重型商用车驾驶室内声品质主动控制技术研究

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以往国产商用车在设计阶段对声品质问题考虑较少,从而导致驾驶室内噪声高、声学舒适性差,近年来随着对商用车需求量的不断增加、汽车噪声法规的日趋完善,消费者对汽车声品质的要求也越来越高,特别是对于工作时间较长的驾驶员,如果他们长期处于烦躁度较高的环境中就会很容易产生疲劳,甚至发生交通事故。目前声学设计主要在旧车型基础上进行,且重点放在降低声压级上,传统的被动降噪在中、高频噪声控制效果显著,且方法简单、稳定,但其易引起质量过重、成本增加等问题,关键其对200Hz以下的低频噪声没有起到很好的控制作用,特别是由发动机引起的低频周期阶次噪声,并且一般声压级的降低并不能改善驾驶员对车内噪音的烦躁度,而主动控制技术可以很好的解决这个问题。本文从声品质的定义入手,阐述了人耳结构对声品质的影响,采集了6辆商用车驾驶室内声音样本,并进行了主、客观评价试验;在分析了各个客观参量与主观值相关性的基础上,建立了商用车驾驶室内声品质SAGA-BP主观评价模型,该模型精度高、速度快,在权重分析中,指出了对声品质影响较大的客观参量为响度、A声级,由此确定了要改善的客观参量指标,通过对70km/h工况样本频谱分析知,这两个客观参数值在低频段数值较大,从而为主动控制系统控制低频段改善声品质提供依据。其次,分析影响响度、A声级值的主要频率是发动机引起的低频阶次频率,进而确定了自适应陷波滤波算法为控制算法,学习了主动控制单、双通道算法,基于驾驶室内噪声峰值频率和发动机转速强相关性的特点,确定了读取发动机转速人工计算合成参考信号的方法,在Matlab仿真中搭建了次级通路辨识、1-2-2的前馈双通道多频模型,确定了采样频率、算法的关键参数,通过仿真验证了模型的可行性。最后,以怠速、匀速工况下副驾驶员左耳处和后排卧铺头部位置两个通道的实车信号作为模型的原始期望信号,人为加入次级传递函数,并在参考信号中给予补偿,用建立的SAGA-BP声品质主观评价模型对仿真控制后的声音信号进行了主观评价,结果表明:用怠速、匀速试验信号仿真时,两个通道峰值处频率分别有7.0-10.7dB、3.4-6.6dB的降噪量,两个通道处响度值最大有2.7sone的下降,最小有2.1sone的下降,A声级最大有2.5 dB(A)的下降,最小有2 dB(A)下降,两个通道处主观评价烦躁度等级最大提升1.6个等级,主观评价烦躁度等级最小提升1.4个等级。
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