一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法

本发明属于汽车，具体的说是一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法。

背景技术：

1、随着近年来车辆销量的不断增加以及消费者对车辆nvh性能的重视，驾驶室内的噪声问题逐渐受到关注。其中对乘用车驾驶员来说，如果长期在高噪声的环境下驾驶，容易造成疲劳驾驶的情况，从而增加了发生交通事故的隐患。目前对汽车内部噪声的控制主要采用传统的方式，如采用吸声材料对汽车噪声进行吸收，采用隔声材料对汽车噪声进行隔离，以及采用消音器来减少汽车噪声。这些传统的被动方式对高频率噪声有很好的抑制作用，但因为低频噪声的波长比较长，其在传播介质中的衍射能力很强，所以被动方式对低频率噪声的抑制效果很不理想，特别是对400hz以下的低频噪声的降噪效果十分有限。而与被动噪声控制技术相比，主动噪声控制技术具有主动性和对低频噪声控制效果好的突出优点。

2、道路噪声主动控制技术指对车辆行驶时产生的道路噪声进行主动控制，随着电动汽车的占比不断增长，道路噪声将逐渐成为优化车辆nvh性能的主要关注点。道路噪声主动控制通常采用前馈或者前反馈结合的控制算法，而控制效果的好坏，很大程度上取决于参考信号的选择是否合适。

3、以往参考信号的选取往往是在确定参考信号的合理数量后，再通过枚举法罗列所有可能的参考信号组合，一一求取多重相干系数，最后选择最大的一组参考信号组合来作为主动控制系统的输入参考信号，但这种方法往往极为耗时，并且一旦参考信号数量作出变动，之前的计算就会完全报废。

技术实现思路

1、本发明提供了一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，基于fisher信息矩阵方法，不仅能更高效选取最优参考信号组合，同时也能为参考信号的数量确定提供依据，解决了现有参考信号的选取存在的上述问题。

2、本发明技术方案结合附图说明如下：

3、一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，包括以下步骤：

4、步骤一、采集数据；

5、步骤二、确定要降噪的频率段以及评价指标；

6、步骤三、根据评价指标选取与目标噪声具有最高相干性的初始参考信号，将最高相干性的初始参考信号纳入初始参考信号集；

7、步骤四、计算除初始参考信号集外的其余信号相关于初始参考信号集的多重相干性信息量，挑选具有最大信息量的参考信号列入初始参考信号集；

8、步骤五、重复步骤四，不断更新初始参考信号集，直至将所有参考信号按顺序纳入初始参考信号集中；

9、步骤六、通过初始参考信号集绘出的参考信号数量与多重相干系数关系图以及其他约束条件确定所需输入参考信号数量，从而在初始传感器集中确定需要的参考信号；

10、步骤七、输出最终参考信号选取结果，并将结果输入到主动噪声控制系统中，进行效果验证。

11、进一步的，所述步骤一的具体方法如下：

12、进行实车数据采集试验，获得若干个传感器采集到的n组振动加速度参考信号和麦克风拾取到的m组车内噪声信号。

13、进一步的，所述步骤二的具体方法如下：

14、21)所述要降噪的频率段通过车内采集到的实车噪声的频谱特性、耳听力范围以及所使用的主动降噪控制仪器的频率特性进行选取；

15、22)确定评价指标如下：

16、

17、式中，nf为求解相干系数时频率的离散数量；为第i组参考信号相对于第m组噪声信号的相干系数；splm(f)为第m组噪声信号在频率f处的声压级；

18、的计算公式如下：

19、

20、式中，为第i组参考信号与第m组车内噪声信号之间的互功率谱密度；分别为第i组参考信号与第m组车内噪声信号的自功率谱密度。

21、进一步的，所述步骤四的具体方法如下：

22、41)计算初始参考信号集中的参考信号对车内噪声信号的平均多重相干系数，计算公式如下：

23、

24、式中，为车内噪声信号yj对初始参考信号集x的多重相干系数，由以下公式计算得到：

25、

26、式中，为初始参考信号集x中参考信号与车内噪声信号yj的互功率谱密度矩阵；pxx(f)分别为车内噪声信号与初始参考信号集的自功率谱密度函数；符号(·)h表示矩阵的共轨转置，符号(·)-1表示求矩阵广义逆；

27、42)计算协方差矩阵

28、

29、43)计算除初始参考信号集外的其余参考信号相关于初始参考信号集的多重相干性信息量：

30、

31、式中，为第i组参考信号与对车内噪声信号的平均相干系数；det(·)为矩阵的行列式；

32、44)比较计算出的各组多重相干性信息量，挑选具有最大信息量的参考信号列入初始参考信号集。

33、本发明的有益效果为：

34、1)本发明提供的基于fisher信息矩阵的车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，与传统的枚举法相比，大大减少了时耗，提高了效率；

35、2)运用本发明得到的初始参考信号集做出的参考信号数量与多重相干系数关系图，能够直观的显示不同参考信号数量的多重相干性，可以对要选取参考信号的数量提供确定依据；

36、3)运用本发明可以方便后续主动噪声控制系统中输入参考信号数量的变动；

37、4)评价准则中引入车内噪声信号的声压级因子，增强了噪声信号的主要频率段处的相关性信息。

技术特征：

1.一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法如下：

3.根据权利要求1所述的一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，其特征在于，所述步骤二的具体方法如下：

4.根据权利要求1所述的一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法，其特征在于，所述步骤四的具体方法如下：

技术总结
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种车辆道路噪声主动控制系统的参考信号选取方法。包括：一、采集数据；二、确定要降噪的频率段以及评价指标；三、选取与目标噪声具有最高相干性的初始参考信号；四、挑选具有最大信息量的参考信号列入初始参考信号集；五、更新初始参考信号集，直至将所有参考信号按顺序纳入初始参考信号集中；六、确定所需输入参考信号数量，从而在初始传感器集中确定需要的参考信号；七、输出最终参考信号选取结果，并将结果输入到主动噪声控制系统中，进行效果验证。本发明基于Fisher信息矩阵方法，不仅能更高效选取最优参考信号组合，同时也能为参考信号的数量确定提供依据。

技术研发人员：陈书明,赵永南,徐志成,郏婧青,周政道
受保护的技术使用者：吉林大学重庆研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15