系统的端口的I2S信号,对I2S信号进行采样;
获取车载娱乐系统的端口的A2B信号,将A2B信号转换为I2S信号后,对I2S信号进行采样;
获取车辆中以太网上的数据包,将数据包解析后,对解析数据进行采样。
其中,车载娱乐系统是一种集成了多种功能的车载电子设备,主要用于提升驾驶和乘坐体验。车载娱乐系统通过提供音频、视频、导航、通信和其他娱乐功能,使旅途更加舒适和愉快。车载娱乐系统主机总成和各类端口,如USB端口、HDMI端口、RCA端口、蓝牙端口等,这些端口可以外接其他设备,如音响、功放设备等。
数据包可以包括各类音乐文件,需通过解码和单声道分离提取得到解析数据。如图2所示,图2是本申请实施例提供的音乐文件解析过程的示意图。针对不同格式的音乐文件,可以按照对应音乐文件的编码规则进行解码,对解码数据进行声道分离获取单声道的音频信号,按照播放频率进行采样点离散或者插值降采样频率,获得对应音频信号采样点的幅值,例如,MP3等文件是44.1kHz的采样率,按照44.1kHz采样率获取的是该采样频率下每个点的幅值这一个变量,最终转换成数字信号。
如图3所示,图3是本申请实施例提供的车辆中采样渠道的示意图之一。在电机为车辆的驱动电机的情况下,可以对车载娱乐系统的主机总成进行调试,从主机音频线路上采集对应的音频数据,并实现将多媒体娱乐系统输出的数据转换为电机控制器能识别的数字信号。
在一个实施例中,如图3的方案一所示,可以将车辆中功放设备或者其他设备输出到音响的模拟信号连接到MCU的ADC采样口,MCU进行ADC采样,通过调试电驱动系统底层驱动功能,实现将功放模拟信号转换为数字信号。
在一个实施例中,如图3的方案二所示,可以获取车辆中外置功放设备的端口或者主机总成的端口的I2S信号,通过在电驱动系统上调试相应底层驱动功能,实现主机总成上I2S信号转换为数字信号。转换后的数字信号可以通过CANFD总线发送给其他MCU单元做进一步处理,比如电机控制器中的MCU。
在一个实施例中,如图3的方案三所示,可以获取车辆中外置功放设备的端口的A2B信号,通过调试相应电驱动系统底层驱动功能,将A2B信号转换为I2S信号再转换为驱动电机控制器可识别的数字信号。转换后的数字信号可以通过CANFD总线发送给其他MCU做进一步处理,比如电机控制器中的MCU。
在一个实施例中,方案四如图4所示,图4是本申请实施例提供的车辆中采样渠道的示意图之二。可以获取车载环境中以太网上的数据包,通过调试相应电驱动系统底层驱动功能,将数据包转换为驱动电机控制器可识别的数字信号,转换后的数字信号可以通过CANFD总线发送给其他MCU做进一步处理,比如电机控制器中的MCU。
方案一通过从车载环境中功放输出到音响的模拟信号进行采样,可以捕获直接关联到最终音频输出的信号,这种采样方式能够提高音频数据的准确性和完整性;方案二通过对车载环境中的I2S数字信号进行采样,可以减少在信号转换过程中可能引入的噪声和失真;方案三通过将A2B信号并将其转换为I2S信号后进行采样,A2B总线是一款车载高带宽、双向、数字音频总线,采用菊花链结构,单个节点距离最长15m,可以减少布线复杂性,A2B可以实现远距离的I2S,减少在信号转换过程中可能引入的噪声和失真,A2B总线非常适用整车前后电驱远距离同步音频信号传递;方案四通过以太网总线传输音频到前、后电驱总成,优点是传输数据量大且快,可缩短电驱程序升级时间,用于大数据标定、分析,提升用户体验,利用了以太网传输音频数据的优势,可以减少布线复杂性,使得音频数据在车辆内部网络中灵活传输。
在一些实施例中,电动汽车的驱动系统设计多样,可以配置单电机或多电机。单电机配置简单,成本相对较低,适用于小型或经济型电动汽车,通常将电机安装在车辆的后轴或前轴,提供直接的驱动力。而多电机配置则更为复杂,通常包括后驱电机和前驱电机,后驱电机主要负责驱动车辆的后轮,提供主要的推力和加速性能;前驱电机则负责驱动前轮,增强车辆的牵引力和稳定性。
在一些实施例中,电机的发声方法还包括:
在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样,得到音频采样信号。
其中,载波周期是指在脉宽调制(PWM)信号中,载波信号完成一个从零到最大值再回到零的完整变化所需的时间。载波信号通常是一个连续的波形,如正弦波、三角波或方波,用于调制输出信号的占空比。
具体的,在一个载波周期Ts内,可以在不同的时间点对获取的音频数据进行采样得到音频采样信号。通过在每个载波周期内对音频数据进行多次采样,采集到了更多的采样点以捕捉音频信号的细微变化,提高采样频率从而提升了音频信号的还原度,提高了电机发声的质量。
在一些实施例中,上述步骤“在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样”,具体包括:
在一个载波周期内,在载波信号的多个极值点所在的时刻,对音频数据进行采样。
其中,极值点包括波峰和/或波谷。对于三相同步电机而言,每个载波周期载波的极值点可以包括一个波峰和一个波谷,总共包括2个极值点。在一个载波周期Ts内,若仅在波峰波谷处采样,可以进行两次采样。对于三相桥臂均匀错相位电机控制而言,在每个载波周期内,每个桥臂的载波信号均包含一个波峰和一个波谷,相桥臂总共包括6个极值点,若仅在波峰波谷处采样,则可以进行六次采样。
载波信号的极值点代表了控制信号在每个周期内的最高和最低点,载波信号的极值点也是每个桥臂寄存器比较值更新的点位,即占空比可以更新的点位,通过在这些极值点进行采样及时地捕获音频信号的变化,进一步的及时处理成为电机的控制信号的占空比,及时更新占空比减少控制延迟导致的杂音、重音,在极值点采样与控制信号的自然节拍同步,有助于保持音频信号与电机控制信号之间的时间一致性,使得电机输出的声音信号紧密跟随原始音频信号的变化。
步骤120、根据音频采样信号确定音频注入信号,音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量。
