發(fā)布時間：2017-07-27 04:01

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車聲品質(zhì)評價分析與控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 電動汽車 聲品質(zhì) 電磁噪聲 主、客觀評價 評價模型 傳遞路徑分析 聲品質(zhì)控制

【摘要】：由于能源問題的日益突出,“綠色”電動汽車已成當下汽車工業(yè)發(fā)展的潮流。消費者選購汽車的性能指標除節(jié)能、安全、少污染之外,對乘坐舒適性的要求也越來越高。汽車車內(nèi)聲音品質(zhì)已成為最直觀反映汽車產(chǎn)品品質(zhì)以及影響用戶購買心理的重要指標。電動汽車采用電機驅(qū)動,沒有了發(fā)動機噪聲,盡管車內(nèi)噪聲聲壓級并不高,但是在安靜的車內(nèi)環(huán)境中高頻電磁噪聲卻更加刺耳,令人主觀感知煩躁,這是因為沒有發(fā)動機的掩蔽效應(yīng),令消費者難以在已經(jīng)習(xí)慣傳統(tǒng)汽車聲音品質(zhì)基礎(chǔ)上來適應(yīng)電動汽車這一特有的聲音特性,這不僅降低了車輛的乘坐舒適性,而且較差的聲品質(zhì)特性勢必會影響到用戶對品牌的認可度及其市場競爭力。在國內(nèi),電動汽車聲品質(zhì)的控制技術(shù)研究幾乎是空白的,過去若想改進產(chǎn)品的聲音品質(zhì)通常需要耗費十分漫長的周期來開展一系列的相關(guān)實驗,且通常都是在新產(chǎn)品產(chǎn)出之后,這不僅會很大程度上浪費資源,而且也會延長新產(chǎn)品的設(shè)計周期。因此,更需要立項設(shè)專題進行全面的開發(fā)與研究,從而達到以下目的;一、為國內(nèi)汽車制造廠商對電動汽車產(chǎn)品的相關(guān)研究打下堅實基礎(chǔ),如:新產(chǎn)品的聲學(xué)設(shè)計和聲學(xué)性能改進;二、調(diào)整并優(yōu)化我國電動汽車的聲品質(zhì)控制能力以及聲學(xué)設(shè)計水準;三、提升在國內(nèi)外市場上同產(chǎn)品的競爭水平。本文以《一汽純電動汽車聲品質(zhì)分析評價與控制技術(shù)研究》(吉林省科技發(fā)展計劃項目,項目編號:20126007)為背景,研究人的主觀情感對聲音信號的評價機理,借助國外對汽車聲品質(zhì)主客觀評價方法的研究經(jīng)驗,針對我們本國人群對電動汽車聲品質(zhì)主客觀評價技術(shù)進行研究,建立電動汽車智能化主觀評價的客觀量化模型,找出對電動汽車聲品質(zhì)主觀評價結(jié)果影響較大的客觀評價參量,研究并預(yù)測電動汽車所特有的電機電磁振動噪聲,同時為了分析與研究電動汽車噪聲源和傳遞路徑的聲學(xué)貢獻量,建立了電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)合成等效模型,找出影響車內(nèi)聲品質(zhì)的主要噪聲源及傳遞路徑。為符合用戶的實際需要,提升國產(chǎn)電動汽車聲學(xué)品質(zhì),制定相應(yīng)的改善措施來提升車內(nèi)聲學(xué)品質(zhì),本文采用聲品質(zhì)被動控制技術(shù),有效的改善了國產(chǎn)電動汽車車內(nèi)聲音品質(zhì),使聲品質(zhì)品牌化。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)電動汽車聲品質(zhì)主客觀評價。以國產(chǎn)品牌電動汽車為研究對象,與國外同級別電動汽車進行對標試驗,對這幾輛不同車型電動汽車進行噪聲測試采樣記錄。通過篩選,得到勻速工況下84個聲音樣本,對每個樣本進行聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參量評價。組織評審團對車內(nèi)聲音樣本進行主觀評價試驗。評價方法采用國際通用的等級評分法,通過各評價者的主觀評價數(shù)據(jù)檢驗,獲取每個樣品的主觀聲品質(zhì)評分值,能夠為主觀評價的客觀量化模型提供數(shù)據(jù)支持。以國產(chǎn)電動汽車勻速50km工況下聲音樣本為例,對其進行詳細的聲品質(zhì)分析。(2)電動汽車智能化聲品質(zhì)評價模型。以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過遺傳算法(GA)和模擬退火法(SA)優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立基于SAGA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電動汽車智能化主觀評價的客觀量化模型。