电动汽车车内路噪主动控制技术研究

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电动汽车因缺少了传统内燃机汽车发动机噪声的掩蔽效应,使得车辆在中低速行驶中由轮胎-路面相互作用引起的结构传播噪声变得十分明显,该噪声具有低频、时变、宽带、随机等特性。传统的被动降噪方法在低频降噪效果不明显,采用主动噪声控制方法降低车内路噪成为行业研究的热点。路噪主动控制系统开发的关键问题在于选取高相干性的参考信号以及保证系统在道路行驶中有较好的稳定性。针对这两个问题,本文使用多重相干法和运行工况传递路径分析法分别进行参考信号的选取,并使用泄漏NFx LMS算法来提高路噪主动控制系统对复杂工况的适应性。通过在某电动汽车上进行车内路噪主动控制仿真和实车道路试验,验证所提方法有利于提高参考信号的相干性从而提高系统降噪性能,并且使用泄漏NFx LMS算法有利于提高系统的鲁棒性。首先,应用多重相干法和运行工况传递路径分析法分别进行参考信号的选取,以获得高相干性的参考信号。应用多重相干法时,采用截断奇异值分解法提高多重相干系数的计算精度,并使用遗传算法对多重相干计算结果进行寻优,大大减少寻优的工作量。应用运行工况传递路径分析法时,使用截断奇异值分解法降低噪声影响,使用多参考传递路径分析法解决路径耦合问题,并选取贡献量靠前的路径作为参考信号的布放点。对两种方法选取结果进行了仿真和试验对比,最终确定了量产车型的参考信号传感器布置方案。其次,针对路噪的时变性和随机性,使用泄漏NFx LMS算法提高路噪主动控制系统的稳定性。在Simulink中建立基于Fx LMS算法和基于泄漏NFx LMS算法的多通道车内路噪主动控制系统仿真模型。通过采集实车的底盘振动信号、乘客耳旁噪音信号及车内次级通道信息进行仿真分析,并对仿真模型中的参数进行优化。通过实车稳态工况和非稳态工况下采集的数据进行仿真,对比传统Fx LMS算法与泄漏NFx LMS算法的控制效果。结果表明,在稳态工况下,两种算法具有近似的控制效果;在非稳态工况下,泄漏NFx LMS算法具有更好的鲁棒性。最后,为进一步验证所选取参考信号的有效性及系统的稳定性,本文基于ADSP 21489硬件系统,进行实车车内路噪主动控制道路试验验证。试验结果表明,所提出的参考信号选取方法有利于系统降噪量的提升,所使用的泄露NFx LMS算法能够增强系统的稳定性。系统在50-500 Hz频段总声压级降低了3-5 d B(A),最大峰值降噪量达到18.95 d B(A)。
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