在本申请实施例中,目标矢量坐标系是一种用于描述电机磁场状态的数学模型。该目标矢量坐标系可以是旋转坐标系(即dq轴旋转坐标系,以下简称为d-q坐标系),也可以是静止坐标系(即α-β坐标系)。具体的,可以建立基于转子磁场定向(Rotor FluxOrientation, RFO)的场向量控制(Field-Oriented Control,FOC)系统。FOC是一种先进的电机控制策略,FOC通常使用转子磁场定向,将电机的控制视为两个正交的分量,可以独立调节。
其中,d-q坐标系将电机的磁场分解为两个正交分量,一个与电机的旋转方向(d轴)相关,另一个与电机的旋转方向垂直(q轴)。α-β坐标系将电机的磁场分解为两个静止的分量,α分量和β分量,通过这种方式,电机的控制可以简化为两个相互独立的分量,从而简化控制算法。
在本申请实施例中,针对音频采样信号,需要将该音频采样信号进行转换处理得到电机控制器对应的幅值量纲上,并映射到目标矢量坐标系下,得到音频注入信号。该幅值量纲可以是电流、电压,或者电流和电压。如果将音频采样信号转化为电流或电压,则控制电机发声的过程较为简单,如果将音频采样信号转化为电压和电流,则能够提高音频响应的带宽,可以响应更高的声音频率,提高声音的还原度。
在一些实施例中,上述步骤120具体包括:
获取音频采样信号对应的幅值信号;
根据幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,注入角度根据电机转子的电角度而定。
进一步地,上述步骤“获取音频采样信号对应的幅值信号”具体包括:
获取音频采样信号对应的标幺值;
根据标幺值、以及电机控制器用于响应声音的最大电流幅值和/或最大电压幅值,获取幅值信号。
其中,可以对音频采样信号进行标幺化处理,得到标幺值。标幺化(Normalization)是将数字信号的值缩放到一个统一的范围,例如统一到-1~1的范围内。例如,可以将音频采样信号的每个样本值除以信号的最大可能幅度值来实现标幺化,得到标幺值。
在得到标幺值后,可以根据电机控制器用于响应声音的最大电流幅值和/或最大电压幅值对标幺值进行转换,得到幅值信号。例如,电机控制器用于响应声音的最大电流幅值为2A,则将标幺值乘以2,得到电机控制器对应的幅值量纲上的电流Is,电机控制器用于响应声音的最大电流幅值为5V,则将标幺值乘以5,得到电机控制器对应的幅值量纲上的电压Us。
在该实施例中,通过对音频采样信号进行标幺化处理,有助于在不同的系统和设备之间实现信号的一致性,通过考虑电机控制器的最大音频响应能力,可以使得幅值信号在电机的动态范围内是较优的,使得电机可以输出与音频采样信号相匹配的声音强度,保持了电机发出的声音质量,实现更加准确的音效再现。
进一步地,当目标矢量坐标系包括静止坐标系时,幅值信号包括电压。此时,上述步骤“根据幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号”具体包括:
根据注入角度,获取幅值信号在静止坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号。
其中,在目标矢量坐标系为静止坐标系(α-β坐标系)的情况下,幅值信号包括电压US,可以通过注入角度theta将US映射至α-β坐标系中,具体公式如下:
Uαth= Us * cos(theta);
Uβth= Us * sin(theta);
其中,theta=K*θ+theta_init,其中,K为实数,θ是转子磁场的电角度(ElectricalAngle),theta_init是注入的初始角度,范围0~360度。例如K=2*π*f*t,t是时间,f是频率,可以跟转速负相关。
进一步地,当目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,幅值信号包括电压和/或电流,上述步骤“根据幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号”具体包括:
根据注入角度,获取幅值信号在n阶次的旋转坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,n为实数。
其中,可以按照正方向或负方向将电流Is和/或电压Us转换到n阶次的d-q坐标系上,方向可以为正或者为负,阶次n可以是正方向的n=1,2,3,4,5,6,7等,负方向的n=-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7等等。
例如,请参见图5,当目标矢量坐标系为d-q坐标系,n为1,幅值信号包括电流Is时,可以通过注入角度theta将Is映射至一阶次的d-q坐标系中,具体如公式所示:
;
;
其中,表示一阶次旋转坐标系下的d轴电流矢量,表示一阶次旋转坐标系下的q轴电流矢量,theta=K*θ+theta_init,其中,K为实数,θ是转子磁场的电角度(Electrical Angle),theta_init是注入的初始角度,范围0~360度。注入角度的大小用于调整电机的发声音量。
在计算得到d轴电流矢量和q轴电流矢量后,还可以通过电流电压转换模块将电流转换为电压得到一阶次旋转坐标系下的d轴电压矢量、q轴电压矢量。
例如,请参见图6,当目标矢量坐标系为d-q坐标系,n为1,幅值信号包括电压US时,可以通过注入角度theta将US映射至一阶次的d-q坐标系中,具体如公式所示:
;
;
theta=K*θ+theta_init,其中,K为实数,θ是转子磁场的电角度(ElectricalAngle),theta_init是注入的初始角度,范围0~360度。
在本申请实施例中,通过将幅值信号中的电压和电流同时进行目标矢量坐标系的转换,后续基于转换的信号来控制电机,能够提高电机对于音频信号响应的带宽,可以响应更高的声音频率,提高声音的还原度。
