[发明专利]基于遗传算法自动优化参数的主动降噪系统

说明书

本发明提供一种基于遗传算法自动优化参数的主动降噪系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括笔记本电脑、主动降噪控制器、误差麦克风、控制喇叭和CAN接口连接器；软件部分包括数据处理系统和人机界面，其中数据处理系统包括参数设置模块、麦克风校准模块、数据采集模块、数据处理模块、次级通道建模模块、数据存储模块、车内声场仿真模块、参数自动优化模块和主动降噪实验模块；次级通道建模模块用于计算单个控制喇叭对应多个误差麦克风的次级通道的系数组；车内声场仿真模块用于仿真计算每个误差麦克风位置的噪声信号；本发明对主动降噪实验可节约调试时间，提高工作效率。

技术领域

本发明属于主动噪声控制领域，尤其涉及一种基于遗传算法自动优化参数的主动降噪系统。

背景技术

目前，车内的低频噪声主要来源于发动机的阶次噪声。主动降噪技术具有低频噪声控制效果好，系统小、重量轻、易于控制等优点，越来越受到人们的重视，在降低车内低频噪声中逐渐被应用。基于声场的线性迭加原理，主动降噪技术是通过人为附加的次级声源产生与初级声源声波幅值相等、相位相反的声波，两个声波在空间相互抵消，从而达到降低噪声的目的。

为了在车内实现全区域的主动降噪效果，工程师们往往采用多通道主动降噪系统，该系统会涉及更多的控制参数，因此在进行整车多通道主动降噪实验时，工程师们需要反复地进行实验调试，寻找一套最优的主动降噪控制参数组，以达到全区域的降噪效果。这种方法不仅浪费时间、人力，并且基于实验经验也很难保证全部的控制参数都能达到最优，以满足最佳的噪声控制效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于遗传算法自动优化参数的主动降噪系统，可以在进行整车主动降噪实验前自动计算最优的主动降噪控制参数组，从而节约了调试时间，提高了工作效率。相比较通过实验经验获得的主动降噪控制参数组，本发明计算得到的最优主动降噪控制参数组的降噪效果更好，为开发车内主动降噪产品提供技术指导。本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种基于遗传算法自动优化参数的主动降噪系统，包括硬件部分和软件部分，

硬件部分包括笔记本电脑、主动降噪控制器、误差麦克风、控制喇叭和CAN接口连接器，其中主动降噪控制器包括DSP控制芯片、音频解码芯片、片外存储模块、CAN总线模块、功率放大模块、麦克风信号接收模块、音频输出模块和电源模块；

软件部分是二次开发的程序，包括数据处理系统和人机界面，其中数据处理系统包括参数设置模块、麦克风校准模块、数据采集模块、数据处理模块、次级通道建模模块、数据存储模块、车内声场仿真模块、参数自动优化模块和主动降噪实验模块；

主动降噪控制器分别与笔记本电脑、误差麦克风、控制喇叭和CAN接口连接器相连，CAN接口连接器另一端接在汽车OBD接口上，用于获取CAN信息；

次级通道建模模块采用改进的LMS算法，可以同时计算单个控制喇叭对应多个误差麦克风的次级通道的系数组；

主要步骤为：

S1)首先选定一个控制喇叭，如第j个控制喇叭；

S2)确定次级通道建模所需的滤波器阶数M，则第j个控制喇叭对应第i个误差麦克风的次级通道的系数为：

W_ji(n)＝[w_ji(1),w_ji(2),...,w_ji(M)]

上式中：i表示第i个误差麦克风；

S3)确定次级通道建模所需的步长因子μ和迭代次数N；

S4)DSP控制芯片生成随机的白噪声信号序列X_j(All)