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原文传递纯电动汽车车内噪声主动控制技术研究

论文题名：	纯电动汽车车内噪声主动控制技术研究
关键词：	纯电动汽车;车内噪声;噪声主动控制;FXNELMS算法;次级声源布放;仿真分析
摘要：	纯电动汽车具有污染小、能源利用率高、结构简单等优势，发展前景广阔。由于缺少发动机的“掩蔽”，纯电动汽车车内低频噪声问题变得尤为突出，大大降低驾乘人员的舒适性。噪声主动控制（ActiveNoiseControl，ANC）技术由于对低频噪声控制能力强、控制目标灵活、布置方便等优点而成为纯电动汽车的一种重要降噪方式。然而，纯电动汽车噪声源较为分散，车内噪声信号具有时变、宽带宽、线性度差等特点，严重影响噪声主动控制降噪效果，因而有必要研究纯电动汽车车内噪声主动控制技术。　　（1）纯电动汽车车内噪声分析。针对某品牌纯电动汽车，开展了匀速和加速工况下的车内噪声采集试验，确定了车内噪声主动控制的频率成分及范围；理论推导了与车内噪声具有较强相关性的感应电机电磁力波。研究结果表明：匀速工况下，车内噪声声压级较高的频率成分集中在500Hz以下；加速工况下车内噪声信号的阶次特性并不十分明显，车内噪声声压级较高的频率成分集中在1000Hz以下。　　（2）噪声主动控制系统设计及仿真分析。首先，建立了噪声主动控制的数学模型，完成了自适应滤波器和相关自适应算法的理论推导；其次，建立了次级通路辨识模型，采用离线辨识方法完成次级通路仿真，得到了次级通路的传递函数；然后，根据车内噪声的特点，提出了基于指数函数的归一化变步长滤波最小均方（FXNELMS）算法，采用此算法开展了单通道噪声主动控制仿真；最后，建立了多通道的噪声主动控制系统，辨识多个次级通路，并采用所提算法开展了多通道噪声主动控制系统仿真。仿真结果表明：本文所提算法同时适用于单通道和多通道的噪声主动控制系统，采用单通道噪声主动控制系统时，总声压级降低32dB(A)左右；采用多通道噪声主动控制系统时，总声压级降低22dB(A)左右。　　（3）基于纯电动汽车车内声场仿真的次级声源布放研究。首先，推导了次级声源的布放原理，认为空间中某点的最小声功率与两声源的频率和距离有关；然后，建立试验用车的三维结构模型并适当简化，布放初级声源并使用声学有限元法完成车内声场仿真；最后，在车腔内多个位置布放次级声源，仿真得到较优的次级声源布放位置，为纯电动汽车车内噪声主动控制试验次级声源布放提供指导。　　（4）纯电动汽车车内噪声主动控制系统开发与试验研究。以某品牌纯电动汽车为试验对象，在车内完成了单频和多频噪声的主动控制试验；匀速工况和加速工况下，完成实车的噪声主动控制试验。试验结果表明：对于单频噪声信号，ANC开启后总声压级降低10dB(A)以上；对于多频噪声信号，ANC开启后总声压级降低4dB(A)～6dB(A)；匀速工况下，ANC开启后总声压级降低1.5dB(A)～3dB(A)；加速工况下，车内噪声明显降低，取得了较好的控制效果。
作者：	李鑫
专业：	车辆工程
导师：	马琮淦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2021