[發明專利]一種有軌列車司機室內的噪聲主動控制系統

在審

• 申請號: 201710506539.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107274878A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 邢優勝
• 申請（專利權）人: 邢優勝
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/175;B61C17/04
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙)11296
• 代理人: 張淑賢

技術領域

本發明涉及噪聲控制技術領域，尤其涉及一種有軌列車司機室內的噪聲主動控制系統。

背景技術

噪聲污染已經成為全世界都十分關注的環境問題，日漸增加的噪聲嚴重影響人們的正常的工作、學習、生活?，F代交通運輸業的發展帶來了各種交通工具噪聲，隨著人們對有軌列車乘坐舒適性要求的提高、環保意識的加強以及有軌列車工業的發展，有軌列車的噪聲控制日益受到人們的重視。列車內噪聲過大，影響著司乘人員的身心健康，尤其是司機室內較強的噪聲容易引起司機人員耳部不適、聽覺敏感度降低，甚至是聽力損傷，因此降低列車司機室內的噪聲是很有必要的。

目前，噪聲的控制主要以被動控制為主。有軌列車司機室內的噪聲的被動控制主要是通過優化車體的結構設計和在車體上應用吸聲材料進行物理降噪，以實現有軌列車司機室內的噪聲的控制。

傳統的噪聲控制方案多通過結構設計和應用吸聲材料進行物理降噪，這種被動噪聲控制針對1kHz以上的高頻段噪聲具有一定的降噪能力，對于中低頻噪音則效果較差。

發明內容

本發明目的是提供一種有軌列車司機室內的噪聲主動控制系統，以解決上述問題。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

一種有軌列車司機室內的噪聲主動控制系統，包括：

多個參考噪聲傳感器，所述多個參考噪聲傳感器設置在有軌列車司機室內，用于采集主噪聲源噪聲x[n]；

多個誤差傳聲器，所述多個誤差傳聲器設置在有軌列車司機室內在噪聲控制區域內，用于采集有軌列車司機室內的噪聲控制后的殘余噪聲e[n]；

MIMO主動降噪控制器，所述MIMO主動降噪控制器分別與所述參考噪聲傳感器和誤差傳聲器相連，用于接收主噪聲源噪聲x[n]和殘余噪聲e[n]，并提取一系列不相干的參考聲學模式S[n]，獲取用于噪聲控制模式預測的路徑傳遞函數H[n]，自適應調整采樣周期T的取值范圍、自適應濾波器階數N的取值范圍和收斂因子μ的范圍，最終生成最優的噪聲控制模式；

揚聲器，所述揚聲器設置在有軌列車司機室內的，并與所述MIMO主動降噪控制器相連，用于接收最優的噪聲控制模式，并根據最優的噪聲控制模式發出目標信號y[n]以降低有軌列車司機室內的噪聲。

優選的，所述MIMO主動降噪控制器，包括：

參考聲學模式提取單元，所述聲學模式提取單元與所述參考噪聲傳感器相連，用于接收主噪聲源噪聲x[n]，并根據主噪聲源噪聲x[n]提取一系列不相干的參考聲學模式S[n]；

噪聲控制模式預測單元，所述噪聲控制模式預測單元分別與所述誤差傳聲器、參考傳聲器和參考聲學模式提取單元相連，用于分析目標信號從發出到殘余噪聲采集處的路徑傳遞函數，獲取用于噪聲控制模式預測的路徑傳遞函數H[n]，并基于FX-LMS算法，自適應調整采樣周期T的取值范圍、自適應濾波器階數N的取值范圍和收斂因子μ的范圍，再根據所述收斂因子μ、路徑傳遞函數H[n]、一系列不相干的參考聲學模式S[n]、殘余噪聲e[n]和主噪聲源噪聲x[n]生成最優的噪聲控制模式。

優選的，所述參考聲學模式提取單元，包括：

參考聲學模式提取子單元，所述參考聲學模式提取子單元用于接收主噪聲聲源噪聲x[n]，并根據主噪聲源噪聲x[n]提取一系列參考聲學模式；

參考聲學模式分離子單元，所述參考聲學模式分離子單元與所述參考聲學模式提取子單元，用于接收一系列參考聲學模式，并將參考聲學模式之間的互信息調整到最小，獲得一系列不相干的參考聲學模式S[n]。

優選的，所述根據主噪聲源噪聲x[n]提取一系列參考聲學模式的過程，包括：

將提取函數應用到主噪聲源噪聲x[n]中：

優選的，所述獲得一系列不相干的參考聲學模式S[n]的過程，包括：

將對比函數α作用于一系列參考聲學模式S'[n]中：

α(S'[n])＝I[S'[1]…S'[k]],

使用自動調整算法自動調整提取函數在一系列參考聲學模式S'[n]之間的互信息I[S'[1]…S'[k]]最小時，所輸出的聲學模式為一系列不相干的參考聲學模式S[n]。

優選的，所述噪聲控制模式預測單元，包括：

路徑傳遞函數分析子單元，所述路徑傳遞函數分析子單元用于分析目標信號從揚聲器到誤差傳聲器的路徑傳遞函數，并獲取用于噪聲控制模式預測的路徑傳遞函數H[n]；