并且,当n为高阶次(也即n的绝对值大于1的阶次),比如2,3,4,-2,-3等,通过将幅值信号中的电压和/或电流转换到高阶次的d-q坐标系的电流矢量和/或电压矢量,采用了较高阶次的旋转坐标系增加了控制复杂度,相对于1阶次的d-q坐标系上低频率的音频信号可能存在的低频振动或者抖动的问题,在高阶次的d-q坐标系上,由于旋转频率较1阶次的d-q坐标系上快,振动点持续的时间被分散了,沿着转子一周旋转多次,对应振动点时间变短,持续时间变少,几乎不会引起抖动,解决低频率的音频信号引起的抖动问题,有助于在电机播放音乐的过程中抑制电机抖动,提高音乐的播放质量。
进一步地,当目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,幅值信号包括电压和/或电流,上述步骤“根据幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号”具体包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在第一类阶次坐标系和第二类阶次坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,第一类阶次坐标系和第二类阶次坐标系为不同阶次的旋转坐标系。
其中,可以按照正方向或负方向将电流Is和/或电压Us转换到不同阶次的d-q坐标系上,比如1阶次和高阶次,从而音频采样信号低频的部分可以注入1阶次的d-q坐标系,音频采样信号高频的部分可以注入高阶次的d-q坐标系。比如,将电流Is转换到-5阶次和7阶次的d-q坐标系下,得到,,,,和/或将电压Us转换到-5阶次和7阶次的d-q坐标系下,得到,,,。并且为过滤掉音频采样信号中其它频率的声音,可以先通过滤波器对电流Is和/或电压Us进行滤波,得到低频部分和高频部分,再转换到目标矢量坐标系下。
在本实施例中,通过将幅值信号转换到不同阶次的d-q坐标系下,使得电机的电磁驱动力可以与对应的音频信号精确匹配能够平滑电机的运行,减少电机运行中的转矩脉动和噪声,提高音频播放质量;进一步的,如果幅值信号包括电压和电流,则能够提高音频信号响应的带宽,可以响应更高的声音频率,提高声音的还原度。
130、根据音频注入信号确定电机发声的控制信号。
在本申请实施例中,可以基于音频注入信号对电机的控制信号进行更新,例如对脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)信号的占空比进行更新,根据更新出的占空比生成PWM信号波形,并根据PWM信号波形控制电机的功率电子器件,如IGBT(nsulate-GateBipolar Transistor)的开闭,以调整电机的电流,使得电机气隙磁场作用于电机铁芯产生的电磁力激发电磁振动,即可让电机发出对应的音乐声音。其中,气隙磁场又决定于定转子绕组磁动势和气隙磁导,电磁声音的大小与电机气隙内谐波磁场的幅值、频率等密切相关。
在一些实施例中,上述步骤130具体包括:
根据音频注入信号确定电机的相位电压;
根据相位电压调整电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
在一些实施例中,上述步骤“根据相位电压调整电机的相位桥臂的控制信号的占空比”具体包括:
在载波信号的极值点所在的时刻,根据相位电压调整电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
其中,极值点包括波峰和/或波谷。通过在载波信号的极值点处完成占空比的确定调整,能使得控制信号的更新与音频的采样数据同步,有助于减少由于信号更新延迟而可能产生的音频失真。
在一些实施例中,上述步骤“在载波信号的极值点所在的时刻,根据相位电压调整电机的相位桥臂的控制信号的占空比”,包括:
在载波信号的t1时刻,根据相位电压调整电机的相位桥臂的控制信号的占空比;
其中,t1为极值点,且0<t1-tm<Ts,Ts为载波周期,tm为本次采样完成时刻。
也即,在本次采样后,根据本次采样得到的音频采样信号确定的相位电压在距离本次采样最近的一个极值点时刻,来调整占空比。具体为:将相位电压与母线相除得到占空比的比值,根据载波信号峰值与占空比的比值计算出比较值,根据比较值与载波信号输出桥臂开关动作,得到电机的控制信号的占空比。
通过在每次采样后,在载波的下一极值点根据本次采样得到的数字信号完成控制信号占空比的更新调整,从而在电机的每个载波周期内都能够根据新的音频信号特征调整控制信号,使得控制信号的更新与音频信号的最新采样数据时差最小,最大程度减少由于信号更新延迟而可能产生的音频失真,使得电机输出的声音信号紧密跟随原始音频信号的变化,提高声音的动态响应和准确性,能更准确地复现声音,提高了电机发声的质量。
其中,上述步骤“根据音频注入信号确定电机的相位电压”具体包括:
获取电机的相位采样电流;
根据相位采样电流和音频注入信号确定电机的相位电压。
在一些实施例中,上述步骤“根据相位采样电流和音频注入信号确定电机的相位电压”,包括:
获取与相位采样电流对应的第一相位电流矢量,第一相位电流矢量为静止坐标系下的电流矢量;
根据音频注入信号和第一相位电流矢量,确定电机的相位电压。
其中,对于p相电机,需要先将相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换得到第一相位电流矢量iα和iβ,再根据iα和iβ、以及音频注入信号确定相位电压U1\U2\...Up。
本申请实施例中的电机可以在车辆静止状态下发声,也可以在车辆行驶状态下发声。当在车辆静止状态下发声时,上述相位电压的确定步骤无需进一步叠加扭矩信号,若在车辆行驶状态下发声,则上述相位电压的确定步骤需进一步叠加扭矩信号,此时,上述步骤“根据音频注入信号确定电机的相位电压”,还包括:
确定电机的扭矩输出指令、电机转速、电池电压和相位采样电流;
根据扭矩输出指令、电机转速和电池电压,确定给定电流矢量,给定电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量。
此时,上述步骤“根据相位采样电流和音频注入信号确定电机的相位电压”,包括:根据给定电流矢量、相位采样电流和音频注入信号,确定电机的相位电压。
