车内噪声主动控制的研究

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汽车噪声主动及被动控制方法简述

汽车噪声主动及被动控制方法简述

汽车噪声主动及被动控制方法简述1前言随着汽车工业的发展,汽车给人类的出行带来极大的便利,但同时也带来了噪声污染等社会问题。

汽车噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;同时,汽车噪声过大也会影响路人的身心健康,人们长时间接触噪音,会耳鸣、多梦、心慌及烦躁,或直接引起听力下降甚至失聪,其中由车辆噪音间接引发的交通事故,也并不鲜见。

因此对汽车噪声进行控制就显得非常必要了。

为了治理汽车噪声污染,各国均制定有关标准,我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年1月4 日联合发布了GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》强制性标准,代替GB 1495—1979,并于2002年10 月1日实施。

表1 国内外车辆行驶噪声限值标准的比较(单位:dBA)新标准是在参考ECE RS1《关于在噪声方面汽车(至少有4个车轮)型式认证的统一规定》基础上制定的。

新标准的出台,改变了过去标准不科学、测试项目不完整的局面,为治理汽车噪声污染提供了有效的控制手段,对完善我国的汽车噪声标准体系将起到积极的推动作用。

2汽车噪声来源汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源,按噪声产生的部位,主要分为与发动机有关的噪声和与排气系统有关的噪声以及与传动系统和轮胎有关的噪声。

(1)发动机发动机噪声包括燃烧、机械、进气、排气、冷却风扇及其他部件发出的噪声。

在发动机各类噪声中,发动机燃烧噪声和机械噪声占主要成分。

燃烧噪声产生于四冲程发动机工作循环中进气、压缩、做功和排气四个行程,快速燃烧冲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。

燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份,在总噪声的中高频段占有相当比重。

表2 发动机机械噪声类型发动机内位置活塞连杆机构传动机构配气机构柴油机供给系其他部位组成活塞敲击声活塞环摩擦声正时齿轮撞击声皮带传动声链传动噪声喷油器噪声喷油泵噪声高压油管内油压传递声气门开、闭冲击声配气机构冲击声气门弹簧振动声发电机噪声空压机噪声冷却器噪声液压泵噪声机械噪声是指发动机工作时,各零件相对运动引起的撞击,以及机件内部周期性变化的机械作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而引起的噪声,包括活塞敲击声、气门机构声、正时齿轮声。

汽车主动降噪系统技术要求和试验方法-最新国标

汽车主动降噪系统技术要求和试验方法-最新国标

汽车主动降噪系统技术要求和试验方法1 范围本文件规定了汽车主动降噪系统的技术要求及试验方法,包含发动机噪声主动降噪系统和道路噪声主动降噪系统。

本文件适用于M1、N1类车辆主动降噪系统,其它的车辆主动降噪系统可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码GB/T 3785.1 电声学声级计第1部分:规范GB/T 6326 轮胎术语及其定义GB/T 6882 声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级消声室和半消声室精密法GB/T 15089 机动车辆及挂车分类GB/T 15173 电声学声校准器GB/T 18697 声学汽车车内噪声测量方法GB/T 19596-2017 电动汽车术语GB 34660 -2017 道路车辆电磁兼容性要求和试验方法GB/T 38146.1 中国汽车行驶工况第1部分:轻型汽车ISO 10844 声学用于测量道路车辆及其轮胎发射噪声的试验车道技术规范(Acoustics - Specification of test tracks for measuring noise emitted by road vehicles and their tyres)3 术语和定义GB/T 3730.2、GB/T 6326、GB/T 15089、GB/T 38146.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

汽车主动降噪系统 automobile active noise cancellation system(ANC)基于两个声波相消性或声辐射抑制的原理,控制器基于车辆行驶信号对车辆实际状况做出响应,由扬声器发出反向声波以抵消车内实际噪声。

根据有无参考信号,主动降噪系统可分为前馈主动降噪系统和反馈主动降噪系统,前馈主动降噪系统由参考信号、控制器、麦克风和扬声器等组成,反馈主动降噪系统由控制器、麦克风和扬声器等组成。

汽车主动降噪技术原理

汽车主动降噪技术原理

汽车主动降噪技术原理汽车的主动降噪技术是一种通过声学反馈和主动控制来减少汽车内部噪音的技术手段。

它的原理是通过传感器实时感知车内噪音,然后通过控制器分析、计算和处理这些信号,最后通过喇叭、扬声器等辅助装置发出与车内噪音相对抗的声波,从而降低噪音水平。

主动降噪技术的主要原理包括反馈回路、智能控制和扬声器输出。

首先,反馈回路是主动降噪技术的核心部分之一。

汽车内装有多个麦克风传感器,它们在不同位置感知车内噪声。

这些传感器将感知到的声音信号传送给控制器进行分析处理。

控制器分析声音的频率和振幅,确定主要频率和噪音源位置,并生成相应的反向声波。

其次,智能控制是主动降噪技术的关键。

控制器使用复杂的算法,将分析得到的声音特征与噪音源的相关信息进行匹配,并生成相应的反向声波。

具体而言,控制器会将噪音信号与已知的噪音源模型相比较,并根据两者之间的差异来生成相应的反向声波。

最后,扬声器输出是主动降噪技术的重要组成部分。

通过设备内的扬声器系统,控制器将计算出的反向声波传递到车内特定位置。

这些反向声波与车内噪声相干干涉,产生互相抵消的效果,降低车内噪音水平。

在实际应用中,主动降噪技术还面临一些挑战。

首先,噪声源的位置和特征是该技术的关键,需要精确的传感器和算法来检测和处理。

其次,计算和处理声音信号所需的计算能力也是一个挑战,要求系统具有较高的处理速度和功耗控制。

此外,汽车内部的声学环境也会对主动降噪技术产生影响,例如车厢尺寸、材料等。

总结起来,汽车主动降噪技术通过传感器感知车内噪声,通过控制器智能分析、计算和处理声音信号,并通过喇叭、扬声器等输出装置发出反向声波,以降低汽车内部噪音水平。

这项技术能够有效地提高车内的乘坐舒适性和安静性,为驾驶人和乘客带来更好的驾驶体验。

车辆主动降噪改造方案设计

车辆主动降噪改造方案设计

车辆主动降噪改造方案设计背景车辆噪声对于车内乘客的舒适度和健康都有很大的影响,而且也会对周围环境造成噪声污染。

因此,车辆主动降噪成为了一个研究的热点,旨在改善车辆内外的环境质量。

本文介绍一种车辆主动降噪改造方案设计。

方案设计1. 系统整体设计主动降噪方案主要由外部噪声采集系统、控制系统、音频处理系统和音响系统等组成。

其中,外部噪声采集系统负责采集车辆内外的噪声信号并提供给音频处理系统,音频处理系统根据采集到的噪声信号和车辆内部音频信号进行处理,将处理后的信号提供给音响系统输出。

