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基于FXLMS算法的车内噪声主动控制技术研究
| 论文题名： | 基于FXLMS算法的车内噪声主动控制技术研究 |
| 关键词： | 车内噪声;主动控制;FXLMS算法;发动机转速;参考信号 |
| 摘要： | 目前，随着各国汽车消费者对汽车的燃油经济性和乘坐舒适性能关注度的不断攀升，汽车NVH（Noise Vibration&Harshness）性能的改进成为了国内外汽车制造商争相提高市场占有率的主要手段。发动机噪声通常为车内噪声主要成分，且呈现出与发动机转速有直接关系的低频特性，对车内声学环境造成很大的负面影响。而传统的被动降噪措施对于车内低频噪声的控制存在较明显的不足，诸如隔声、吸声等措施仅仅对中高频率段的噪声有较好的防护作用。本文针对车内二阶阶次噪声，设计了基于发动机转速信号的前馈噪声主动控制系统，对采用滤波-X最小均方（Filtered X Least Mean Square，FXLMS）算法的车内噪声主动控制系统进行了仿真和试验研究。主要内容如下： 1、对车内噪声和发动机噪声进行了分析，得出车内低频噪声当中，发动机噪声为除道路噪声外车内噪声的主要成分。并且车内噪声主频率与发动机转速存在的特定关系，为后文提出一种基于发动机转速信号来构造发动机噪声参考信号的方法提供理论基础，进而针对性地对车内发动机二阶阶次噪声进行主动降噪。并对最小均方（Least Mean Square，LMS）算法、单通道FXLMS算法和多通道FXLMS算法进行了理论研究。 2、对基于发动机转速的车内噪声主动控制系统进行了设计开发。在合理地选取了系统硬件基础上，搭建了基于实车的单通道和多通道噪声主动控制系统实验模型。提出了一种通过发动机转速信号构造发动机噪声参考信号的方法。对FXLMS算法当中对参考信号滤波的次级路径模型进行了离线辨识。 3、采用录取的实车车内的发动机噪声和辨识的次级路径模型在MATLAB环境下了进行仿真。针对不同滤波器长度、收敛步长的选取以及不同转速信号输入的控制系统进行了仿真对比研究。由仿真结果分析了合理选择滤波器长度和收敛步长的必要性，验证了采用发动机转速信号构造发动机参考信号的方法是可行的。此外，搭建了多通道噪声主动控制系统仿真模型，并进行了仿真。 4、分别在不同试验工况下进行了单通道和多通道的主动降噪试验。采用LMS Test.Lab的数据处理模块对试验数据进行了处理分析。试验结果表明：设计的单通道噪声主动控制系统平均具有8dB~10dB的降噪效果；多通道噪声主动控制系统在汽车固定转速情况下，汽车前排平均有15dB左右的降噪量；快加速工况下，多通道系统在前排平均取得6dB的降噪量。 |
| 作者： | 曾文杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄鼎友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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