[发明专利]一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法

权利要求书

1.一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定车辆在运行过程中的主要噪声源；

(2)建立车辆声学传递路径模型；

(3)在若干个声源的辐射面周围布置传声器，获取噪声源的体积加速度；

(5)从匀速行驶、全油门加速行驶、发动机怠速运转中选择出能够代表被测汽车车内与车外噪声的运行条件；

(6)测试车辆的噪声信号；

(7)采用声源替代法测试与计算传递函数；

(8)通过迭代法计算出不同噪声源信号的条件功率谱：

(9)将噪声源信号输入车辆声学传递路径模型，获得车内噪声信号在不同工况下的自功率谱计算值，将车内噪声信号的自功率谱计算值视为车内噪声的识别结果。

2.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：步骤(2)中的模型为TPA模型：

其中Q_i为噪声源的体积加速度，T_i为声源到驾驶员右耳处的传递函数，P_cal为汽车上的所有噪声源产生的噪声经过各自的传递路径到达目标点后的声压计算值；n表示噪声源的数量。

3.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：在每个噪声源的辐射表面附近以及驾驶室内均布置传声器，用塑料扎带或3M单面胶固定传声器；部分传声器应选择耐高温传声器；传声器口用海绵球保护；传声器通过转接线连接至数据采集仪，数据采集仪连接至计算机，通过计算机上的信号分析软件，实现对传声器测试信号的记录、分析与计算。

4.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：采用逆矩阵法计算噪声源的体积加速度：

Q(f)＝H⁺(f)P(f)

其中，Q(f)为噪声源的体积加速度矩阵，H(f)为声源与参考点声压之间的传递函数矩阵，式中+表示求矩阵的伪逆，P(f)为参考点声压矩阵；

将上述矩阵写为扩展后的形式：

其中Q_i(f)为噪声源i的体积加速度，H_ji(f)为噪声源i与参考点j之间的传递函数，p_j(f)为参考点j处的声压，v为参考点的数量，n表示噪声源的数量，j∈v，i∈n。

5.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：所述步骤(6)中测试得到的噪声源声压信号采用逆矩阵法可得到噪声源的激励。

6.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：步骤(6)中，在传感器布置完毕后，将车辆运行至选择的工况，在信号分析软件上设置采样频率和频率分辨率，采样频率的大小至少为所关注的最大频率的两倍，频率分辨率根据测试时间来确定，采集车辆的车外噪声信号与车内噪声信号时，每种工况至少采集3组有效数据，每组数据的测量值之间不能超过3dB。

7.根据权利要求1所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：所述步骤(7)中采用点声源来代替真实的车辆噪声，将点声源与车内目标点之间的传递函数视为单一噪声源与车内目标点之间的传递函数。

8.根据权利要求7所述的基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，其特征在于：传递函数的计算采用H₁估计法，H₁估计法的计算公式为：

式中X为输入信号，Y为输出信号，S_xx为输入信号的自功率谱，S_xy为输入信号与输出信号的互功率谱；首先计算出输入与输出信号的互功率谱以及输入信号的自功率谱，再计算互功率谱与自功率谱的比值即可得到输入与输出信号之间的传递函数H。