[發(fā)明專利]車輛主動減振降噪系統及方法

有效

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• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108768346B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 胡啟國;陸偉
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00;H03H17/00
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 謝殿武

本發(fā)明提供一種車輛主動減振降噪系統及方法，包括：用于采集并處理發(fā)動機振動位移信號的參考采集處理模塊、用于采集并處理車身內部振動噪聲信號的振動噪聲采集處理模塊、用于產生與車身振動噪聲信號相反的抵消噪聲信號的控制源、用于采集和處理抵消噪聲信號的誤差采集處理模塊和控制模塊；所述控制模塊的輸入端與參考采集模塊的輸出端連接，用于接收發(fā)動機振動信號，產生激勵信號；本發(fā)明能根據車身振動的變化自適應調節(jié)激勵信號以使抵消車身內部振動后的殘留信號能達到極小值，并使用于抵消車身內部振動的作動產生的噪聲能夠基本忽略不計，提高了車輛主動減振降噪的精度和速度，計算量小，實時性好、適用范圍廣，穩(wěn)定性高。

技術領域

本發(fā)明涉及噪聲控制領域，具體涉及一種車輛主動減振降噪系統及方法。

背景技術

目前，車輛減振降噪主要使用具有隔振，隔聲，消聲，吸聲的材料來進行，其基本原理就是利用聲波與材料之間的相互機械作用，使聲能轉化為其他形式的能量以減少噪聲。這些方法對于高頻噪聲的降噪效果比較明顯，但對于低頻噪聲就無法取得良好的效果。并且這些方法所用的材料體積和重量大，不利于車輛的燃油經濟性。而低頻噪聲會增加車內乘客的不舒適感，嚴重時會使人感到惡心，嘔吐等現象。目前，主動減振可以有效抑制車內的低頻噪聲，其原理是當車身振動時，傳感器將檢測到的位移信號通過低通濾波器經A/D轉換器轉換后傳入控制算法，控制算法計算出控制信號后，將控制信號經D/A轉換器轉換后通過重構濾波器經功率放大器放大后施加給壓電作動器，壓電作動器輸出與車身振動方向相反、大小相等的位移，對車身結構變形進行調整，從而抑制車身振動，降低車內噪聲。

FxLMS算法因其結構簡單，計算復雜度低，能夠進行實時控制等優(yōu)點而被廣泛應用于主動減振降噪中。但它需要一個與振動信號相關聯的參考信號，而在實際的過程中，傳感器在采集參考信號時會混入其他不相干的干擾信號，這就會使得算法在計算過程中混入錯誤信息，導致算法收斂速度慢，殘余誤差會出現大幅度波動，甚至會出現算法無法收斂的情況。且傳統的FxLMS算法中的次級通道通常采用離線建模，這就無法適用于次級通道變化范圍較大的情況，此外，對于未知的不斷變化的主通道，FxLMS算法也無法保持良好的性能。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種車輛主動減振降噪系統及方法，過濾掉采集的參考信號存在的干擾信號，并對主通道的估計模型和控制通道的估計模型進行在線建模，解決了傳統的FxLMS算法收斂速度慢或無法收斂的問題，能夠在主通道發(fā)生突變時仍保持很好的穩(wěn)定性，并適應控制通道變化范圍較大的情況，本發(fā)明能根據車身振動的變化自適應調節(jié)激勵信號以使抵消車身內部振動后的殘留信號能達到極小值，并使用于抵消車身內部振動的作動產生的噪聲能夠基本忽略不計，提高了車輛主動減振降噪的精度和速度，計算量小，實時性好、適用范圍廣，穩(wěn)定性高。

本發(fā)明提供一種車輛主動減振降噪系統，包括用于采集并處理發(fā)動機振動位移信號的參考采集處理模塊、用于采集并處理車身內部振動噪聲信號的振動噪聲采集處理模塊、用于產生與車身振動噪聲信號相反的抵消噪聲信號的控制源、用于采集和處理抵消噪聲信號的誤差采集處理模塊和控制模塊；

所述控制模塊的輸入端與參考采集模塊的輸出端連接，用于接收發(fā)動機振動信號，產生激勵信號；

所述控制模塊的輸出端與控制源的輸入端連接，用于向控制源發(fā)出激勵信號，使控制源產生與車身振動噪聲信號相反的抵消噪聲信號。

進一步，參考采集處理模塊包括位移傳感器Ⅰ、低通濾波器Ⅰ、A/D轉換器Ⅰ和TD濾波器；

所述位移傳感器Ⅰ固定安裝在發(fā)動機支架上，用于采集發(fā)動機轉動產生的發(fā)動機振動位移信號并發(fā)送發(fā)動機振動位移信號到低通濾波器Ⅰ；所述發(fā)動機振動位移信號依次通過低通濾波器Ⅰ、A/D轉換器Ⅰ和TD濾波器的處理，得到參考輸入信號X₁(n)；