[發(fā)明專利]一種座艙有源降噪設(shè)備次級聲源和誤差傳聲器故障檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010925364.6
• 申請日: 2020-09-06
• 公開（公告）號: CN112115594A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代海;張亞洲;玉昊昕;李釗;袁夢囝;孟堃
• 申請（專利權(quán)）人: 西安艾科特聲學(xué)科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G10K11/178;G06F119/10
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 劉桐

本發(fā)明公開了一種座艙有源降噪設(shè)備次級聲源和誤差傳聲器故障檢測方法，包括：S1.有源控制器饋給次級聲源預(yù)設(shè)信號，次級聲源依次發(fā)聲；S2.利用信號間相干性關(guān)系診斷次級聲源、誤差傳聲器故障狀態(tài)。本發(fā)明中的次級聲源的輸出信號可按照需求進(jìn)行選擇，可選擇單頻信號或多頻信號等，選擇更為“動聽”的音樂，能夠提升乘員的主觀舒適性；利用信號間相干性系數(shù)的取值形成故障診斷矩陣M，通過M元素的取值范圍對次級聲源和誤差傳聲器的故障狀態(tài)進(jìn)行檢測；本發(fā)明僅需要在軟件系統(tǒng)和存儲模塊進(jìn)行優(yōu)化，不增加產(chǎn)品本身重量和硬件成本，具有較好的可替換性和較高的經(jīng)濟(jì)價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及座艙有源降噪技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種座艙有源降噪設(shè)備次級聲源和誤差傳聲器故障檢測方法。

背景技術(shù)

座艙有源降噪設(shè)備主要用于降低工作艙內(nèi)的噪聲聲級，改善工作艙噪聲環(huán)境，提高工作人員乘坐舒適性和人機(jī)功效。有源降噪是通過有源噪聲控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其原理是在空間某一點(diǎn)，通過初級聲波與次級聲波的相消性干涉達(dá)到降噪目的的噪聲控制方式。座艙有源降噪設(shè)備由有源控制器、控制盒、I只次級聲源和J只誤差傳聲器等部件組成。有源降噪設(shè)備具有故障檢測功能，對次級聲源和誤差傳聲器進(jìn)行故障檢測，并將故障代碼顯示在控制盒上。

針對故障檢測功能現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)主要包含兩種：一種是增加硬件檢測電路，實(shí)現(xiàn)對所有次級聲源和誤差傳聲器的故障檢測，此種方式必然引起原電路系統(tǒng)的復(fù)雜程度提高，同時增加硬件設(shè)備會導(dǎo)致實(shí)施成本提高，產(chǎn)品自重增加，甚至不滿足安裝要求等情況；另一種也是通過軟件實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)有技術(shù)主要是利用傳遞函數(shù)特性判斷或者通過比較聲壓級閾值進(jìn)行故障檢測，傳遞函數(shù)判斷易受到外界因素的干擾而影響準(zhǔn)確性，聲壓級閾值判斷雖然準(zhǔn)確性有所提高，但低頻輸出信號對人體的主觀感受產(chǎn)生非常難受的影響，大大降低了乘員的主觀舒適性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種座艙有源降噪設(shè)備次級聲源和誤差傳聲器故障檢測方法。本故障檢測方法是一種對軟件系統(tǒng)的優(yōu)化，集成于座艙有源降噪設(shè)備的有源控制器軟件系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)備硬件系統(tǒng)，利用信號的相干性關(guān)系實(shí)現(xiàn)對次級聲源和誤差傳聲器的一種故障檢測方法。不受外界因素影響，也不需要進(jìn)行次級通路建模，提高故障診斷的準(zhǔn)確性，本方法所存儲的輸出信號可以是單頻信號或者多頻信號，也可選擇一段“動聽的音樂”作為輸出信號，提高乘員的主觀感受和舒適性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種座艙有源降噪設(shè)備次級聲源和誤差傳聲器故障檢測方法，利用信號的相干性關(guān)系，針對座艙有源降噪設(shè)備軟件進(jìn)行優(yōu)化，集成于座艙有源降噪設(shè)備的有源控制器軟件系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)備硬件系統(tǒng)，通過計算誤差傳聲器接收到的信號和存儲模塊中的輸出信號之間的相干性系數(shù)，當(dāng)相干性系數(shù)為接近1的高值時，兩個信號相干，當(dāng)相干性系數(shù)為接近0的低值時，兩個信號不相干；

信號X(n)和Y(n)之間的相干性系數(shù)定義為：

式(1)中，X(n)為有源控制器饋給次級聲源的預(yù)設(shè)輸出信號，Y(n)為誤差傳聲器接收到的輸入信號，n為1s系統(tǒng)的采樣點(diǎn)數(shù)，γ_o表示X(n)和Y(n)之間的相干性系數(shù)，為X(n)和Y(n)互功率譜平均，和分別為X(n)和Y(n)自功率譜平均；相干性系數(shù)反映的是X(n)和Y(n)兩信號之間的同步相似性，或者兩信號的變化規(guī)律的一種線性關(guān)系，可以反映多分量組成的輸出信號中最大能量與輸出信號中總能量的比值。

包括以下步驟：

S1.有源控制器饋給次級聲源預(yù)設(shè)信號，次級聲源依次發(fā)聲

a)將座艙有源降噪設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行連接，啟動系統(tǒng)故障檢測功能，開始自檢；