专利名称：车内声模态振型预测方法及装置的制作方法
车内声模态振型预测方法及装置技术领域·
本发明涉及车内噪声与振动控制领域，特别涉及一种车内声模态振型预测方法及>J-U ρ α装直。
背景技术：
准确获取车内声模态分布是车内声学分析与优化的重要一环，通常采用单点激励多点响应的方法，通过测量激励信号与响应信号获得频响函数来确定车内声腔的声模态参数。在测试过程中，信号发生器产生随机信号，经过功率放大器后由声源激发车内声腔的压力波动，车内按大约20cm3间隔布置若干个传声器拾取声音信号,根据频响函数确定声模态频率及振型分布。
然而，车内布置大量的传声器会对车内声场产生很大的干扰，特别是传声器安装支架结构、传声器连接线等对声音的散射作用，严重的干扰车内声场分布，对最终测试结果产生很大影响，这是传统单点激励多点响应法测量车内声模态最重要的误差来源之一。同时，该方法使用成本高，测试效率低下。发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种成本较低并且效率高的车内声模态振型预测方法。
本发明的另一目的在于提出一种车内声模态振型预测装置。
为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例的车内声模态振型预测方法包括以下步骤S1.确定车内声模态频率；S2.基于所述车内声模态频率获取全息面的复声压；S3.根据所述全息面的复声压计算虚声源强度；以及S4.基于波叠加原理对车内声压分布进行统计以得到所述车内声模态振型。
为了实现上述目的，根据本发明第二方面的实施例的车内声模态振型预测装置包括频率确定模块，所述频率确定模块用于确定车内声模态频率；复声压获取模块，所述复声压获取模块用于基于所述车内声模态频率获取全息面的复声压；虚声源强度计算模块，所述虚声源强度计算模块用于根据所述全息面的复声压计算虚声源强度；以及车内声压分布统计模块，所述车内声压分布统计模块用于基于波叠加原理对车内声压分布进行统计以得到所述车内声模态振型。
根据本发明实施例的车内声模态振型预测方法及装置，避免了传统声模态测试过程中需要布置大量传声器导致对车内声场干扰较大，极大的提升了声模态测试的准确度及测试效率，同时因避免使用大量传声器而极大地节约成本。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的车内声模态振型预测方法的流程图2是根据本发明一个实施例的确定车内声模态频率的方法的流程图3是根据本发明一个实施例的获取全息面的复声压的方法的流程图4是根据本发明一个实施例的计算虚声源强度的方法的流程图5是根据本发明一个实施例的车内声压分布统计的方法的流程图6是根据本发明一个实施例的声模态振型分布的示意图7是利用声学分析软件SYSN0ISE计算出的声模态振型的示意图8是根据本发明一个实施例的车内声模态振型预测装置的结构框图9是根据本发明一个实施例的频率确定模块的结构框图10是根据本发明一个实施例的复声压获取模块的结构框图11是根据本发明一个实施例的虚声源强度计算模块的结构框图；以及
图12是根据本发明一个实施例的车内声压统计模块的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定 和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介 间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具 体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面参考附图描述根据本发明实施例的车内声模态振型预测方法及装置。
图1是根据本发明一个实施例的车内声模态振型预测方法的流程图。如图1所示， 车内声模态振型预测方法包括下述步骤。
步骤SI，确定车内声模态频率。
图2是根据本发明一个实施例的确定车内声模态频率的方法的流程图。如图2所 示，确定车内声模态频率的方法包括下述步骤。
步骤S11，将待测车辆放置于消声室内。放置于消声室内的目的是避免周围环境噪 声对声模态频率测试的影响。
步骤S12，在待测车辆副驾驶座位置放置中低频体积声源。优选地，该中低频体积 声源发出频率为20 300Hz的信号。
步骤S13，在车内布置多个传声器。优选地，传声器的个数为15个，其中在前排驾 驶座和副驾驶座的左右耳布置各布置共4个传声器，在前排地板靠近前围板位置布置2个 传声器，在仪表板上方布置2个传声器,在后排地板布置2个传声器,在后排左侧乘客的左右耳和右侧乘客的右耳位置布置共3个传声器，在隔物板上方布置2个传声器。优选地，该 15个传声器是ICP型无指向性传声器。
步骤S14，使用多个传声器对中低频体积声源发出的信号进行采集。
步骤S15，对多个传声器获得的多个频响函数进行拟合以获得车内声模态频率，其中频响函数是传声器采集到的信号的声压除以中低频体积声源的强度。该声模态频率可以是多个频率，表I中示出了一些例子。可以随机地选择其中任意一个频率进行后续测试。 为了便于叙述，在本发明的实施例中，选择第二阶频率，即101. 7Hz频率作为车内声模态频率。
表I (车内前9阶声模态频率(单位Hz))
权利要求
1.一种车内声模态振型预测方法，其特征在于，包括以下步骤51.确定车内声模态频率；52.基于所述车内声模态频率获取全息面的复声压；53.根据所述全息面的复声压计算虚声源强度；以及54.基于波叠加原理对车内声压分布进行统计以得到所述车内声模态振型。
2.根据权利要求1所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，步骤SI进一步包括以下步骤511.将待测车辆放置于消声室内；512.在待测车辆副驾驶座位置放置中低频体积声源；513.在车内布置多个传声器；514.使用所述多个传声器对所述中低频体积声源发出的信号进行采集；以及515.对所述多个传声器获得的多个频响函数进行拟合以获得所述车内声模态频率，其中频响函数是传声器采集到的信号的声压除以所述中低频体积声源的强度。
3.根据权利要求2所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述信号的频率在 20 300Hz之间。