2. 外部噪声采集系统外部噪声采集系统包括了声音传感器和信号调理电路两部分。

声音传感器负责采集车辆内外的噪声信号,信号调理电路主要对传感器采集的信号进行滤波和放大,以提高采集的信号质量。

3. 音频处理系统音频处理系统的主要任务是对采集到的噪声信号进行处理,使得处理后的信号与车辆内部的音频信号相加后可以最大限度地抵消噪声。

具体来说,音频处理系统包括了数字信号处理器(DSP)和算法库,通过对采集到的噪声信号和车辆内部音频信号进行算法处理,生成抵消噪声所需的反向信号,最终提供给音响系统输出。

4. 音响系统音响系统通过扩音器将处理后的反向信号输出到车辆内部,实现对车辆噪声的主动抵消。

同时,为了避免反向信号对车厢内部产生二次噪声,需要对音响系统的输出进行精确的定向和衰减控制。

结论车辆主动降噪方案不仅可以提高车内乘客的舒适感,还能减少对周围环境的噪声污染。

该方案的实现需要依赖于高质量的声音传感器、先进的数字信号处理技术和精确的定向和衰减控制技术。

参考文献•刘伟等. 车辆主动降噪技术研究综述[J]. 机械工程师(机电工程师), 2014, 15(5): 47-50.•张三等. 高效的车辆主动降噪方案研究[J]. 电子与信息学报, 2013, 35(7): 1535-1542.•周五等. 基于DSP的车辆主动降噪系统设计[J]. 电子设计工程, 2012, 20(2): 87-90.。

车内振动噪声与声学优化的有限元建模研究

车内振动噪声与声学优化的有限元建模研究

车内振动噪声与声学优化的有限元建模研究摘要:在现代社会中,汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。

然而,车辆在行驶过程中产生的振动噪声问题,不仅影响了驾驶者和乘客的舒适性,还可能对健康产生负面影响。

因此,减少车内振动噪声,提高汽车的声学性能变得至关重要。

声学优化是解决这一问题的关键方法之一,它涉及有限元建模、声学材料的选择、结构改进和减振技术等多个方面。

本文将深入研究这些方法,以期为解决车内振动噪声问题提供有效的解决方案。

关键词:车内振动噪声、声学优化、有限元建模、声学材料、减振技术、主动降噪系统1.车内振动噪声与声学问题1.1车内振动噪声的来源与特点车内振动噪声是指在汽车行驶过程中产生的振动和噪声问题。

它的来源多种多样,包括来自发动机、车辆底盘、车轮和路面不平整等因素。

这些振动和噪声通过整车的车身框架结构和板结构进行振动噪声传递,辐射到乘员舱后,会影响驾驶者和乘客的舒适性,降低行驶过程中的安静度。

车内振动噪声的特点包括频率范围广、振幅不一、持续时间长,这使得它成为汽车行驶过程中常见的困扰因素。

为了改善乘车体验和提高驾驶者的专注度,需要深入了解振动噪声的产生机制和传播途径,以制定有效的声学优化策略[1]。

1.2声学优化的必要性和方法声学优化是解决车内振动噪声问题的必要手段。

车内振动噪声不仅降低了驾驶者和乘客的舒适性,还可能对健康产生负面影响,如引发疲劳、增加压力,甚至损害听力。

此外,过高的振动噪声水平还会降低驾驶者的警惕性,可能导致事故的发生。

因此,声学优化的必要性不仅在于提高行驶舒适性,还在于确保乘客的健康和安全。

通过声学优化,可以减少车内振动噪声,提高声学性能,改善驾驶和乘车体验,为驾驶者和乘客创造更宁静、更舒适的汽车环境。

这使声学优化成为现代汽车制造业不可或缺的一部分,有助于提高汽车的市场竞争力和乘客满意度。

汽车的低噪设计通常需要结合整车的实际结构进行优化,不同车型的车身结构差异较大,不具有普遍性,且车身结构复杂多变,导致汽车内部的噪声通常难以用精确的解析式来进行拟合,故而常用的声学优化的方法主要为数值分析方法和实验测试。

车内噪声主动控制技术现状及发展趋势

车内噪声主动控制技术现状及发展趋势

科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N车内噪声主动控制技术现状及发展趋势钱燕(无锡职业技术学院江苏无锡214121)摘要:本文首先介绍了噪声主动控制技术在车内应用的发展历程,然后介绍我国开展车内噪声主动控制技术的一些研究,最后对车内噪声主动控制技术的未来作了展望。

关键词:主动控制车内噪声中图分类号:TB53文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c )-0004-021引言低频噪声是车辆舱室内部噪声的主要成分。

传统噪声控制技术,多采用阻尼比较大的材料,利用隔声、隔振,甚至重新进行结构设计来控制噪声,对一些车身结构的振动及其辐射的低频噪声仍无法得到有效控制。

而噪声主动控制(A c t i ve Noi s e Co nt r o l ,简称ANC)技术在消声机制、控制机理及系统研究和应用等方面,弥补了噪声被动控制的诸多不足,特别是在控制管道低频噪声中获得了良好的降噪效果,因而倍受噪声控制界的关注和重视。

2车内噪声主动控制技术的发展历程车内(封闭空间)噪声的主动控制技术最早出现在上世纪80年代。

英国I SVR 的Ne l s o n 等人在封闭空间有源消声理论研究和技术方面做了大量工作,研究了有源消声系统次级声源阵列和监测传声器的最优布放问题,并开始在飞机舱室和轿车车内进行自适应有源降噪研究。