其中,电流给定矢量包括d轴分量id*和q轴分量iq*,当电机在车辆行驶状态下发声时,需根据iα、iβ、id*、iq*和音频注入信号来确定最终的相位电压U1\U2\...Up,当电机在车辆静止状态下发声时,需根据iα、iβ和音频注入信号来确定最终的相位电压U1\U2\...Up。
以下以电机在车辆静止状态下发声为例,对相位电压的确定过程进行介绍。
在一些实施例中,当音频注入信号包括静止坐标系下的电压矢量或m阶次旋转坐标系下的电压矢量时,m为不为1的实数,上述步骤“根据音频注入信号和第一相位电流矢量,确定电机的相位电压”,包括:
获取与相位采样电流对应的第二相位电流矢量,第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据第二相位电流矢量确定目标电压矢量,目标电压矢量为静止坐标系下的电压矢量;
根据音频注入信号和目标电压矢量,确定电机的相位电压。
其中,当音频注入信号包括静止坐标系下的电压矢量时,对于p相电机,可以先将第一相位电流矢量iα和iβ经过Park坐标变换得到第二相位电流矢量id和iq,再根据第二相位电流矢量id和iq,以及音频注入信号确定静止坐标系下的Uα和Uβ(即目标电压矢量),之后,对Uα和Uβ进行反Clark坐标变换得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并输入到FOC控制系统调整控制信号的占空比。
当音频注入信号包括m阶次旋转坐标系下的电压矢量时,如图7所示,以音频注入信号为电压,m包括-5和7为例,将经过-5和7阶次转换得到的谐波电压,,,(即音频注入信号),经过反Park变换后,得到静止坐标系下的电压矢量Uα7th、Uβ7th、Uα5th和 Uβ5th,与此同时,将相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换、Park坐标变换得到第二相位电流矢量id和iq,并根据id和iq,经过PID调节器和反park变换后得到静止坐标系下的电压矢量Uα和Uβ,之后,对Uα7th、Uβ7th、Uα5th、Uβ5th、Uα和Uβ进行反Clark坐标变换得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并输入到FOC控制系统调整控制信号的占空比。
在一些实施例中,当音频注入信号包括一阶次旋转坐标系下的电压矢量和/或电流矢量时,上述步骤“根据音频注入信号和第一相位电流矢量,确定电机的相位电压”,包括:
获取与相位采样电流对应的第二相位电流矢量,第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据第二相位电流矢量和音频注入信号确定目标电压矢量,目标电压矢量为静止坐标系下的电压矢量;
根据目标电压矢量确定电机的相位电压。
其中,如图8所示,若音频注入信号包括一阶次d-q坐标系下的d轴电流矢量和q轴电流矢量,以及一阶次的d-q坐标系下的d轴电压矢量和q轴电压矢量,且相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换和Park坐标变换得到的第二相位电流矢量为id和iq,则先根据id、iq、、、和,以及PID调节器、反Park坐标变换,得到静止坐标系下的电压矢量Uα和Uβ(即目标电压矢量),之后对Uα和Uβ进行反Clark坐标变换得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并输入到FOC控制系统调整控制信号的占空比。
如图9所示,若音频注入信号包括一阶次d-q坐标系下的d轴电流矢量和q轴电流矢量,且相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换和Park坐标变换得到的第二相位电流矢量为id和iq,则先根据id、iq、和,以及PID调节器、反Park坐标变换,确定静止坐标系下的Uα和Uβ(即目标电压矢量),之后,对Uα和Uβ进行反Clark坐标变换得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并输入到FOC控制系统调整控制信号的占空比。
如图10所示,若音频注入信号包括一阶次d-q坐标系下的d轴电压矢量和q轴电压矢量,且相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换和Park坐标变换得到的第二相位电流矢量为id和iq,则先根据id、iq、和,以及PID调节器、反Park坐标变换,确定静止坐标系下的Uα和Uβ(即目标电压矢量),之后对Uα和Uβ进行反Clark坐标变换得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并输入到FOC控制系统调整控制信号的占空比。
在一些实施例中,当音频注入信号包括m阶次旋转坐标系下的电流矢量时,m为不为1的实数,上述步骤“根据音频注入信号和第一相位电流矢量,确定电机的相位电压”,包括:
获取与相位采样电流对应的第二相位电流矢量和第三相位电流矢量,第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量,第三相位电流矢量为m阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据第二相位电流矢量、第三相位电流矢量和音频注入信号,确定目标电压矢量,目标电压矢量为静止坐标系下的电压矢量;
根据目标电压矢量确定电机的相位电压。