4.根据权利要求3所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述多个传声器的个数为15个，其中在前排驾驶座和副驾驶座的左右耳布置各布置共4个传声器，在前排地板靠近前围板位置布置2个传声器，在仪表板上方布置2个传声器，在后排地板布置2个传声器，在后排左侧乘客的左右耳和右侧乘客的右耳位置布置共3个传声器，在隔物板上方布置2个传声器。
5.根据权利要求1或2所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括以下步骤521.在待测车辆内选取贴近待测车辆内表面的长方体表面作为全息面；522.将所述全息面划分为多个单元格，将单元格之间的交点定义为节点；以及523.测量单元格之间的每个节点的复声压幅值以及所述单元格之间的每个节点相对于预定参考点的相位分布。
6.根据权利要求5所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述全息面的大小为1. 6mX1.1mX1. 0m。
7.根据权利要求6所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述多个单元格为 10X8X7个单元格。
8.根据权利要求1或2所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括以下步骤S31.选择包围待测车辆车身的长方体表面作为虚声源表面；S32.将虚声源表面划分为多个单元格，将单元格之间的交点定义为节点；S33.根据波叠加算法计算所述全息面和所述虚声源表面之间的传递函数矩阵A(r)，
9.根据权利要求1所述的车内声模态振型预测方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括以下步骤S41.根据波叠加算法计算虚声源表面与车内声场之间的传递函数矩阵B(r)，
10.一种车内声模态振型预测装置，其特征在于，包括频率确定模块，所述频率确定模块用于确定车内声模态频率；复声压获取模块，所述复声压获取模块用于基于所述车内声模态频率获取全息面的复声压；虚声源强度计算模块，所述虚声源强度计算模块用于根据所述全息面的复声压计算虚声源强度；以及车内声压分布统计模块，所述车内声压分布统计模块用于基于波叠加原理对车内声压分布进行统计以得到所述车内声模态振型。
11.根据权利要求10所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述频率确定模块包括多个采集单元，所述多个采集单元设置在待测车辆内的不同位置，用于对放置在待测车辆副驾驶座位置中低频体积声源发出的信号进行采集；以及拟合单元，所述拟合单元用于对所述多个采集单元获得的多个频响函数进行拟合以获得所述车内声模态频率，其中频响函数是采集单元采集到的信号的声压除以所述中低频体积声源的强度。
12.根据权利要求11所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述信号的频率在20 300Hz之间。
13.根据权利要求12所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述多个采集单元的个数为15个，其中在前排驾驶座和副驾驶座的左右耳布置各布置共4个采集单元，在前排地板靠近前围板位置布置2个采集单元，在仪表板上方布置2个采集单元，在后排地板布置2个采集单元，在后排左侧乘客的左右耳和右侧乘客的右耳位置布置共3个采集单元， 在隔物板上方布置2个采集单元。
14.根据权利要求10或11所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述复声压获取模块包括选择单元，所述选择单元用于在待测车辆内选取贴近待测车辆内表面的长方体表面作为全息面；划分单元，所述划分单元用于将所述全息面划分为多个单元格，其中将单元格之间的交点定义为节点；以及测量单元，所述测量单元用于测量单元格之间的每个节点的复声压幅值以及所述单元格之间的每个节点相对于预定参考点的相位分布。
15.根据权利要求14所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述全息面的大小为 I· 6mX1.1mX1. 0m。
16.根据权利要求15所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述多个单元格为10X8X7个单元格。
17.根据权利要求10或11所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述虚声源强度计算模块包括选择单元，所述选择单元用于选择包围待测车辆车身的长方体表面作为虚声源表面； 划分单元，所述划分单元用于将所述虚声源表面划分为多个单元格，其中将单元格之间的交点定义为节点；以及计算单元，所述计算单元用于根据波叠加算法计算所述全息面和所述虚声源表面之间的传递麵矩阵八
18.根据权利要求10所述的车内声模态振型预测装置，其特征在于，所述车内声压统计模块包括计算单元，所述计算单元用于根据波叠加算法计算虚声源表面与车内声场之间的传递函数矩阵其中i为复数单元P。为空气密度，取1. 225kg/m3，C为空气中的声速，取343m/s，k为波数，具体表达式为k = w/c =2 f/c, f为所确定的声模态频率，Sm为与虚声源表面上第I个节点相关的第m个单元格的面积，Na( ζ )表示与第m个单元格对应的形函数，G1 (r，Γ(ι ( ζ ))为自由场格林函数，为
全文摘要
本发明提出一种车内声模态振型预测方法及装置。车内声模态振型预测方法包括以下步骤S1.确定车内声模态频率；S2.基于所述车内声模态频率获取全息面的复声压；S3.根据所述全息面的复声压计算虚声源强度；以及S4.基于波叠加原理对车内声压分布进行统计以得到所述车内声模态振型。根据本发明实施例的车内声模态振型预测方法，降低了成本并且提高了预测效率和准确度。
文档编号G01H17/00GK103017893SQ20111029675
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者王岩, 祁宏钟, 陈晓新, 潘蕾, 王国庆, 刘勇 申请人:比亚迪股份有限公司