本文關鍵詞：車內噪聲主動控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：噪聲、振動、不平順(Noise,vibration,and harshness,NVH)是現(xiàn)代汽車業(yè)發(fā)展過程中的一個重要問題,對車內低頻噪聲的控制是其中一項重要挑戰(zhàn)。噪聲主動控制(Active Noise Control,ANC)技術憑借其良好的低頻噪聲控制性能而成為一種頗具前景的解決方案。但該技術應用于車內噪聲控制時,會遇到諸如收斂速度慢、寬帶噪聲控制效果差等問題,這也是制約車內ANC技術發(fā)展的關鍵問題之一。為了提高車內ANC技術寬帶噪聲處理性能,本文主要對控制算法的設計與實現(xiàn)展開研究。根據聲波線性方程與疊加理論,以單通道前饋結構的ANC系統(tǒng)闡明系統(tǒng)的工作原理與主要組成,重點對FXLMS控制算法進行推導,從算法收斂性能與穩(wěn)態(tài)性能的角度對寬帶噪聲控制性能受限的原因進行理論分析,分析了控制算法的各項性能指標對噪聲控制效果的影響。結合車內噪聲數據的采集與分析結果,基于聲學有限元軟件LMS Virtual Lab對車內聲場進行仿真分析,明確不同工況下駕駛員右耳所處空間噪聲的主要來源與噪聲特性。針對次級聲通道脈沖響應具有的稀疏性,對稀疏性、比例因子、收斂性能三者的關系進行分析,進而在傳統(tǒng)的次級聲通道辨識算法中引入比例思想,加快了辨識速度的同時提高了辨識精度。在對輸入信號相關性與算法性能關系的理論分析基礎上,結合車內噪聲特點,從變步長設計與輸入信號去相關兩個方向對控制算法進行了改進。借鑒泄露LMS算法,提出一種新的變步長算法,將步長控制函數寫入自適應的目標函數中,在尋找最優(yōu)權系數的同時完成步長的優(yōu)化,提高算法的性能同時增強了抗噪聲干擾能力。同時在算法中引入子帶自適應濾波的方法,對輸入噪聲信號進行子帶分解,降低信號的相關性,進而提高算法收斂速度。著重對算法的計算復雜度進行分析,采用了一種遞推公式來降低計算復雜度以利于微處理器實現(xiàn)。最后分別以窄帶噪聲與寬帶噪聲為輸入信號進行了仿真實驗,結果表明子帶分割方法對寬帶噪聲處理的有效性�；贒SP開發(fā)平臺在搭建的一維聲場中完成了次級聲通道辨識算法與ANC控制算法的驗證,噪聲源包含有窄帶噪聲與寬帶噪聲。在被試車內搭建單通道ANC控制系統(tǒng)進行實驗,實驗結果表明系統(tǒng)對寬帶噪聲有一定的控制效果。
【關鍵詞】：噪聲主動控制 最小均方誤差 次級聲通道 變步長 子帶自適應濾波
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.493;TB535
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-17
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 研究的主要內容14-16
• 1.4 論文的結構安排16-17
• 第二章 噪聲主動控制理論基礎17-30
• 2.1 噪聲主動控制聲學原理17-20
• 2.1.1 聲波線性方程17-19
• 2.1.2 聲波的疊加19-20
• 2.2 噪聲主動控制系統(tǒng)結構20-22
• 2.3 控制算法及性能分析22-29
• 2.3.1 FXLMS算法22-24
• 2.3.2 算法性能指標24-28
• 2.3.3 可調參數對性能的影響28-29
• 2.4 本章總結29-30
• 第三章 聲場分析與次級聲通道辨識30-47
• 3.1 一維管道聲場特性分析30-34
• 3.1.1 傳播特性與截止頻率研究30-31
• 3.1.2 管道噪聲采集實驗平臺31-33
• 3.1.3 噪聲采集處理與結果分析33-34
• 3.2 車內聲場特性分析34-40
• 3.2.1 車內聲場仿真分析34-37
• 3.2.2 車內噪聲采集處理與結果分析37-40
• 3.3 次級聲通道辨識研究40-46
• 3.3.1 次級聲通道的建模40-41
• 3.3.2 基于比例的辨識算法41-44
• 3.3.3 次級聲通道辨識實驗與結果分析44-46
• 3.4 本章總結46-47
• 第四章 子帶自適應濾波仿真與分析47-61
• 4.1 子帶自適應濾波原理47-49
• 4.2 基于變步長的子帶濾波器設計49-55
• 4.2.1 變步長LMS算法49-54
• 4.2.2 子帶濾波器設計54-55
• 4.3 控制算法性能分析55-60
• 4.3.1 計算復雜度分析55-56
• 4.3.2 性能仿真結果56-60
• 4.4 本章總結60-61
• 第五章 噪聲主動控制實驗61-74
• 5.1 噪聲主動控制器硬件實現(xiàn)61-62
• 5.2 一維聲場的噪聲主動控制62-70
• 5.2.1 實驗結果的性能指標63-64
• 5.2.2 窄帶噪聲控制實驗64-67
• 5.2.3 寬帶噪聲控制實驗67-70
• 5.3 車內聲場的噪聲主動控制70-72
• 5.3.1 實驗方案設計70-71
• 5.3.2 實驗結果與分析71-72
• 5.4 本章總結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 本文總結74-75
• 6.2 工作展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-81

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