基于智能算法的汽車主動降噪系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、有源噪聲控制,是利用聲波疊加原理，人為的產(chǎn)生一部分抵消噪聲與原噪聲相疊加，以次級噪聲來抵消或者降低不希望的噪聲。在當(dāng)代，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，乘車舒適性開始引起人們的關(guān)注，因而使得汽車噪聲控制成為汽車技術(shù)研發(fā)的一個(gè)重要的研究方向。汽車噪聲控制旨在降低汽車噪聲對于乘客和搭載儀器的傷害。
　　汽車是個(gè)復(fù)雜的噪聲環(huán)境，其噪聲組成主要以低頻噪聲為主，且混有部分中頻噪聲。傳統(tǒng)的被動噪聲控制如材料法等，對高頻噪聲具有良好的阻音效果，但對于汽車這

2、種以低頻為主要噪聲的場合效果較差。主動噪聲控制是基于聲波的相消干涉原理，產(chǎn)生一道與原噪聲幅度相同但相位相反的次級聲波與原噪聲相疊加，達(dá)到降噪的目的。
　　目前，主動噪聲控制主要采用的是濾波法，其中自適應(yīng)濾波器法以其結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)時(shí)性好，成為了主要的研究方向。自適應(yīng)濾波器從功能結(jié)構(gòu)上分為自適應(yīng)算法和橫向?yàn)V波器兩部分，自適應(yīng)算法通過實(shí)時(shí)的誤差輸入來改變橫向?yàn)V波器的權(quán)值，使橫向?yàn)V波器能夠自適應(yīng)環(huán)境的改變。
　　本文從汽車主動噪聲控制

3、系統(tǒng)和主動噪聲控制系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)兩方面進(jìn)行了相關(guān)的研究和設(shè)計(jì)。本文主要工作如下：
　?。?）設(shè)計(jì)了適應(yīng)于汽車噪聲環(huán)境的主動噪聲控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用了在線辨識機(jī)制LMS濾波器，適用于變化的噪聲環(huán)境以及噪聲傳播通道。同時(shí)引入了變步長機(jī)制，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的對汽車的噪聲進(jìn)行控制。此次設(shè)計(jì)采用仿真手段進(jìn)行驗(yàn)證，仿真時(shí)分別采用10階、50階和100階的FIR濾波器，自適應(yīng)算法步長選為0.0001，結(jié)果表明，具有在線辨識機(jī)制、變步長LMS濾

4、波器能夠很好地消除附加在有用信號上的干擾噪聲，提取有用信號。且階數(shù)越大，濾波效果越好，迭代步數(shù)越小。選用100階的FIR濾波器，基本能夠還原原信號，迭代步數(shù)和誤差幅值僅為10階FIR濾波器的二分之一。
　　（2）設(shè)計(jì)了具有容錯機(jī)制的控制系統(tǒng)傳感器故障診斷系統(tǒng)，該診斷系統(tǒng)主要通過采用支持向量機(jī)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成的雙層模型系統(tǒng)，采用其預(yù)測功能，對主動噪聲控制系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障診斷、定位以及信號重構(gòu)。此次設(shè)計(jì)采用仿真的手段進(jìn)行

5、驗(yàn)證，仿真時(shí)采用白噪聲經(jīng)過Butterworth帶通濾波器來模擬三種不同部位的噪聲，仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠在3秒左右完成故障的診斷、定位以及信號的重構(gòu)。仿真結(jié)果表明，雙層模型故障診斷系統(tǒng)具有良好的診斷、定位及重構(gòu)傳感器信號的功能。
　　此次研究以汽車駕駛室噪聲為控制目標(biāo)，針對噪聲控制設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)濾波器的主動噪聲控制系統(tǒng)。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)表明，本次設(shè)計(jì)的噪聲主動控制系統(tǒng)具有良好的降噪效果。在上述工作的基礎(chǔ)上，又針對這個(gè)自適應(yīng)濾波主動