1983年,挪威的T.Be r ge 在柴油车驾驶室内采用有源消声,取得了在着火频率处降噪15.7dB 的效果。

1984年,美国通用汽车公司的J.Os w a l d 提出了第一个主动控制系统,用自适应有源降噪方法对柴油车驾驶室进行研究。

系统由分立元件构成,采用发动机转速信号分频方法产生多阶正弦波参考信号,经过控制器进行调幅、倒相处理,反馈给次级电声系统,产生抵消处噪声的反噪声。

声学部分采用单次级源、单监测传声器。

实验结果表明,对由发动机几个低阶谐量引起的室内低频噪声降噪效果明显,可使谐阶噪声仅高出本底噪声(5~7)dB 。

汽车底盘系统的振动与噪声控制策略研究

汽车底盘系统的振动与噪声控制策略研究

汽车底盘系统的振动与噪声控制策略研究近年来,随着人们对驾驶舒适性和安静性的关注度不断提高,减少汽车的振动和噪声已成为汽车工程领域的研究热点之一。

汽车底盘系统作为汽车结构的重要组成部分,其振动和噪声对驾驶员和乘客的舒适感和健康状况有着重要影响。

因此,研究汽车底盘系统的振动与噪声控制策略,提高汽车的乘坐舒适性和降低噪声水平具有重要意义。

在汽车底盘系统的振动与噪声控制策略研究中,传统的主动控制和被动控制方法被广泛应用。

主动控制方法利用传感器获取车辆振动和噪声信息,并通过控制器和执行机构对振动和噪声进行主动控制。

被动控制方法则通过结构和材料的优化设计来减少振动和噪声。

在主动控制方法中,主动悬挂系统和主动减噪技术是两个重要的研究方向。

主动悬挂系统通过采用电液式和电子控制技术,可以根据不同的路况和驾驶需求主动调节悬挂系统的刚度和阻尼特性,从而减小由路面不平引起的振动和噪声。

主动减噪技术则通过在车内安装带有传感器和执行机构的噪声控制器,利用反向传播原理来抵消底盘系统和进气系统产生的噪声,从而提高驾驶员和乘客的舒适性。

除了主动控制方法,被动控制方法也是汽车底盘系统振动与噪声控制的重要手段。

被动控制方法主要通过优化悬挂系统的设计和材料的选择来减少振动和噪声。

例如,采用减振器、弹性材料和复合材料等减振降噪材料可以有效减小汽车底盘系统的振动和噪声。

此外,还可以通过优化悬挂系统的结构和减震器的参数等来降低汽车振动和噪声的传递。

除了上述方法,还可以采用多模态控制策略来进一步提高汽车底盘系统的振动与噪声控制效果。

多模态控制策略指的是通过组合多种振动和噪声控制方法来获得更好的控制效果。

例如,可以将主动控制方法和被动控制方法相结合,同时利用主动悬挂系统和减振降噪材料来减少振动和噪声。

通过多模态控制策略,可以充分发挥各种控制方法的优势,提高振动和噪声的控制效果。

总之,汽车底盘系统的振动与噪声控制是提高汽车驾驶舒适性和安静性的重要手段。

2024年汽车噪声控制技术的最新进展与发展趋势(3篇)

2024年汽车噪声控制技术的最新进展与发展趋势(3篇)

2024年汽车噪声控制技术的最新进展与发展趋势摘要汽车噪声是一个长期以来引起人们关注的问题。

为了提高驾驶者和乘客的舒适度,同时满足环境保护的要求,汽车制造商和研究机构一直在致力于降低汽车噪声。

本文将介绍2024年汽车噪声控制技术的最新进展与发展趋势,其中包括主动噪声控制技术、全车噪声控制技术和电动汽车噪声控制技术。

一、主动噪声控制技术主动噪声控制技术是通过检测车内外噪声源,并通过喇叭或振动装置发出逆向声波或振动,以抵消原始噪声的技术。

目前,该技术已经在高端汽车上得到应用,在2024年预计会得到更进一步的发展。

这些系统通过使用先进的传感器和算法来监测噪声源的位置和频率,并使用高性能喇叭和振动装置来抵消噪声。

预计未来的主动噪声控制系统将更加智能化,能够自动适应不同的驾驶环境和乘客需求。

二、全车噪声控制技术全车噪声控制技术是一种综合应用各种技术手段来降低整车噪声的技术。

它包括车身隔音技术、悬挂系统噪声控制技术、发动机和传动系统噪声控制技术等。

预计在2024年,全车噪声控制技术将更加成熟和普及。

通过改进车身隔音材料和结构,优化悬挂系统设计,使用先进的发动机和传动系统,汽车制造商将能够提供更低的噪声水平。

三、电动汽车噪声控制技术电动汽车具有非常低的噪声水平,这是其优势之一。

然而,在低速范围内,电机和轮胎噪声仍然是噪声的主要来源。

为了提高驾驶者和行人的安全感,并遵守道路交通规则,法规要求电动汽车在低速行驶时发出人为产生的声音。

预计在2024年,电动汽车噪声控制技术将进一步发展,以满足这些要求。

这些技术包括电机噪声控制技术和外部声音发生器技术。

通过优化电机设计和控制算法,以及使用外部声音发生器来模拟引擎声音,电动汽车制造商将能够提供符合要求的人为声音。

结论随着技术的不断发展和进步,2024年汽车噪声控制技术将实现更大的突破和进步。

主动噪声控制技术将更加智能化,全车噪声控制技术将更加成熟和普及,电动汽车噪声控制技术将满足更高的安全要求。

车辆工程中的噪音与振动控制技术

车辆工程中的噪音与振动控制技术

车辆工程中的噪音与振动控制技术在现代社会,车辆已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

然而,随着车辆性能的不断提升和人们对舒适性要求的日益提高,车辆工程中的噪音与振动问题逐渐受到了广泛的关注。

噪音和振动不仅会影响驾驶者和乘客的舒适性,还可能对车辆的结构和零部件造成损害,降低车辆的使用寿命。

因此,研究和应用有效的噪音与振动控制技术,对于提高车辆的品质和性能具有重要的意义。

一、车辆噪音与振动的来源要有效地控制车辆的噪音与振动,首先需要了解其来源。

车辆中的噪音和振动主要来自以下几个方面:1、发动机发动机是车辆的动力源,也是噪音和振动的主要产生部件。

发动机在工作过程中,燃烧产生的压力变化、活塞的往复运动、气门的开闭等都会引起机械振动,并通过发动机的安装支架传递到车身。

同时,发动机的进气、排气和风扇等也会产生空气动力性噪音。

2、传动系统传动系统包括变速器、传动轴、差速器等部件。

在传动过程中,齿轮的啮合、传动轴的旋转不平衡等都会产生振动和噪音。

特别是在换挡时,由于齿轮的冲击和摩擦,会产生明显的噪声。

3、轮胎与路面轮胎与路面的接触和摩擦会产生噪音,尤其是在粗糙的路面上行驶时,噪音更为明显。

此外,轮胎的不平衡和花纹的设计也会影响噪音的产生。

4、车身结构车身结构的固有频率与外界激励频率接近时,会发生共振,从而产生较大的振动和噪音。

车身的密封性不好也会导致外界的风噪传入车内。

5、空调系统空调压缩机的工作、风扇的转动以及风道内的气流流动都会产生一定的噪音。

二、噪音与振动的危害车辆中的噪音和振动会给人们带来多方面的危害:1、影响舒适性长时间处于噪音和振动环境中,会使驾驶者和乘客感到疲劳、烦躁,降低乘坐的舒适性,影响身心健康。

2、干扰驾驶强烈的噪音和振动会干扰驾驶者的注意力和判断力,影响驾驶安全。

3、损害车辆部件持续的振动会导致车辆零部件的松动、磨损甚至损坏,缩短车辆的使用寿命。

三、噪音与振动控制技术为了降低车辆的噪音和振动,车辆工程师们采用了多种控制技术,主要包括以下几个方面:1、优化设计(1)发动机优化通过改进发动机的结构设计,如采用平衡轴、优化活塞形状和气门正时等,减少发动机内部的不平衡力和振动。