此模型預(yù)測值與主觀評價值相關(guān)系數(shù)達到0.99594,相關(guān)性強,這說明聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)評價參量可以通過所建立的評價模型映射到主觀評價結(jié)果中。對比BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價模型以及多元線性回歸評價模型可以發(fā)現(xiàn),SAGA-BP模型能夠?qū)噧?nèi)聲品質(zhì)進行有效地高精度預(yù)測評分,實際評分值與SAGA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測值的百分比誤差在5%的范圍之內(nèi),并且具備良好的泛化能力。通過網(wǎng)絡(luò)權(quán)重分析可知,對聲品質(zhì)主觀評價結(jié)果影響最大的參量為尖銳度,其次為響度、A聲級和粗糙度。通過模型重建,重組后的模型(輸入只含響度、尖銳度、A聲級和粗糙度)與原模型預(yù)測誤差很小,基本一致。此評價模型不僅可以對電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)評價打分,而且可作為電動汽車聲學(xué)設(shè)計的評價工具,實用性非常強。(3)電動汽車驅(qū)動電機電磁振動噪聲模型的建立。建立了電機電磁力仿真模型,采用時步有限元法分析了電動汽車驅(qū)動電機的電磁力特性。建立電動汽車驅(qū)動電機三維有限元模型,計算了電機結(jié)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)振型。通過電機電磁、結(jié)構(gòu)及聲學(xué)多元耦合數(shù)值分析方法,建立了驅(qū)動電機電磁振動噪聲輻射模型。通過電磁振動多元耦合仿真,通過與實測結(jié)果進行對比,驗證了電機電磁振動仿真結(jié)果的正確性。通過對電機電磁輻射噪聲進行仿真,有效的計算出電機噪聲的主要頻率成分及幅值,并且對電機各板塊聲學(xué)貢獻量進行分析,為今后預(yù)測和抑制電動汽車驅(qū)動電機的電磁振動噪聲奠定了基礎(chǔ)。(4)電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)合成等效模型的建立。電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)合成等效模型是基于傳遞路徑合成技術(shù)來建立的,模型的噪聲源由空氣傳播噪聲源(驅(qū)動電機和輪胎)和結(jié)構(gòu)傳播噪聲源(懸置系統(tǒng)和懸架系統(tǒng))所構(gòu)成。通過所建立的電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)等效模型,對各工況車內(nèi)噪聲進行合成仿真,對比合成與實測車內(nèi)噪聲A聲級、尖銳度、響度和粗糙度,誤差都在7%以內(nèi),車內(nèi)合成噪聲與實測噪聲的聲品質(zhì)評價值相差都在0.1個等級內(nèi),誤差比較小。說明電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)合成等效模型具備較高的預(yù)測精度,預(yù)測到的各客觀心理聲學(xué)評價參量與實測值基本一致,能真實的反映實際車內(nèi)噪聲的心理聲學(xué)物理特性,從而體現(xiàn)出它的正確性。通過對勻速50km/h工況下國產(chǎn)電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)貢獻量分析,分析結(jié)果表明,懸架系統(tǒng)對此電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)貢獻較大。(5)電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)控制方案。研究結(jié)果得出,國產(chǎn)電動汽車車內(nèi)聲音品質(zhì)主要是由輪胎激勵的懸架系統(tǒng)振動引起車身板塊的結(jié)構(gòu)噪聲決定的,對懸架系統(tǒng)振動激勵引起車身各板塊的振動,進行傳遞路徑分析和板塊貢獻量分析可知,頂棚和車門板塊對車內(nèi)聲音的貢獻較大。用吸聲隔音阻振材料對車門內(nèi)以及頂棚貢獻較大的位置進行聲學(xué)包裝,對車內(nèi)聲品質(zhì)客觀參量較大的特征頻率成分進行改善。通過聲品質(zhì)被動控制技術(shù),車內(nèi)聲音品質(zhì)得到明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 聲品質(zhì) 電磁噪聲 主、客觀評價 評價模型 傳遞路徑分析 聲品質(zhì)控制
