[发明专利]一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法

说明书

本发明公开了一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，包括以下步骤：确定车辆在运行过程中的主要噪声源；建立车辆声学传递路径模型；确定传声器的布置方案，布置传声器；确定车辆的测试工况；测试车辆的噪声信号；采用声源替代法测试噪声源与车内目标点之间的传递函数；采用条件功率谱消除噪声源信号间的串扰；根据传递路径分析模型计算得到车内噪声能量的频谱分布。本发明具有以下积极效果：1)根据所确定的传感器布置方案，所测试的车外噪声信号与车内噪声信号之间的相干性较强，表明传感器所测试的噪声信号较为完整的反映了车辆噪声源所产生的噪声，为后续车辆的噪声测试方案提供了参考依据。

技术领域

本发明涉及汽车声学系统的分析与优化设计领域，特别涉及一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法。

背景技术

车内噪声水平是影响汽车乘坐舒适性的重要因素之一，汽车的车内噪声是由汽车上多个噪声源经过不同的传递路径后抵达车内后叠加形成的。为了更好的检测和解决汽车的噪声问题，需要综合考虑汽车各部位上的噪声源以及噪声源到车内驾驶室之间的传递路径，分别从源和传递路径的角度分析影响车内噪声的因素。在实际的工程实践中，常采用传递路径分析法，通过试验测试的噪声源声压信号与传递路径，根据逆矩阵法计算得到噪声源的激励，再基于所建立的传递路径分析模型，将噪声源的激励与传递函数在频域相乘得到每个噪声源对车内噪声的能量贡献，再将不同噪声源的能量贡献叠加，得到车内的噪声能量在频域上的分布。

通过将计算得到的车内噪声能量与测试得到的车内噪声能量进行对比来验证所提出模型的正确性(一种消除串扰的振动传递路径测试方法)，当车内噪声能量的计算值与测试值越接近则表明模型的精度越高，较高的模型精度对于分析汽车的声学特性与声学性能改进具有重要意义。

要提高模型的精度，首先必须消除噪声信号之间干扰。由于测试信号之间存在较强的相干性，对计算结果影响较大，因此在计算前先要对信号进行去相干处理。目前消除信号相干性常用的方法是偏相干分析法，通过偏相干分析法计算得到信号的条件功率谱，再将信号的条件功率谱带入到模型中来识别车内噪声。

发明内容

本发明考虑了汽车上产生噪声的主要部位，将这些部位视为汽车上的噪声源，将车内驾驶员右耳处的噪声视为由车外噪声源激励引起的响应，基于噪声源的噪声激励与车内噪声响应，建立了汽车的声学传递路径分析(TPA)模型。根据测试中得到的噪声源的声压响应与近场声学传递函数，采用逆矩阵法识别出了噪声源的激励。根据噪声源的激励与远场声学传递函数，将其带入到TPA模型可以计算出车内噪声的能量分布，实现对车内噪声的识别。在计算噪声源的激励时，为了降低测试信号中的串扰造成的计算误差，采用偏相干分析计算出工况信号的条件功率谱来进行车内噪声的识别。通过与车内噪声的测试值对比，识别结果与测试值之间的误差较小，表明所采用的模型精度较高，有利于后期对车辆声学系统的分析与改善。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种基于条件功率谱分析的车内噪声识别方法，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。