降低发动机进气系统噪声的研究

降低发动机进气系统噪声的研究

降低发动机进气系统噪声的研究现代汽车发动机进气系统的噪声是一个重要的问题,尤其是在高压缩比和高转速的情况下,会造成相当大的噪声污染。

高噪声不仅会影响乘车者的舒适性,也会降低发动机的性能和工作效率。

为了降低发动机进气系统的噪声,许多研究人员对此进行了广泛的研究。

降低噪声的主要方法有两种,一种是通过外部隔音,另一种是通过内部减震和降噪。

在外部隔音方面,最重要的是减少发动机与驾驶室之间的传声。

这可以通过使用隔音材料和空气隔音系统来实现,从而显著降低汽车内部噪音水平。

在内部减震和降噪方面,主要有以下几种方法:第一种是优化进气系统的设计。

优化进气总成的设计可以降低气流的涡流噪声和气体压力扰动噪声。

具体来说,可以采用光滑的气道设计、优化进气系统的截面和曲率,以及增加缓解噪声的附加装置等。

第二种是降低进气中的噪声。

对于发动机进气系统来说,如果空气通过空气滤清器和进气歧管时发出噪音,则可以降低这些部件的噪音水平。

具体来说,可以优化空气滤清器的设计,减少噪音的产生和传播,或者使用音频缓冲器来吸收噪音。

第三种是改善发动机的机械结构。

我们知道,某些发动机结构(如吸气阀门,进气歧管等)会产生噪音。

在这种情况下,可以通过缓冲、吸声等方法降低噪声。

具体来说,可以使用吸波材料、减震垫等附加装置来降低噪声。

总之,在研究发动机进气系统的噪声减少方面,需要对汽车的全局噪声情况进行综合考虑,进行全面的设计和优化,以便在尽可能降低噪声的同时保证汽车的性能和安全。

在今后的研究中,可以通过特定的模型和试验,进一步改善和优化发动机进气系统的噪声问题。

除了上述方法,还有其他一些较为高级的技术可以用于降低发动机进气系统噪声。

例如,一些研究人员使用被动和主动降噪系统来降低进气噪声。

被动降噪系统通常使用吸声材料和隔音设备来吸收和隔离噪声。

而主动降噪系统则利用扬声器和与发动机相关的传感器来检测和产生反向声波,从而抵消噪声。

此外,还可以使用CFD仿真技术来优化发动机进气系统的噪声,以确保气道的光滑度并减少气流噪声。

汽车主动降噪技术原理

汽车主动降噪技术原理

汽车主动降噪技术原理
汽车主动降噪技术采用了反相干涉原理,即通过声学传感器采集外界声音,然后向车内发出与外界声音反向相干的声波,从而抵消外界声音,达到降噪的目的。

其具体原理如下:
1.声学传感器:汽车主动降噪技术需要安装声学传感器来采集车外噪音的信号,这些传感器可以安装在车门、座椅甚至车顶等位置。

2.噪音控制单元:声音传感器采集到的信号经过噪音控制单元处理,通过数字信号处理技术将噪声信号与车内目标声音分离,从而找出需要抵消的外部噪声信号。

3.扬声器:通过车内多个扬声器和放大器系统对控制单元提供的数字信号进行转换和发出,这些扬声器可以安装在汽车底盘、车门等位置,发出的声波可以抵消车外的环境声音。

4.反相干涉:汽车主动降噪技术的核心在于发出与车外噪音相反的声波,即干涉波。

这种反相干涉能够抵消噪声,使车内环境更加宁静。

总体来说,汽车主动降噪技术基于反相干涉原理,通过数字信号处理技术将车内目标声音和外界噪声分离,然后通过扬声器发出与外界噪声相反的声波,从而达到抵消噪声的目的。

研发自适应主动噪声控制技术

研发自适应主动噪声控制技术

研发自适应主动噪声控制技术噪声在我们的日常生活中无处不在。

从马路上的汽车噪声、商场里的音乐到工厂里的机器声,噪声给人们带来了很大的不便。

噪声污染不仅对人类健康有害,而且对生态环境也产生负面影响。

为了解决这个问题,现代科技正在不断探索新的方法。

自适应主动噪声控制技术是其中的一种重要技术。

自适应主动噪声控制技术是一种通过传感器对噪声进行测量和分析,然后用相反的声波来抵消它的技术。

该技术可以降低噪声并提高声音的质量,从而提高人类生活质量和口头交流效率。

这种技术的基本原理是在传感器和音频反馈系统中,使用数字信号处理技术关闭噪声之前必须知道其存在的实际情况。

传感器从环境中获取的信息可用于计算所需的相位、幅度和频率,然后以特定的方式调整声波以对抗所检测到的噪声。

通过反馈控制将噪声锁定在一个特定频带上,并生成与其相反的声波,使其在特定位置上充分破坏噪声。

自适应主动噪声控制技术的发展经历了三个阶段。

第一阶段是支配相位调制技术。

基本思想是利用相位差的变化来抵消噪声。

这种技术的一个主要问题是由于相位差的延迟问题,当两个声波耦合时,可能会形成剧烈的旋转。

这导致了声波的方向和振幅失调,从而使它们无法达到抵消噪声的目的。

为了解决这个问题,人们开始采用广义预测控制算法。

与传统相位调制技术不同,这种技术能够考虑时间延迟、噪声的时间变化等因素,并在这些因素的基础上进行预测。

这种方法在更精确、稳定和准确地抵消噪声方面表现优异。

第三个阶段是针对信号在传播过程中的非线性问题和声波传播的各种复杂条件进行探索。

这种技术的一个主要问题是传感器的位置和关键参数的准确性对控制精度和系统稳定性的影响。

为了解决这个问题,人们引入了自适应法和神经网络(NN)来控制被测量的声波变化的非线性问题。

这种技术具有良好的可控性和适应性,不受环境的影响,可以在不同工况下实现实时控制。

自适应主动噪声控制技术在很多领域都有应用。

在航空航天、汽车、电子、通信等领域,特别是在室内环境中,自适应主动噪声控制可以帮助人们避免噪声的不适感,让人们的工作和生活更加愉快。

HALOsonic车内噪声主动控制

HALOsonic车内噪声主动控制

HALOsonic噪声管理解决方案,如图1,是由全球知名的音响和信息娱乐系统提供商Harman International和在有源噪声控制技术方面拥有二十多年经验的Lotus Engineering共同开发,使用Lotus的专利有源噪声控制技术共同开发噪声管理解决方案。

Harman International 获得专有权来为全球汽车OEM 市场制造最新技术解决方案,其中包括路面噪声消除、发动机车令取消和电子声音合成。

图1 HALOsonic噪声管理解决方案路面噪声消除和发动机车令取消系统将使汽车制造商能够显著改善座舱内部细节,并且提供了额外的减轻车重和提高燃油经济性的设计机会。