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U467.493;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-17
• 第1章 緒論17-29
• 1.1 研究的背景及意義17-19
• 1.2 國內(nèi)外電動汽車聲品質(zhì)評價分析研究進展19-22
• 1.2.1 國外電動汽車聲品質(zhì)評價分析研究進展19-20
• 1.2.2 國內(nèi)電動汽車聲品質(zhì)評價分析研究進展20-22
• 1.3 國內(nèi)外電動汽車聲品質(zhì)控制技術(shù)研究進展22-26
• 1.3.1 國外電動汽車聲品質(zhì)控制技術(shù)研究進展22-24
• 1.3.2 國內(nèi)電動汽車聲品質(zhì)控制技術(shù)研究進展24-26
• 1.4 主要研究內(nèi)容和論文框架26-29
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容26-27
• 1.4.2 全文章節(jié)安排27-29
• 第2章 電動汽車聲品質(zhì)主客觀評價29-59
• 2.1 引言29
• 2.2 聽覺感知特性29-36
• 2.2.1 聽覺系統(tǒng)30-32
• 2.2.2 聽閾和痛閾32-33
• 2.2.3 聽覺掩蔽效應(yīng)33-34
• 2.2.4 聽覺特征頻帶34-36
• 2.3 聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參量評價36-41
• 2.3.1 A計權(quán)聲壓級36-37
• 2.3.2 響度與脈沖度37-39
• 2.3.3 尖銳度與音調(diào)度39-40
• 2.3.4 粗糙度與抖動度40-41
• 2.3.5 語言清晰度41
• 2.4 聲品質(zhì)主觀評價41-45
• 2.4.1 主觀評價流程42-43
• 2.4.2 主觀評價方法43-45
• 2.5 電動汽車聲品質(zhì)主客觀評價試驗45-58
• 2.5.1 聲音樣本采集及處理45-49
• 2.5.2 電動汽車聲品質(zhì)主觀評價試驗49-51
• 2.5.3 主觀評價數(shù)據(jù)檢驗51-53
• 2.5.4 主客觀評價結(jié)果分析53-58
• 2.6 小結(jié)58-59
• 第3章 電動汽車智能化聲品質(zhì)評價模型59-89
• 3.1 引言59
• 3.2 多元線性回歸分析的聲品質(zhì)評價模型59-66
• 3.2.1 相關(guān)分析59-61
• 3.2.2 多元線性回歸的基本理論61-63
• 3.2.3 電動汽車聲品質(zhì)多元線性回歸評價模型的建立63-66
• 3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)66-71
• 3.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征66-68
• 3.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法68-70
• 3.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能70-71
• 3.4 SAGA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)71-79
• 3.4.1 模擬退火算法（SA）71-74
• 3.4.2 遺傳算法（GA）74-76
• 3.4.3 SAGA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立76-79
• 3.5 基于SAGA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電動汽車聲品質(zhì)評價模型79-87
• 3.5.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立79-80
• 3.5.2 樣本訓(xùn)練及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定80-81
• 3.5.3 模型訓(xùn)練結(jié)果與檢驗81-85
• 3.5.4 聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)評價參量權(quán)重分析85-87