其中,如图11所示,以音频注入信号为电流,m包括-5和7为例,首先可以将电机的相采样电流i1/i2…ip分别经过-5和7阶次的d-q坐标系的转换,然后通过滤波器提取-5阶次谐波电流和+7阶次谐波电流。之后,将电流矢量Is分别经过-5和7阶次转换后的、、、分配到d轴和q轴上,得到目标谐波电流,再经过PID调节器和反Park变换后,得到静止坐标系下的电压矢量Uα7th、Uβ7th、Uα5th和 Uβ5th,与此同时,将相位采样电流i1/i2…ip进行Clark坐标变换、Park坐标变换,得到第二相位电流矢量id和iq,并根据id和iq,经过PID调节器和反park变换后得到静止坐标系下的电压矢量Uα和Uβ,之后对Uα7th、Uβ7th、Uα5th、Uβ5th、Uα和Uβ进行反Clark变换,得到电机的相位电压U1\U2\...Up,并注入到FOC控制系统中调整控制信号的占空比。
此外,电机可以是带有励磁绕组的电机,励磁绕组用于生成电机所需的磁场。电机可以包括定子、转子和励磁绕组。励磁绕组通常可以安装在电机转子上,例如是一组线圈或者电磁铁。通过向励磁绕组通入特定大小和方向的电流,即通入励磁电流。当励磁电流流过励磁绕组时,根据安培环路定理,会在转子周围产生磁场,即转子励磁磁场。通过调节励磁电流的大小和相位,可以控制磁场的强度和特性,满足不同的工作需求。
在本实施例中,励磁电流也可以跟随音频采样信号而变化。也即,该电机的发声方法还包括:
根据音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
在一些实施例中,上述步骤“根据音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比”具体包括:
根据音频采样信号确定电机磁场的励磁电流;
获取励磁电流对应的励磁电压;
根据励磁电压调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
其中,上述步骤“根据音频采样信号确定电机磁场的励磁电流”具体包括:
获取音频采样信号对应的标幺值;
根据电机磁场的励磁电流峰值、励磁电流偏置和标幺值,确定电机磁场的励磁电流。
其中,由于音频采样信号的幅值变化反映了声音的强弱和高低,通过实时响应这些变化并调整励磁电流的大小,比如,随着音频采样信号的幅值增大,也可以增大励磁电流,从而改变电机磁场的强度,使得电机磁场的强度可以随音乐的幅值进行变化,以增强电机的发声强度和频率范围,使得电机能够准确地复现音频信号中的音乐和声音细节。
具体的,励磁电流的确定公式如下:
其中,表示励磁电流,表示励磁电流偏置,等于励磁电流峰值-励磁电流偏置,表示标幺值,可以将标幺值取绝对值。对音频采样信号进行标幺化处理,使音频采样信号的最大绝对值等于1,最小绝对值等于0,从而使得标幺值的绝对值处于0-1之间。
当然,在一些实施例中,还可以令励磁电流if等于励磁电流偏置,其中,大于0,小于最大励磁电流,也即励磁电流不跟随音频采样信号而变化,而仅根据音频注入信号调整电机相位桥臂的控制信号的占空比,这样也可保证电机的正常发声,只是声音的强度、质感范围与通过上述公式调整的励磁电流稍有区别。
本申请实施例提供的电机的发声方法,执行主体可以为电子设备,也可以是电子设备中的部件,例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端,也可以为除终端之外的其他设备。示例性的,电子设备可以包括但不限于ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)、MCU(Microcontroller Unit,微控制器单元)或者其他控制器等,本申请实施例不作具体限定。
在一些实施例中,本申请实施例还提供一种车辆,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上述电机的发声方法。
在一些实施例中,如图12所示,本申请实施例还提供一种电子设备300,包括处理器310、存储器320及存储在存储器320上并可在处理器310上运行的计算机程序,该程序被处理器310执行时实现上述电机的发声方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述的移动电子设备和非移动电子设备。
本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述电机的发声方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述电机的发声方法。
其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片,芯片包括处理器和通信接口,通信接口和处理器耦合,处理器用于运行程序或指令,实现上述电机的发声方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、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。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (24)
1.一种电机的发声方法,其特征在于,包括:
获取音频采样信号,所述音频采样信号是对音频数据采样得到;
根据所述音频采样信号确定音频注入信号,所述音频注入信号包括电机的目标矢量坐标系下的电压矢量和/或电流矢量;
根据所述音频注入信号确定所述电机发声的控制信号;
根据所述控制信号控制所述电机,以使所述电机发声。
2.根据权利要求1所述的电机的发声方法,其特征在于,还包括:
根据所述音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
3.根据权利要求2所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频采样信号调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比,包括:
根据所述音频采样信号确定电机磁场的励磁电流;
获取所述励磁电流对应的励磁电压;
根据所述励磁电压调整电机的励磁桥臂的控制信号的占空比。