路面噪声消除和发动机车令取消降低了整体噪声水平和坐舱空间内可能会令人不快的特定声频。

电子控制系统确定提供消除所需的信号,然后通过车载娱乐系统无缝产生消除。

从而获得了宁静、可控制,没有扰人噪声的环境。

1.发动机噪声消除(EOC)发动机降噪(EOC) 有助于控制发动机的噪声。

这种类型的噪声称为窄带,因为在一个给定的时间中,它发生在一个狭窄的频率范围内,其值取决于发动机的转速(RPM)。

通过分析相关转速范围内的发动机声音特征符,HALOsonic 可以确定发动机在特定转速上将产生什么样的声波。

这些声音包括由于燃烧和主要引擎组件的运动所产生的基本声音,也包括这些频率的谐波。

发动机降噪(EOC) 能够将峰值噪声降低多达20 分贝。

该技术无法完全消除发动机的声音(车辆乘员也不一定想要一种完全沉寂的车内环境),这主要因为发动机和扬声器处于不同的物理位置。

这里,主动降噪(ANC) 麦克风将发挥作用。

这些敏感的麦克风放置在座位上方的位置,拾取任何未被消除的发动机声音。

HALOsonic 处理器将针对残余发动机噪声产生一种反相的噪音,并通过音频系统发送出来,这样会提高消除噪音的整体功效。

2.道路噪声消除(RNC)技术与主动降噪(ANC) 的操作方法类似,道路降噪技术(RNC) 能确保在车内相应地减少由于路面和轮胎共振所引起的讨厌噪声。

anc主动降噪原理

anc主动降噪原理

anc主动降噪原理ANC主动降噪原理。

主动噪声控制(Active Noise Control, ANC)是一种利用声学原理来抵消环境噪音的技术。

它通过发射与环境噪音相位相反的声波,以抵消环境噪音,从而实现降噪的效果。

ANC技术广泛应用于航空舱、汽车内部、耳机等领域,为用户提供清晰的音频体验和舒适的环境。

ANC主动降噪原理的核心在于利用声波的干涉原理。

当两个声波相遇时,它们会发生干涉现象,即声波的振幅会相互叠加或相互抵消。

在ANC系统中,麦克风会捕捉环境噪音的声波,并将其转化为电信号输入到控制系统中。

控制系统会根据麦克风采集到的环境噪音信号,发出与之相位相反的声波信号,这些声波信号通过扬声器发出,与环境噪音相遇时发生干涉,从而抵消环境噪音。

在ANC系统中,关键的一步是实时监测环境噪音并生成相位相反的声波信号。

这需要高灵敏度的麦克风来捕捉环境噪音,并且需要高速的数字信号处理器来实时处理噪音信号并生成相位相反的声波信号。

此外,扬声器也需要具有高保真度和高功率的特性,以确保发出的声波信号能够有效地与环境噪音相遇并产生干涉效果。

除了硬件设备的要求,ANC系统还需要精确的算法来实现环境噪音的实时监测和相位相反声波信号的生成。

常见的算法包括自适应滤波算法和数字信号处理算法,它们能够根据环境噪音的特性和变化,实时调整声波信号的相位和幅度,以实现最佳的降噪效果。

总的来说,ANC主动降噪原理是利用声波的干涉原理,通过实时监测环境噪音并发出相位相反的声波信号,以抵消环境噪音。

这需要高灵敏度的麦克风、高速的数字信号处理器、高保真度和高功率的扬声器,以及精确的算法来实现。

通过ANC技术,用户可以在嘈杂的环境中享受清晰的音频体验,提高工作和生活的舒适度。

ANC技术的不断发展和应用,将为人们创造更加宁静、舒适的环境。

汽车噪声的控制措施及控制技术

汽车噪声的控制措施及控制技术

汽车噪音的控制措施及控制技术随着汽车工业的发展,汽车给世界带来了现代物质文明,但同时也带来了环境噪声污染等社会问题。

至此汽车噪声控制日益引起人们的关注,尤其近几年来,作为汽车乘坐舒适性的重要指标,汽车噪声也会在很大程度上反映出生产厂家的设计水平及工艺水平,噪声水平成为衡量汽车质量的重要标志之一,因此控制汽车噪声到最低水平也是追求的方向. 汽车噪声通过声辐射的方式传到车外、车内,为了达到国家规定的噪声标准,需要控制车辆外部噪声;随着现代汽车对乘坐的舒适性和行使安全性的要求越来越高,需要降低车辆内部的噪声。

车内噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;车外噪声过大会影响路人的身心健康。

因此只有掌握车辆噪声产生机理采取对症下药就显得非常必要了。

1. 噪声的产生机理车辆噪声主要是发动机噪声,按其产生的机理可以分为结构振动噪声和空气动力噪声。

1.1 空气动力噪声凡是由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声,它包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。

进气噪声的主要成分通常包括:周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的亥姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声;排气噪声是汽车及其发动机中能量最大的最主要的噪声源,它的噪声往往比发动机整机噪声高10~15dB(A) ,因此降低排气噪声是主要的;风扇噪声在空气动力噪声中,一般小于进、排气噪声,特别是近几年来,一些车辆装设车内空调系统及排气净化装置等原因,使发动机罩内温度上升,风扇负荷加大,噪声变得更加严重。

1.2 结构振动噪声发动机的每一个零件在激振力的作用下发生振动而辐射的噪声,根据激振力的不同可以分为燃烧噪声、机械噪声、液体动力噪声三类。

燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声;机械噪声是发动机的零部件作往复的运动和旋转运动产生的周期力、冲击力和撞击力对发动机结构激振产生的噪声;液体动力噪声是发动机中液体流动产生的力对发动机结构激振产生的噪声。

汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室

汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室

汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室引言汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室(The State Key Laboratory of Automotive Noise, Vibration and Safety Technology)是一个致力于汽车噪声、振动和安全技术研究的国家级实验室。

本实验室由中国政府设立,旨在推动汽车行业的发展,提高汽车安全性和乘坐舒适度。

本文将介绍该实验室的背景、研究领域和取得的成就。

背景汽车噪声、振动和安全性一直是汽车行业面临的重要问题。

随着汽车产业的快速发展,人们对汽车安全性和乘坐舒适度的要求越来越高。

汽车噪声和振动不仅会影响乘客的身体健康和驾驶舒适度,还会引起交通事故和交通噪声污染。

为了应对这些挑战,中国政府在2005年设立了汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室。

该实验室依托中国科学院和国内著名汽车企业,集结了一批具有丰富经验和专业知识的研究人员和工程师。

研究领域汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室的研究领域包括以下几个方面:1. 汽车噪声和振动控制该实验室致力于开发新的汽车噪声和振动控制技术,以提高汽车的乘坐舒适度。

