發(fā)布時間：2020-11-13 21:26

　　 隨著汽車品質(zhì)的提升,汽車車內(nèi)噪聲成為用戶評價汽車乘坐舒適性的重要指標(biāo)。目前,隨著汽車振動噪聲技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)噪聲已經(jīng)得到有效控制,汽車行駛時輪胎與路面相互作用產(chǎn)生的噪聲(以下簡稱“路噪”)在整車噪聲的影響程度在擴(kuò)大,降低車內(nèi)路噪,是汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。路噪主要是低頻率寬頻帶的隨機(jī)噪聲,目前主流的被動降噪技術(shù),如吸聲、隔聲等,難以對其進(jìn)行抑制,因此能有效降低低頻噪聲的噪聲主動控制技術(shù)引發(fā)了廣大汽車科技工作者的關(guān)注。同時,為了滿足車內(nèi)多個位置的降噪需求就需要研究噪聲的多通道主動控制技術(shù)。本文通過研究噪聲多通道主動控制技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn),并對車內(nèi)路噪的噪聲特性進(jìn)行分析,結(jié)合現(xiàn)有的車內(nèi)路噪主動控制方法提出了一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車內(nèi)路噪多通道主動控制策略:采用對時間序列信號具有較好辨識能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過離線訓(xùn)練后通過懸架和車身連接點(diǎn)的振動加速度信號對車內(nèi)路噪信號進(jìn)行辨識,然后利用多通道噪聲主動控制算法對車內(nèi)路噪進(jìn)行主動降噪,并圍繞提出的控制策略,主要完成了以下研究工作:首先,通過比較各類算法特點(diǎn)后確定了車內(nèi)多通道噪聲主動控制系統(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控制系統(tǒng)的次級聲通道辨識和主動降噪。其次,基于試驗(yàn)采集的汽車勻速行駛工況下懸架和車身連接點(diǎn)的振動加速度信號以及車內(nèi)駕駛員與后排乘員耳旁噪聲信號進(jìn)行了低頻特性與多重相關(guān)性分析,建立了車內(nèi)路噪辨識的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。然后,建立了多通道噪聲主動控制系統(tǒng)模型,并將其與多參考LMS算法合成車內(nèi)路噪模型和Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)車內(nèi)路噪辨識模型分別整合,搭建了現(xiàn)有的車內(nèi)路噪主動控制模型與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車內(nèi)路噪多通道主動控制模型,對比驗(yàn)證提出的車內(nèi)路噪多通道主動控制策略的有效性和可行性。基于試驗(yàn)采集的振動與噪聲數(shù)據(jù)分別對兩組模型進(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)的同時降噪。現(xiàn)有的車內(nèi)路噪主動控制模型降噪量主要分布在10dB以內(nèi),峰值的降噪量可以達(dá)到約20dB�；�于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識的車內(nèi)路噪主動控制系統(tǒng)降噪效果不遜于現(xiàn)有的車內(nèi)路噪多通道主動控制策略,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,基于所建立的車內(nèi)路噪多通道主動控制Simulink模型及其控制策略,搭建車內(nèi)路噪多通道主動控制系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真平臺,并以實(shí)車試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對所建系統(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)的車內(nèi)路噪多通道主動控制系統(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)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2另外，不同的噪聲振動源產(chǎn)生的車內(nèi)噪聲具有不同的頻率范圍[9]。在低頻部分，以發(fā)動機(jī)低頻振動和路面隨機(jī)激勵產(chǎn)生的車內(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，主要為傳動系統(tǒng)齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊噪聲、發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣噪聲以及風(fēng)扇噪聲，此頻段內(nèi)車內(nèi)人員交流的語言清晰度和車內(nèi)聲場的聲品質(zhì)問題為主要考慮因素，其中汽車噪聲源與頻率的關(guān)系如圖1.2所示。圖1.1汽車噪聲源與行駛速度的關(guān)系圖圖1.2汽車噪聲源與頻率的關(guān)系圖目前，隨著對汽車振動與噪聲控制技術(shù)的深入研究，汽車發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的車內(nèi)噪聲已經(jīng)得到有效控制。然而，隨著發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車噪聲中的占比與影響程度也隨之?dāng)U大。