4.根据权利要求3所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频采样信号确定电机磁场的励磁电流,包括:
获取所述音频采样信号对应的标幺值;
根据电机磁场的励磁电流峰值、励磁电流偏置和所述标幺值,确定所述电机磁场的励磁电流。
5.根据权利要求1所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频注入信号确定电机的控制信号,包括:
根据所述音频注入信号调整电机的控制信号的占空比。
6.根据权利要求5所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频注入信号调整电机的控制信号的占空比,包括:
根据所述音频注入信号确定电机的相位电压;
根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
7.根据权利要求6所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比,包括:
在载波信号的极值点所在的时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比。
8.根据权利要求7所述的电机的发声方法,其特征在于,所述在载波信号的极值点所在的时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比,包括:
在载波信号的t1时刻,根据所述相位电压调整所述电机的相位桥臂的控制信号的占空比;
其中,t1为极值点,且0<t1-tm<Ts,Ts为载波周期,tm为本次采样完成时刻。
9.根据权利要求6所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频注入信号确定电机的相位电压,包括:
获取所述电机的相位采样电流;
根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压。
10.根据权利要求9所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频注入信号确定电机的相位电压,还包括:
确定电机的扭矩输出指令、电机转速、电池电压和相位采样电流;
根据所述扭矩输出指令、所述电机转速和所述电池电压,确定给定电流矢量,所述给定电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
所述根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压,包括:根据所述给定电流矢量、所述相位采样电流和所述音频注入信号,确定所述电机的相位电压。
11.根据权利要求9所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述相位采样电流和所述音频注入信号确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第一相位电流矢量,所述第一相位电流矢量为静止坐标系下的电流矢量;
根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压。
12.根据权利要求11所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述音频注入信号包括静止坐标系下的电压矢量或m阶次旋转坐标系下的电压矢量时,m为不为1的实数,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述音频注入信号和所述目标电压矢量,确定所述电机的相位电压。
13.根据权利要求11所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述音频注入信号包括一阶次旋转坐标系下的电压矢量和/或电流矢量时,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量和所述音频注入信号确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述目标电压矢量确定所述电机的相位电压。
14.根据权利要求11所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述音频注入信号包括m阶次旋转坐标系下的电流矢量时,m为不为1的实数,所述根据所述音频注入信号和所述第一相位电流矢量,确定所述电机的相位电压,包括:
获取与所述相位采样电流对应的第二相位电流矢量和第三相位电流矢量,所述第二相位电流矢量为一阶次旋转坐标系下的电流矢量,所述第三相位电流矢量为m阶次旋转坐标系下的电流矢量;
根据所述第二相位电流矢量、所述第三相位电流矢量和所述音频注入信号,确定目标电压矢量,所述目标电压矢量为所述静止坐标系下的电压矢量;
根据所述目标电压矢量确定所述电机的相位电压。
15.根据权利要求1所述的电机的发声方法,其特征在于,所述根据所述音频采样信号确定音频注入信号,包括:
获取所述音频采样信号对应的幅值信号;
根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,所述注入角度根据电机转子的电角度而定。
16.根据权利要求15所述的电机的发声方法,其特征在于,所述获取所述音频采样信号对应的幅值信号,包括:
获取所述音频采样信号对应的标幺值;
根据所述标幺值、以及电机控制器用于响应声音的最大电流幅值和/或最大电压幅值,获取幅值信号。
17.根据权利要求15所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述目标矢量坐标系包括静止坐标系时,所述幅值信号包括电压,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在所述静止坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号。