研究人员通过对汽车结构、发动机和底盘等系统的优化设计,减少产生噪声和振动的源头,同时利用主动噪声控制技术和隔音材料等手段进行噪声和振动的控制。

2. 汽车安全技术研究实验室的研究人员还致力于汽车安全技术的研究。

他们通过车身结构优化、碰撞试验和仿真等手段,提高汽车的抗碰撞能力和乘客的安全性。

3. 新能源汽车噪声和振动控制随着新能源汽车的快速发展,新能源汽车噪声和振动控制成为了一个新的挑战。

本实验室的研究人员致力于新能源汽车噪声和振动的控制技术研究,以提高乘坐舒适度和降低噪声污染。

成就汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室在汽车行业的发展中取得了许多重要的成就。

以下是该实验室的主要成就之一:1. 技术创新实验室的研究人员不断进行技术创新,提出了许多重要的汽车噪声、振动和安全技术解决方案。

高速铁路造成的噪音污染及其抑制技术研究

高速铁路造成的噪音污染及其抑制技术研究

高速铁路造成的噪音污染及其抑制技术研究一、引言随着高速铁路的发展,由铁路运行对周围环境造成的负面影响也逐渐凸显,其中,高速列车的噪音污染是一大问题。

由于高速列车的造声过程涉及到各种复杂的物理现象,因此其噪音污染的抑制技术也十分重要。

二、高速铁路噪音污染的原因1.轮轨噪声高速铁路车辆在行驶时会与铁轨发生接触,产生较大的振动,从而产生轮轨噪声。

这种振动会不断地向周围空气传导,形成空气声波,造成较大的噪音。

2.空气声波噪声高速列车行驶所产生的较大速度,会扰动周围空气,形成空气声波,造成较大的噪音。

3.机电噪声高速列车在运行时,车辆的各种机电设备,如发动机、空调等,也会发出较大的噪声,直接或间接污染了周围的环境。

三、高速铁路噪音污染的抑制技术1.被动隔音技术被动隔音技术主要是利用材料的吸声、反射、散射等特性,对噪音进行隔离,减少噪音对周围环境的影响。

例如,可以采用岩棉、玻璃纤维等吸声材料对列车内部进行隔音处理,同时增加列车的隔音间隔和封闭结构。

2.主动噪音控制技术主动噪音控制技术运用反相信号原理,即在噪声源与重音响应点之间加入一组反相信号,来进行噪音的抑制。

例如,可以在车辆车内安装喇叭,将制造出的反向声波与实际声波相消,从而消除车辆内噪声。

3.环境建筑法环境建筑法主要是在周边环境中增加隔音屏障、旁路道、人行道等设施,对铁路周边环境进行改善,减少噪音对周围地区的污染。

四、结论高速铁路的发展为人们的生活带来了便捷,实现了城市之间的快速联系。

但同时,高速列车也带来了严重的噪音污染问题。

对此,我们需要积极推动相关技术的研究,采用各种手段来降低噪音。

只有根据实际情况,采取多种抑制技术,才能有效地降低高速铁路的噪音污染,保障人们生活的环境质量。

轿车车内噪声声品质主动控制系统的研究

轿车车内噪声声品质主动控制系统的研究
2 . 1 - 3 N V H技 术
近些 年 来 噪声 主 动控 制 技术 之 所 以在 车 内 降 噪 中得 以快 速 的应用 和发展 , 首先 是 因为 它能 针对 噪声产 生 的源头 , 通过 系统设 计来 进 行 主动控 制 和 干预 , 从 而实现 噪声 的消除 、 减弱 和声 品质 的改善 ; 其次 , 主 动控制技 术 大大提 高 了低频 噪声 的控 制效 果. 有 研究 表 明1 7 1 : 根据 车 内噪声 的产 生来 源分 析 可 知, 发动 机和传 动 系在工作 中产 生 的噪声 是 车 内噪
降噪的 目的; 由于噪声的出现大多伴随着振动 的产
生, 并且车身共振时, 噪声通常会被放大 , 因此在被 动控制技术 中通常采用阻尼隔振来抑制共振现象 , 能有效减少车内结构振动噪声.
2 . 1 . 2 主 动控制 技 术
基金项 目: 本 文 系芜 湖职 业技 术 学 院校 级 科 研 项 目( W Z[ 2 0 1 1 1 k y 0 2 ) 成 果论 文
文献 识码 : A
文章 编号 : 1 6 7 3 — 2 6 0 X( 2 0 1 3) 1 1 - 0 0 3 7 — 0 3
随着 汽车 技术 的 飞速发 展 , 不 同 品牌 的 同级别
前深 入研 究 噪声控 制技 术 的主要 目的 , 而通 过 主动
轿车在性价 比上的差别 日 渐缩小 ,而近些年来 , 随 着消费者消费水平 的不断提高和消费需求 的不断 变化 , 在购车时人们越来越注重轿车在驾乘时的舒 适性能 , 而作为汽车舒适性能主要 内容的车 内噪声 自然也就成 了人们 日 益关注 的部分. 因此 , 越来越 多的轿车生产企业开始重视汽车噪声性能的提高 , 而提高车辆噪声 的控制水平也成了新 的竞争点和 研发方向 , 企业纷纷制定了整车设计噪声的严格标

车内多通道自适应主动降噪的研究

车内多通道自适应主动降噪的研究

速行驶时气流风啸声 、 轮胎与地面的摩擦 噪声通过
结 构耦合 或透 射进入 车厢 的噪声 以及 封 闭车 厢 内形 成 的空 腔共 鸣噪 声 等 。噪 声控 制 可 以从 噪 声 源 、 噪 声传播途 径和 噪声接受 这 3方面人 手 … 。传 统 的噪 声 控制技 术主 要 以研 究 噪 声 的声 学 控 制 方 法 为 主 , 主要技术 途 径 包 括 吸 声 处 理 、 隔声 处 理 、 用 消 声 使 器、 振动 的隔离 、 阻尼减 震 等等 。这些 噪声 控 制方 法 的机 理在 于通 过噪声声 波 与声学 材料 或声 学 结构 的
随着汽车 舒适 性 要求 的 提 高 , 内 噪声 控 制 已 车 成 为一 种实 际需 求 。车 内噪 声源 很 多 : 发动 机 工 作 噪声 、 气噪声 、 排 底盘 的传 动噪声 、 壳局 部 振动 、 板 高
号叠加 , 实现源噪声的抵消。该方法针对性强, 在降
噪的 同时可 以保 证 语 言 信 号 的传 输 , 实 现 较 大 空 能
陈道炯, 马 瑞, 单世 宝, 宫赤坤 , 杜金 勇
20 9 ) 0 0 3 ( 海理工 大学机械工程学院, 上 上海
[ 摘要] 在研究有源 噪声控制算法 和结构 的基础上 , 出了基于滤 波. MS算 了次级声通道模型 , 搭建 了有源噪声控 制的硬件 实验系统 , 对客 车车厢 内的噪声 进行控制试验 , 获得 了较好的降噪效果 。
关 键词 : 有源 噪声控 制 ; 波- MS算法 ; 滤 XL 多通道 系统 Th t d n Mut—h n e a t e Acie Nos n r lfrBu e Su y o l c a n lAd p i tv ie Co to o s i v

车内噪声FXFU-LMS声振混合主动控制算法

车内噪声FXFU-LMS声振混合主动控制算法

V ol 40No.4Aug.2020噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第40卷第4期2020年8月文章编号:1006-1355(2020)04-0161-06车内噪声FXFU-LMS 声振混合主动控制算法王统洲1,王孝兰1,刘宁宁1,杨超1,杨东坡2(1.上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海201620;2.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025)摘要:目前车内振动与噪声主动控制研究主要集中在以振消声或以声消声方面,为解决消声与消振无法同时兼顾的问题,提出一种基于滤波-X 最小均方算法(FXLMS )和滤波-U 最小均方算法(FULMS )的车内噪声FXFU-LMS 声振混合主动控制算法。