• 3.6 小結(jié)87-89
• 第4章 電動汽車驅(qū)動電機電磁振動噪聲模型的建立89-109
• 4.1 引言89-90
• 4.2 電機電磁力分析90-95
• 4.2.1 電磁力計算方法90-92
• 4.2.2 電機電磁力仿真模型92-95
• 4.3 電機結(jié)構(gòu)模態(tài)分析95-100
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論95-96
• 4.3.2 電機三維有限元結(jié)構(gòu)模型96-98
• 4.3.3 電機模態(tài)參數(shù)結(jié)果分析98-100
• 4.4 電機電磁振動響應(yīng)分析100-104
• 4.4.1 電磁振動計算模型100-102
• 4.4.2 電磁振動多元耦合仿真102-104
• 4.5 電機電磁噪聲分析104-108
• 4.5.1 聲學(xué)邊界元方法104-105
• 4.5.2 電機電磁輻射噪聲仿真105-108
• 4.6 小結(jié)108-109
• 第5章 電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)合成等效模型109-151
• 5.1 引言109
• 5.2 電動汽車聲品質(zhì)合成模型原理109-111
• 5.3 傳遞函數(shù)測量111-123
• 5.3.1 空氣噪聲傳遞函數(shù)測量113-118
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)噪聲傳遞函數(shù)測量118-123
• 5.4 噪聲源工作激勵的測量123-136
• 5.4.1 空氣噪聲源激勵的測量125-128
• 5.4.2 結(jié)構(gòu)噪聲源激勵的測量128-133
• 5.4.3 虛擬相關(guān)分析133-136
• 5.5 電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)的預(yù)測136-141
• 5.6 電動汽車聲品質(zhì)貢獻量分析141-151
• 5.6.1 A聲級貢獻量分析141-143
• 5.6.2 響度貢獻量分析143-145
• 5.6.3 尖銳度貢獻量分析145-146
• 5.6.4 粗糙度貢獻量分析146-147
• 5.6.5 聲品質(zhì)評價值貢獻量分析147-148
• 5.6.6 小結(jié)148-151
• 第6章 電動汽車車內(nèi)聲品質(zhì)控制方案151-181
• 6.1 引言151
• 6.2 車身減振降噪控制技術(shù)151-157
• 6.2.1 阻振技術(shù)152-154
• 6.2.2 隔聲技術(shù)154-155
• 6.2.3 吸聲技術(shù)155-157
• 6.3 車內(nèi)聲品質(zhì)控制方案設(shè)計157-165
• 6.3.1 車身板塊傳遞路徑分析157-162
• 6.3.2 車內(nèi)降噪減振材料設(shè)計162-165
• 6.4 車內(nèi)聲品質(zhì)改善效果驗證165-181
• 6.4.1 激勵加速度改善效果165-166
• 6.4.2 車身板塊傳遞函數(shù)改善效果166-167
• 6.4.3 懸架系統(tǒng)在車內(nèi)合成的噪聲品質(zhì)改善效果167-169
• 6.4.4 轉(zhuǎn)轂勻速 50km/h工況下車內(nèi)聲品質(zhì)改善效果169-172
• 6.4.5 轉(zhuǎn)轂勻速 80km/h工況下車內(nèi)聲品質(zhì)改善效果172-176
• 6.4.6 路試勻速 50km/h工況下車內(nèi)聲品質(zhì)改善效果176-180
• 6.4.7 小結(jié)180-181
• 第7章 總結(jié)和展望181-187
• 7.1 主要研究成果和結(jié)論181-183
• 7.2 主要創(chuàng)新點183-184
• 7.3 研究展望184-187
• 參考文獻187-195
• 作者簡介及科研成果195-197
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文195-196
• 授權(quán)的專利196
• 參與的科研項目196-197
• 致謝197

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2 范瑋;孟子厚;;汽車車門的聲品質(zhì)對汽車消費心理的影響[A];2006年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

3 李R，

本文編號：579654