18.根据权利要求15所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,所述幅值信号包括电压和/或电流,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在n阶次的所述旋转坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,n为实数。
19.根据权利要求15所述的电机的发声方法,其特征在于,当所述目标矢量坐标系包括旋转坐标系时,所述幅值信号包括电压和/或电流,所述根据所述幅值信号、注入角度和电机的目标矢量坐标系,确定音频注入信号,包括:
根据注入角度,获取所述幅值信号在第一类阶次坐标系和第二类阶次坐标系下各坐标轴的矢量,得到音频注入信号,所述第一类阶次坐标系和所述第二类阶次坐标系为不同阶次的所述旋转坐标系。
20.根据权利要求1所述的电机的发声方法,其特征在于,还包括:
在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样,得到所述音频采样信号。
21.根据权利要求20所述的电机的发声方法,其特征在于,所述在一个载波周期内,对音频数据进行多次采样,包括:
在一个载波周期内,在载波信号的多个极值点所在的时刻,对音频数据进行采样。
22.一种车辆,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至21中任一项所述的电机的发声方法。
23.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-21任一项所述的电机的发声方法。
24.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1-21任一项所述的电机的发声方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202411211814.XA CN118713524A (zh) | 2024-08-30 | 2024-08-30 | 电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202411211814.XA CN118713524A (zh) | 2024-08-30 | 2024-08-30 | 电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118713524A true CN118713524A (zh) | 2024-09-27 |
Family
ID=92820451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202411211814.XA Pending CN118713524A (zh) | 2024-08-30 | 2024-08-30 | 电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118713524A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130187578A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Mitsuru ISEDA | Vehicle, and control method for vehicle |
CN103378775A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置及电动机控制系统 |
CN103731080A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-16 | 上海新世纪机器人有限公司 | 电动机发声方法 |
CN109039187A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于听觉信号产生的方法及设备 |
CN111585487A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-25 | 淮安中科晶上智能网联研究院有限公司 | 一种控制电机发声的系统 |
CN112350639A (zh) * | 2019-08-09 | 2021-02-09 | 现代自动车株式会社 | 使用电动机的主动发声装置 |
CN114261334A (zh) * | 2020-09-16 | 2022-04-01 | 现代自动车株式会社 | 生成车辆的声音的装置与方法及计算机可读存储介质 |
KR20220091192A (ko) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 현대자동차주식회사 | 차량의 음향 발생 장치 및 방법 |
CN115158032A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 一种汽车电机的发声方法、装置、存储介质及汽车电机 |
-
2024
- 2024-08-30 CN CN202411211814.XA patent/CN118713524A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130187578A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Mitsuru ISEDA | Vehicle, and control method for vehicle |
CN103378775A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置及电动机控制系统 |