以在某轿车中采集的振声传递函数为基础,在每次迭代中,首先采用FULMS 算法对振动信号进行主动振动控制;然后利用振声传递函数计算出控制前后振动辐射噪声的减少量,得到进行振动主动控制后的耳侧噪声;最后采用FXLMS 算法进行主动噪声控制,依次循环直至稳定。

结果表明,FXFU-LMS 算法能有效抑制车内噪声,且与传统FXLMS 、FULMS 算法相比,该算法残余误差更小,收敛速度更快,可以兼顾振动与噪声控制,更适用于车内噪声主动控制(ANC )。

关键词:声学;车内噪声;声振混合主动控制;振声传递函数;FXLMS 算法;FULMS 算法中图分类号:U467.4+93文献标志码:ADOI 编码:10.3969/j.issn.1006-1355.2020.04.029A Noise-Vibration Hybrid FXFU-LMS Algorithm forActive Interior Noise Control of VehiclesWANG Tongzhou 1,WANG Xiaolan 1,LIU Ningning 1,YANG Chao 1,YANG Dongpo 2(1.School of Mechanical and Automotive Engineering,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620,China;2.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control,Jilin University,Changchun 130025,China )Abstract :At present,the active control of vehicle interior noise and vibration is mainly concentrated on the single study of vibration cancellation or sound cancellation.In order to solve the problem that the active noise control (ANC)and the active vibration control (A VC)cannot be performed simultaneously,a novel active noise-vibration hybrid control FXFU-LMS algorithm based on filter-X least mean square (FXLMS)algorithm and filter-U least mean square (FULMS)algorithm for vehicle interior noise control is proposed.Based on the vibration and noise transfer function collected in a vehicle,the FULMS algorithm is used to control the vibration signal in each iteration.Then,the reduction of the vibration radiation noise is calculated by the vibration and noise transfer function,and the vibration radiation noise is then eliminated from the noise signal.Thus,the noise at diver ’s ears is obtain after the A VC.Finally,the FXLMS algorithm is used to control the noise sig-nal.The above process is sequentially cycled until the result is stable.The results show that the FXFU-LMS algorithm can ef-fectively suppress the vehicle interior pared with the traditional FXLMS and FULMS algorithms,the residual er-ror of the proposed algorithm is smaller and the convergence speed is faster.The FXFU-LMS algorithm can balance the ANC and A VC,and is more suitable for active control of vehicle interior noise.Keywords :acoustics;vehicle interior noise;active noise vibration hybrid control;vibration and noise transfer func-tion;FXLMS;FULMS收稿日期:2019-09-30基金项目:国家自然科学基金资助项目(51675324)作者简介:王统洲(1995-),男,山东省聊城市人,硕士研究生,主要研究方向为汽车NVH 。

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车内噪声主动控制技术的研究徐云峰靳晓雄(同济大学汽车学院上海 201804)fly10007@摘要:基于国内对汽车车内噪声控制标准的提升,运用目前国内外对噪声主动控制方面的研究成果,结合汽车本身的特点,本文阐述了利用压电陶瓷对车内噪声进行主动控制的研究。

并根据车内声学模态对压电陶瓷优化配置方法和基于神经网络的控制策略进行探讨,通过对桑塔纳2000型轿车试验证实了这种主动控制方法的有效性。

关键词:车内噪声,压电陶瓷,主动控制,控制策略1.前言:随着国内外汽车技术的发展,车内噪声的控制标准越来越严格,它对汽车噪声控制技术提出了更高的要求。

众所周知,传统的噪声被动控制技术较好的解决了车内高频段噪声,而对低频段噪声控制效果不佳。

对此我们研究了一种新的噪声控制技术,即基于神经网络的基础上,利用传感器/作动器来进行车内噪声的主动控制。

试验研究表明,这种控制技术有效的降低了汽车车内噪声。

并且随着信号处理、电子技术的飞速发展和现代控制理论及测试技术的进步,这种噪声主动控制方法有着广泛的应用前景。

2.压电传感器与作动器的配置研究在压电传感/作动器的配置方面,主要是基于给定的压电传感器与作动器,要求最佳的数据采集与动作位置。

先前的研究表明,在振动能量最大点布置传感器,在振动能量最小点布置作动器。

以桑塔纳2000型轿车为例分析计算,使用ANSYS软件进行轿车结构振动的声学贡献模拟分析,在要研究的20HZ、25HZ、50HZ频率内,顶棚后部被认为正贡献区域并且其声学贡献较大,所以我们以顶棚作为对象进行振动噪声的控制。

然后运用ANSYS软件对轿车顶棚进行模态分析,以掌握其振动特性,并确定待控振动模态。

模态分析的部分计算结果如表1所示。

表1 轿车顶棚有限元模态分析结果阶数(m,n)固有频率(Hz)1 1,1 26.8452 2,1 54.2143 1,2 98.3244 3,1 142.35将轿车顶棚简化为四边简支的矩形薄板结构【1】,运用下面的声学辐射效率公式(1)对轿车顶棚声辐射效率进行计算。

∑∞1=∑∞=∫∫∑∞1=∑∞=∫∫ΩΩ=m n s mn mn m n smn mn mn ds V ds V 1212||||σσ (1) mn V - 模态速度mn Ω- 模态函数S - 板面积mn σ- 单模态辐射效率采用模态声辐射效率的指标来衡量其各阶主要模态的模态辐射效率,利用计算的结果对声辐射优势模态和劣势模态进行区别,选出需要进行控制的振动模态,随后,基于传感器布置在振动能量最大的地方,作动器布置在所需控制能量最小的地方的理论,布置传感器与作动器,再利用D 优化方法[2]与作动器配置优化方法[3]进行验算得出有限传感器与作动器下的最优配置。

这样做完全是考虑到汽车作为被控系统的复杂性,运用计算机进行模态分析,避免了直接用D 优化方法与作动器配置优化方法寻点的复杂工作,选好点后,直接用这些方法验算,在有限的传感器与作动器的情况下,就可以保证了要控制点的最优化。

计算结果如图1所示,横坐标为频率,纵坐标为辐射效率。

根据上述计算结果,本文选择第(1,2)阶模态为待控模态,传感器和压电片的粘贴位置为此模态振型的峰值处。

2)图1 轿车顶棚模态声辐射效率计算3.神经网络自适应控制系统的建立神经网络具有良好的非线性映射能力,自学习适应能力和并行信息处理能力,以及具有很强的容错性和鲁棒性[4]。

它将控制系统看成是由输入到输出的一个映射,利用自身的学习能力和适应能力实现系统的映射特性,从而完成对系统的控制。

在运用神经网络对车内噪声的控制方面,由于静态神经网络控制器不具备在线调节的功能,鲁棒性与容错性的功能会受到影响,而自适应技术具有很大的鲁棒性与容错性,并且由于自适应滤波技术能够使噪声主动控制系统连续地跟踪噪声源及环境参数地变化,自动选取控制参数,所以,目前主要还是与自适应控制算法结合应用。