特別是當(dāng)車輛以中、高速行駛時，路噪開始成為車內(nèi)噪聲的主要來源。同時，與其它噪聲相比，路噪的隨機(jī)性會給乘客帶來更多疲勞和煩躁感。因而，降低車內(nèi)路噪對于降低車內(nèi)噪聲水平和改善車內(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，不同的噪聲振動源產(chǎn)生的車內(nèi)噪聲具有不同的頻率范圍[9]。在低頻部分，以發(fā)動機(jī)低頻振動和路面隨機(jī)激勵產(chǎn)生的車內(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，主要為傳動系統(tǒng)齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊噪聲、發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣噪聲以及風(fēng)扇噪聲，此頻段內(nèi)車內(nèi)人員交流的語言清晰度和車內(nèi)聲場的聲品質(zhì)問題為主要考慮因素，其中汽車噪聲源與頻率的關(guān)系如圖1.2所示。圖1.1汽車噪聲源與行駛速度的關(guān)系圖圖1.2汽車噪聲源與頻率的關(guān)系圖目前，隨著對汽車振動與噪聲控制技術(shù)的深入研究，汽車發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的車內(nèi)噪聲已經(jīng)得到有效控制。然而，隨著發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車噪聲中的占比與影響程度也隨之?dāng)U大。特別是當(dāng)車輛以中、高速行駛時，路噪開始成為車內(nèi)噪聲的主要來源。同時，與其它噪聲相比，路噪的隨機(jī)性會給乘客帶來更多疲勞和煩躁感。因而，降低車內(nèi)路噪對于降低車內(nèi)噪聲水平和改善車內(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的雙通道噪聲主動控制系統(tǒng)車內(nèi)發(fā)動機(jī)噪聲主動降噪技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展，如今已有不少廠商研發(fā)出車內(nèi)發(fā)動機(jī)噪聲主動控制系統(tǒng)并逐步將其應(yīng)用在上市車型中。目前，Bose公司和哈曼公司掌握著世界上比較先進(jìn)的噪聲主動控制技術(shù)。其中，Bose公司的發(fā)動機(jī)噪聲主動控制系統(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)車型。該噪聲主動控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)速信號分頻分離出正弦信號作為參考信號，經(jīng)系統(tǒng)控制器處理后得出次級聲信號，并傳給次級聲源進(jìn)行播放，最后根據(jù)誤差傳聲器反饋的誤差信號及時進(jìn)行糾正以調(diào)整次級聲信號，最終達(dá)到消除發(fā)動機(jī)的二次諧波噪聲的目的[24]。隨著動力系統(tǒng)噪聲的降低，路噪在整車噪聲的占比與影響程度在不斷地擴(kuò)大。特別是當(dāng)車輛以中速或高速行駛時，路噪是車內(nèi)噪聲的主要來源。而且與其他噪音相比，路噪會給乘客帶來更多疲勞和刺激。因而降低車內(nèi)路噪對于降低車內(nèi)噪聲水平和改善車內(nèi)聲環(huán)境具有重要意義。車內(nèi)路噪主動控制技術(shù)，即利用噪聲主動控制技術(shù)來降低汽車行駛過程中車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其他性能的有效方案。1.3.3車內(nèi)路噪主動控制技術(shù)研究現(xiàn)狀自20世紀(jì)90年代初期以來，車內(nèi)路噪主動控制技術(shù)逐步發(fā)展。車內(nèi)發(fā)動機(jī)ANC系統(tǒng)商業(yè)化應(yīng)用的落地，使得車內(nèi)路噪降噪已被廣泛認(rèn)為是影響車輛商業(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，由輪胎與路
【參考文獻(xiàn)】

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4 張倫維;;奇妙的ANC 主動噪聲控制系統(tǒng)[J];當(dāng)代汽車;2008年09期

5 丁渭平;;車內(nèi)低頻噪聲與懸架特性參數(shù)的定量關(guān)系[J];噪聲與振動控制;2006年05期

6 張建南,王登峰,常振臣,劉學(xué)廣;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的車內(nèi)噪聲自適應(yīng)主動控制[J];汽車技術(shù);2003年10期

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9 林敢為,劉裕源;多重相干分析方法在汽車振動研究中的應(yīng)用[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;1985年01期

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8 王宇;結(jié)合虛擬傳聲器的汽車車內(nèi)噪聲主動控制方法[D];清華大學(xué);2017年

9 孫吉東;基于陷波法的車內(nèi)噪聲主動控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2016年

10 薄中;雙通道自適應(yīng)有源噪聲控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

本文編號：2882670