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车内声品质多维度主动声学设计与控制
| 论文题名： | 车内声品质多维度主动声学设计与控制 |
| 关键词： | 主动声学设计;声品质;噪声控制 |
| 摘要： | 声品质是车辆声学问题的一个重要领域。初期，人们从减小烦躁度、提升舒适性的角度来研究声品质，后来认识到对车内声的感知具有多维度属性。声品质在感知空间可分解成多个独立维度，最常见的为舒适性、动力感和运动感。目前针对车内噪声的控制大多以发动机噪声发火阶频率成分为被控对象来降低车内声，虽然可一定程度改善听觉舒适性，但也减弱了车内声与车辆运动状态的关联，去除了驾驶互动性方面的正面作用，甚至有负面影响，不能满足用户的多样化需求。针对上述问题，本文基于舒适性、动力感和运动感3个维度对车内噪声进行声品质预测与设计，量化分析声品质与设计变量间的关系，实例说明设计变量的确定方法，并对设计的主动声品质优化控制，研究内容如下： 采集4款乘用车驾驶员耳旁噪声制作评价样本，采用分组成对比较法对车内声品质进行主观评价，基于反向传播神经网络建立舒适性、动力感和运动感预测模型。提出三个维度的主动声学设计策略和方法，给出调节阶次的目标幅值算式，将声品质与调节阶次进行关联，通过量化分析设计变量与声品质的关系来确定设计值。三个维度的设计方法如下：根据乐理中的协和音程规律，舒适性以发火阶及其2倍和3倍频率的谐波阶为调节阶次，各阶次幅值呈等差数列；动力感以发火阶为调节阶次，幅值设计成随转速线性增加，设计变量为随转速的幅值变化率；运动感以发火阶3倍和4倍频率的谐波阶为调节阶次，幅值设计成与发火阶接近。 针对调节设计的发动机阶次噪声以改善不同维度声品质，本文提出基于CFXLMS算法的窄带并联阶次主动声品质控制系统。通过仿真分析说明了该方法的有效性。最后，以驾驶人耳旁稳态、非稳态噪声为控制对象，基于搭建的实验设备对设计的三个声品质维度的控制效果进行验证，结果表明，本文所提出的阶次设计与主动声品质控制系统能够实现车内声品质的多模式选择性主动控制，并且控制后的声样本得分明显提高。 |
| 作者： | 周涛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 姜顺明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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