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汽车工程 2022年第6期44卷 919-928页

作者：贺岩松蒋昊张志飞周桃重庆大学机械与运载工程学院重庆400030 重庆市埃库特科技有限责任公司重庆400000

噪声主动控制的关键是对被控噪声幅值和相位的准确估计,PSC-fxlms算法在Command信号中加入噪声信号的相位,可发出比Command-fxlms算法更小的次级声,但会受到次级通路估计准确性和傅里叶变换相位提取速度的制约。本文以某SUV车内发动机... 详细信息

噪声主动控制的关键是对被控噪声幅值和相位的准确估计,PSC-fxlms算法在Command信号中加入噪声信号的相位,可发出比Command-fxlms算法更小的次级声,但会受到次级通路估计准确性和傅里叶变换相位提取速度的制约。本文以某SUV车内发动机噪声为研究对象,提出滤波PSC-fxlms(fpsc-fxlms)算法,将从车内4个座椅头枕处采集的噪声信号作为初级噪声,通过仿真比较fpsc-fxlms算法和Command-fxlms算法对2、3阶发动机噪声同时控制的效果;接着,基于DSP硬件平台对另一辆SUV进行实车试验,再次对比两种算法的效果。结果显示,在对驾驶员和驾驶员后排乘员的左右耳处的发动机噪声进行控制时,在800 r/min怠速工况下,所提出算法4阶噪声的次级声幅值比Command-fxlms算法降低25%以上;在1 900 r/min空转工况下,2阶噪声的次级声幅值降低50%以上。说明fpsc-fxlms算法能快速准确地提取不同转速下发动机噪声的相位信息,使扬声器发出比Command-fxlms算法更小的次级声。

关键词：发动机主动噪声控制 fpsc-fxlms Command-fxlms 阶次噪声

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基于fpsc-fxlms算法的乘用车内发动机噪声主动控制

基于FPSC-FxLMS算法的乘用车内发动机噪声主动控制

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作者：蒋昊重庆大学

学位级别：硕士

主动噪声控制通过产生一个与噪声幅值相同、相位相反的声音,来解决传统的被动降噪方法对低频噪声控制效果不佳的问题。然而针对发动机噪声,仅仅降低噪声水平,并不能满足驾驶员的听音感受,可通过Command-Fx LMS(Command Filtered-x Least... 详细信息

主动噪声控制通过产生一个与噪声幅值相同、相位相反的声音,来解决传统的被动降噪方法对低频噪声控制效果不佳的问题。然而针对发动机噪声,仅仅降低噪声水平,并不能满足驾驶员的听音感受,可通过Command-Fx LMS(Command Filtered-x Least Mean Square)算法来调整发动机噪声,以满足驾驶员对于发动机声音的期望。为减少次级声对未控制区域的影响,PSC-Fx LMS(Phase Scheduled Command Fx LMS)算法生成Command信号时考虑到噪声信号的相位,能发出比Command-Fx LMS算法更小的次级声,但会受到次级通路估计准确性和傅里叶变换相位提取速度的制约。针对以上问题,论文以车内发动机噪声为研究对象,提出改进的PSC-Fx LMS算法和滤波PSC-Fx LMS(fpsc-Fx LMS)算法,以实现阶次噪声相位提取速度和准确性的改进。论文以自适应滤波原理为基础,对比了两种常用的发动机噪声主动控制算法,并对PSC-Fx LMS算法进行了推导和分析。针对PSC-Fx LMS算法需要多次提取相位和易受次级通路估计不准确影响的不足,提出改进的PSC-Fx LMS算法,并在其基础上进一步提出fpsc-Fx LMS算法,利用FIR滤波器和反三角函数提取初级噪声的相位信息,以解决傅里叶变换提取相位所需时间过长的问题。其次,针对发动机稳态噪声和加速噪声,论文在Simulink中建立基于Command-Fx LMS算法和fpsc-Fx LMS算法的多通道发动机噪声主动控制系统。在控制稳态噪声时,比较所提算法和Command-Fx LMS算法对2、4阶发动机噪声同时控制的效果,结果表明,所提算法能准确提取阶次噪声相位,并使次级声降低21.7%以上。在控制加速噪声时,将构造的加速噪声、采集到半油门和全油门加速工况下的噪声分别作为初级噪声,对比两算法对2、4、6阶发动机噪声同时控制的效果,结果表明,由于频率失配的影响,两算法对实车加速噪声的控制效果并不如构造的噪声理想,但fpsc-Fx LMS算法依旧能准确提取阶次噪声相位。最后基于DSP硬件平台进行实车试验,在对驾驶员和驾驶员后排乘员左右耳位置的发动机噪声进行控制时,所提算法相比于Command-Fx LMS算法,在800r/min转速下,控制4阶噪声的次级声幅值降低25%以上;在1900 r/min和2400r/min转速下,控制2阶噪声的次级声幅值分别降低50%和18.5%以上。表明fpscFx LMS算法有效可行。

关键词：主动噪声控制发动机阶次噪声 fpsc-fxlms

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