CN103731080A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-16 | 上海新世纪机器人有限公司 | 电动机发声方法 |
CN109039187A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于听觉信号产生的方法及设备 |
CN112350639A (zh) * | 2019-08-09 | 2021-02-09 | 现代自动车株式会社 | 使用电动机的主动发声装置 |
CN111585487A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-25 | 淮安中科晶上智能网联研究院有限公司 | 一种控制电机发声的系统 |
CN114261334A (zh) * | 2020-09-16 | 2022-04-01 | 现代自动车株式会社 | 生成车辆的声音的装置与方法及计算机可读存储介质 |
KR20220091192A (ko) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 현대자동차주식회사 | 차량의 음향 발생 장치 및 방법 |
CN115158032A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 一种汽车电机的发声方法、装置、存储介质及汽车电机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lara et al. | Performance investigation of two novel HSFSI demodulation algorithms for encoderless FOC of PMSMs intended for EV propulsion | |
US8212505B2 (en) | Method and system for creating a vibration in an automobile | |
US9681240B2 (en) | Sound quality adjustment apparatus of approaching vehicle audible system, approaching vehicle audible system simulator, and approaching vehicle audible system | |
JP2014505427A (ja) | 没入型オーディオ・レンダリング・システム | |
CN104340114A (zh) | 掩蔽车辆噪声 | |
CN103544949A (zh) | 发动机声音合成 | |
US9264838B2 (en) | System and method for variable decorrelation of audio signals | |
JP2014202856A (ja) | エンジン音出力装置及びエンジン音出力方法 | |
CN110228435A (zh) | 用基于马达的声学发生器主动掩蔽音调性噪声以提高音质 | |
CN112069709B (zh) | 一种考虑定子齿调制作用的电机电磁振动快速计算方法 | |
CN104661143A (zh) | 车辆虚拟引擎音生成方法及其装置 | |
CN115158032A (zh) | 一种汽车电机的发声方法、装置、存储介质及汽车电机 | |
Sarrazin et al. | Virtual car sound synthesis technique for brand sound design of hybrid and electric vehicles | |
Pinto et al. | Vibration analysis of delta-connected PMSMs using lookup table-based models—Influence of the 0-sequence component | |
Chen et al. | Sensorless control of IPMSM drives using high-frequency pulse voltage injection with random pulse sequence for audible noise reduction | |
JP5061585B2 (ja) | 燃費報知装置 | |
CN118713524A (zh) | 电机的发声方法、车辆、计算机程序产品及存储介质 | |
TW202105164A (zh) | 用於低頻率效應之音訊呈現 | |
US20220194410A1 (en) | Method of generating virtual effect for electric vehicle | |
JP4644010B2 (ja) | 同期リラクタンス電動機のベクトル制御方法及び同装置 | |
CN111726684B (zh) | 一种音视频处理方法、装置及存储介质 | |
CN118711559A (zh) | 电机的发声方法、车辆、存储介质及计算机程序产品 | |
CN117896666A (zh) | 用于回放音频数据的方法、电子设备和存储介质 | |
JP2018036494A (ja) | エンジン音出力装置及びエンジン音出力方法 | |
Li et al. | Dynamic modeling of an interior permanent magnet machine with space-vector-modulation-based voltage source inverter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |