發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 21:26

　　 隨著汽車(chē)品質(zhì)的提升,汽車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲成為用戶(hù)評(píng)價(jià)汽車(chē)乘坐舒適性的重要指標(biāo)。目前,隨著汽車(chē)振動(dòng)噪聲技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲已經(jīng)得到有效控制,汽車(chē)行駛時(shí)輪胎與路面相互作用產(chǎn)生的噪聲(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“路噪”)在整車(chē)噪聲的影響程度在擴(kuò)大,降低車(chē)內(nèi)路噪,是汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。路噪主要是低頻率寬頻帶的隨機(jī)噪聲,目前主流的被動(dòng)降噪技術(shù),如吸聲、隔聲等,難以對(duì)其進(jìn)行抑制,因此能有效降低低頻噪聲的噪聲主動(dòng)控制技術(shù)引發(fā)了廣大汽車(chē)科技工作者的關(guān)注。同時(shí),為了滿(mǎn)足車(chē)內(nèi)多個(gè)位置的降噪需求就需要研究噪聲的多通道主動(dòng)控制技術(shù)。本文通過(guò)研究噪聲多通道主動(dòng)控制技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn),并對(duì)車(chē)內(nèi)路噪的噪聲特性進(jìn)行分析,結(jié)合現(xiàn)有的車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制方法提出了一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制策略:采用對(duì)時(shí)間序列信號(hào)具有較好辨識(shí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過(guò)離線(xiàn)訓(xùn)練后通過(guò)懸架和車(chē)身連接點(diǎn)的振動(dòng)加速度信號(hào)對(duì)車(chē)內(nèi)路噪信號(hào)進(jìn)行辨識(shí),然后利用多通道噪聲主動(dòng)控制算法對(duì)車(chē)內(nèi)路噪進(jìn)行主動(dòng)降噪,并圍繞提出的控制策略,主要完成了以下研究工作:首先,通過(guò)比較各類(lèi)算法特點(diǎn)后確定了車(chē)內(nèi)多通道噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方案,采用基于隨機(jī)梯度的LMS算法及多通道FxLMS算法分別完成多通道噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)的次級(jí)聲通道辨識(shí)和主動(dòng)降噪。其次,基于試驗(yàn)采集的汽車(chē)勻速行駛工況下懸架和車(chē)身連接點(diǎn)的振動(dòng)加速度信號(hào)以及車(chē)內(nèi)駕駛員與后排乘員耳旁噪聲信號(hào)進(jìn)行了低頻特性與多重相關(guān)性分析,建立了車(chē)內(nèi)路噪辨識(shí)的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。然后,建立了多通道噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)模型,并將其與多參考LMS算法合成車(chē)內(nèi)路噪模型和Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)車(chē)內(nèi)路噪辨識(shí)模型分別整合,搭建了現(xiàn)有的車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制模型與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制模型,對(duì)比驗(yàn)證提出的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制策略的有效性和可行性�；�于試驗(yàn)采集的振動(dòng)與噪聲數(shù)據(jù)分別對(duì)兩組模型進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明,在路噪頻率范圍內(nèi),兩組模型均取得了良好的降噪效果,可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的同時(shí)降噪�，F(xiàn)有的車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制模型降噪量主要分布在10dB以?xún)?nèi),峰值的降噪量可以達(dá)到約20dB�；�于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)的車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制系統(tǒng)降噪效果不遜于現(xiàn)有的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制策略,甚至在0-50Hz范圍內(nèi)的峰值噪聲降噪效果更佳,可以達(dá)到約25dB。最后,基于所建立的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制Simulink模型及其控制策略,搭建車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真平臺(tái),并以實(shí)車(chē)試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)所建系統(tǒng)進(jìn)行硬件在環(huán)仿真試驗(yàn),結(jié)果表明基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車(chē)內(nèi)路噪多通道主動(dòng)控制系統(tǒng)在20-100Hz頻率范圍內(nèi)具有較好的降噪效果,并且可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的同時(shí)降噪,降噪量主要分布在2-8dB,噪聲峰值處的降噪效果更佳。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：U469.72
【部分圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2另外，不同的噪聲振動(dòng)源產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲具有不同的頻率范圍[9]。在低頻部分，以發(fā)動(dòng)機(jī)低頻振動(dòng)和路面隨機(jī)激勵(lì)產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲為主；中高頻部分，隨著頻率的增加，輪胎與路面相互作用產(chǎn)生的噪聲和車(chē)身與空氣摩擦產(chǎn)生的噪聲起主導(dǎo)作用；高頻部分，主要為傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊噪聲、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲以及風(fēng)扇噪聲，此頻段內(nèi)車(chē)內(nèi)人員交流的語(yǔ)言清晰度和車(chē)內(nèi)聲場(chǎng)的聲品質(zhì)問(wèn)題為主要考慮因素，其中汽車(chē)噪聲源與頻率的關(guān)系如圖1.2所示。圖1.1汽車(chē)噪聲源與行駛速度的關(guān)系圖圖1.2汽車(chē)噪聲源與頻率的關(guān)系圖目前，隨著對(duì)汽車(chē)振動(dòng)與噪聲控制技術(shù)的深入研究，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲已經(jīng)得到有效控制。然而，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車(chē)噪聲中的占比與影響程度也隨之?dāng)U大。特別是當(dāng)車(chē)輛以中、高速行駛時(shí)，路噪開(kāi)始成為車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源。同時(shí)，與其它噪聲相比，路噪的隨機(jī)性會(huì)給乘客帶來(lái)更多疲勞和煩躁感。因而，降低車(chē)內(nèi)路噪對(duì)于降低車(chē)內(nèi)噪聲水平和改善車(chē)內(nèi)聲環(huán)境、提高聲學(xué)品質(zhì)具有重要意義。

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2另外，不同的噪聲振動(dòng)源產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲具有不同的頻率范圍[9]。在低頻部分，以發(fā)動(dòng)機(jī)低頻振動(dòng)和路面隨機(jī)激勵(lì)產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲為主；中高頻部分，隨著頻率的增加，輪胎與路面相互作用產(chǎn)生的噪聲和車(chē)身與空氣摩擦產(chǎn)生的噪聲起主導(dǎo)作用；高頻部分，主要為傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊噪聲、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲以及風(fēng)扇噪聲，此頻段內(nèi)車(chē)內(nèi)人員交流的語(yǔ)言清晰度和車(chē)內(nèi)聲場(chǎng)的聲品質(zhì)問(wèn)題為主要考慮因素，其中汽車(chē)噪聲源與頻率的關(guān)系如圖1.2所示。圖1.1汽車(chē)噪聲源與行駛速度的關(guān)系圖圖1.2汽車(chē)噪聲源與頻率的關(guān)系圖目前，隨著對(duì)汽車(chē)振動(dòng)與噪聲控制技術(shù)的深入研究，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的車(chē)內(nèi)噪聲已經(jīng)得到有效控制。然而，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車(chē)噪聲中的占比與影響程度也隨之?dāng)U大。特別是當(dāng)車(chē)輛以中、高速行駛時(shí)，路噪開(kāi)始成為車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源。同時(shí)，與其它噪聲相比，路噪的隨機(jī)性會(huì)給乘客帶來(lái)更多疲勞和煩躁感。因而，降低車(chē)內(nèi)路噪對(duì)于降低車(chē)內(nèi)噪聲水平和改善車(chē)內(nèi)聲環(huán)境、提高聲學(xué)品質(zhì)具有重要意義。

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.4Gonzalez的雙通道噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)車(chē)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲主動(dòng)降噪技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，如今已有不少?gòu)S商研發(fā)出車(chē)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)并逐步將其應(yīng)用在上市車(chē)型中。目前，Bose公司和哈曼公司掌握著世界上比較先進(jìn)的噪聲主動(dòng)控制技術(shù)。其中，Bose公司的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于凱迪拉克XTS以及別克昂科威等量產(chǎn)車(chē)型。該噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)速信號(hào)分頻分離出正弦信號(hào)作為參考信號(hào)，經(jīng)系統(tǒng)控制器處理后得出次級(jí)聲信號(hào)，并傳給次級(jí)聲源進(jìn)行播放，最后根據(jù)誤差傳聲器反饋的誤差信號(hào)及時(shí)進(jìn)行糾正以調(diào)整次級(jí)聲信號(hào)，最終達(dá)到消除發(fā)動(dòng)機(jī)的二次諧波噪聲的目的[24]。隨著動(dòng)力系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車(chē)噪聲的占比與影響程度在不斷地?cái)U(kuò)大。特別是當(dāng)車(chē)輛以中速或高速行駛時(shí)，路噪是車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源。而且與其他噪音相比，路噪會(huì)給乘客帶來(lái)更多疲勞和刺激。因而降低車(chē)內(nèi)路噪對(duì)于降低車(chē)內(nèi)噪聲水平和改善車(chē)內(nèi)聲環(huán)境具有重要意義。車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制技術(shù)，即利用噪聲主動(dòng)控制技術(shù)來(lái)降低汽車(chē)行駛過(guò)程中車(chē)輪與路面相互作用引起的噪聲，已經(jīng)被證明是一種不影響汽車(chē)其他性能的有效方案。1.3.3車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀自20世紀(jì)90年代初期以來(lái)，車(chē)內(nèi)路噪主動(dòng)控制技術(shù)逐步發(fā)展。車(chē)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)ANC系統(tǒng)商業(yè)化應(yīng)用的落地，使得車(chē)內(nèi)路噪降噪已被廣泛認(rèn)為是影響車(chē)輛商業(yè)成功的關(guān)鍵因素。路噪可以表征為受路面強(qiáng)烈影響的寬帶隨機(jī)信號(hào)，由輪胎與路
【參考文獻(xiàn)】

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