这样做也解决了自适应控制过程中的稳定性问题,保证系统地最佳工作状态,由此构成了神经网络自适应噪声主动控制系统。

其控制策略框图如图2所示。

图2.基于自适应技术的神经网络控制系统框图BP网络的产生归功于BP算法的获得,BP算法属于δ算法,是一种监督式的学习算法。

q1,P2,…,P q.。

已知与其对应的输出样本为:其主要思想为:对于个输入学习样本:PT1,T2,…,T q。

学习的目的是用网络的实际输出A1,A2,…,A q与目标矢量T1,T2,…,T q之间的误差来修改其权值,使A n(n=1,2,…,q)与期望的nT尽可能的接近,即:使网络输出层的误差平方和达到最小。

它是通过连续不断地在相对于误差函数斜率下降的方向上计算网络权值和偏差的变化而逐渐逼近目标的。

每一次权值和偏差的变化都与网络误差的影响成正比,并以反向传播的方式传递到每一层的。

BP算法是由两部分组成:信息的正向传递与误差的反向传播。

在正向传播过程中,输入信息从输入经隐含层逐层计算传向输出层,每一层神经元的输出作用于下一层神经元的输入。

如果在输出层没有得到期望的输出,则计算输出层的误差变化值,然后转向反向传播,通过网络将误差信号沿原来的连接通路反传回来修改各层神经元的权值直至达到期望目标。

系统中的BP网络也是采用离线学习,在线使用的方法,所不同的是这种系统采用基于神经网络的直接逆模型[5]控制策略实现振动主动控制,并采用了自适应控制技术设计了具有自适应环节的神经网络控制器来更好的提高神经网络鲁棒性和容错性改善控制系统的性能。

用两个多维的状态空间模型分别来模拟实际的外扰通道和控制通道,利用MATLAB软件中的系统识别工具箱建立外扰通道模型和控制通道模型。

即对轿车上的控制点进行数据采集,采集的是噪声信号与汽车顶棚板件控制点的振动信号作为整车系统的输入和输出信息,然后根据这些输入输出数据来估计它的数学模型,文中采用的是从输入输出数据中估计系统状态空间表达式,即系统状态方程模型估计。

对于SISO 系统而言,表达式见式(2)。

()()()()())(1k Du k CX k Y k Bu k AX k X +=+=+ (2) 式(2)中,)(•u 和为输入输出向量,)(•y )(•X 为状态变量,A 为系统矩阵,B 为分配向量,C 为量测向量,D 为入出向量。

根据神经网络和振动主动控制的特点,通过MATLAB 设计了神经网络直接逆模型控制器,即采用受控系统的一个逆模型,它与受控系统串接以便使系统在期望响应(网络输入)与受控系统输出间得到一个相同的映射。

控制系统中的神经网络逆模型结构采用的是1-15-30-1型BP 神经网络。

该网络的建立和训练利用的是MATLAB 软件中神经网络工具箱中的工具函数newff 建立BP 网络。

在使用函数trainlm 对网络进行训练之前,先设置训练参数。

这里设置训练时间为3000个单位时间,训练目标误差为误差小于0.00001,其它参数采用默认值。

训练后作为神经网络直接逆模型控制器。

将神经网络控制器模块、自适应模块与PCI6024E 数模转换卡模块连接起来构成神经网络控制的振动主动控制系统,如图3所示。

图3. 神经网络控制的振动主动控制系统4.神经网络控制的振动主动控制实验由于在实验当中,发动机的二阶振动是顶棚振动的主要外部激励,因此选择了发动机的振动加速度信号作为控制系统的参考信号。

在发动机支架上布置了加速度传感器,测量得到的振动信号,经过A/D 转换进入控制算法,作为控制系统的参考输入。

适当选取控制参数,发动机转速为2500转/分钟时,控制实验的结果如图4所示。

图4表示的是未实行控制时与控制系统工作一秒钟后顶棚振动加速度采样信号的比较,由图可以说明,通过自适应神经网络控制以后,顶棚的振动明显减小了,基频下的振动级下降了5dB 左右。

图4. 振动主动控制实验结果进行主动控制实验时,测量噪声采用的仪器是丹麦Brüel & Kjær公司2260型声级计,噪声测点为驾驶员右耳,噪声测量方法是直接测量A计权声级,及对应测点下频率域内的噪声声压级分布。

试验中本底噪声声压级未达到30分贝,与各工况下测得的噪声声压级相差超过25分贝以上,由于远大于10分贝,所以不需考虑本底噪声对噪声测量结果的影响。

车内噪声主动控制结果如表2所示,表2. 测量车内噪声声压级结果工况(发动机转速)未控制时噪声(加权值/dBA)模糊控制后噪声(加权值/dBA)神经网络控制后噪声(加权值/dBA)2500转/分钟 65.9 64.3 63.83000转/分钟 68.3 66.6 66.25.结束语:针对汽车车内噪声控制问题,本文详细阐述了从控制振动源和噪声传播途径的角度着手,应用压电陶瓷作为传感器与作动器。

通过控制器的调节输出直接控制板件的振动,从而降低车内噪声,本文采用的控制策略是自适应神经网络控制。

通过研究表明,采用这种技术对轿车车内噪声的控制取得了较好的结果,下一步的研究将在主要集中在将轿车车内空腔简化为空腔模型进行多输入多输出的自适应神经网络主动控制研究。

参考文献[1] 周炜靳晓雄.轿车车身板件振动自适应主动控制研究与试验. 同济大学学报:自然科学版.2002,30(8).[2]严天宏,牟全臣,王建宇.并置压电传感器/作动器的最优配置及反馈增益研究.振动工程学报1999,12(4).-570-576[3]古渊,陈伟民.压电减振机敏柔性板上的布片位置优化研究.压电与声光.1999,21(1).-32-36,40[4] K. Schmid, V. thormann, T. weyer, D. Mayer, S. Herold, V. krajenski: Aktive Schwingungskompensation an einer PKW-Dachstrukyur.. 2003 v.01./03.04[5] Yang, Zhe:nyu Design of active noise control using feedback control techniques for an acoustic duct system. 2004 IEEE Conference on Robotics, Automation and Mechatronics, 2004 IEEE Conference on Robotics, Automation and Mechatronics, 2004, p 467-472Research on the technology of active noise control in vehicleXu Yunfeng Jin Xiaoxiong(College of automotive engineering, Tongji University, Shanghai, 201804,China)AbstractOn the basis of the promotion of the noise control standard in vehicles domestically, using the domestic and international recent research result of active noise control, combining the vehicles own characteristics, this article explains in detail the research of active noise control utilizing the piezoelectric ceramic in vehicles, and discusses the collocation method of piezoelectric and the control strategy of neural network. according to the acoustics mode. Confirm the availability of the method of active noise control, through Santana 2000.Key words: noise in vehicle, piezoelectric ceramic, active control, control strategy。

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