[发明专利]一种用于车辆的主动降噪方法及装置

权利要求书

1.一种用于车辆的主动降噪方法，用于利用前馈ANC控制方法来降低所述车辆在开窗状态下的噪声，其特征在于，包括如下步骤：

在所述车辆的侧围处设置至少一个参考传声器，利用所述参考传声器采集车窗的窗口噪声；

在所述车窗的窗框处设置至少一个控制声源，利用所述控制声源发出用于抵消所述窗口噪声的声音信号；

根据所述参考传声器采集的所述窗口噪声获取参考信号；

将所述参考信号和所述控制声源发出的所述声音信号相互叠加，通过求解所述前馈ANC控制的控制增益，使得所述叠加后的声音信号的声功率最小化；

其中，根据所述参考传声器采集的所述窗口噪声获取参考信号，包括如下步骤：

按照以下公式估算出所述参考信号

其中，表示第i个参考传感器所采集的窗口噪声的声音信号，N表示参考传感器的数量，τ_i表示车外噪声从第i个参考传感器传导到车窗中心的传导时间，t表示时间；

通过求解所述前馈ANC控制的控制增益，使得所述叠加后的声音信号的声功率最小化，包括如下步骤：

定义以下损失函数J(ω)，以评价车外噪声通过车窗传递到车内的声功率，

其中，p_n表示开窗形成的噪声源的声压，表示第i个控制声源发出的声音信号的声压，ρ₀表示空气密度，c表示声速，m表示控制声源的数量，ω表示圆频率；

按照以下公式计算得到第i个控制声源发出的声音信号的声压

其中，k_i表示第i个控制声源针对某一频率的控制增益；G表示自由声场格林函数，其中表示第i个控制声源的位置；q₀表示控制声源的参考强度，其与噪声源的入射声波的幅值相关；

求解所述k_i(ω)的平均数k₀(ω)，以使得所述损失函数J(ω)最小化，从而使得所述叠加后的声音信号的声功率最小化。

2.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述参考传感器与所述车窗具有预设距离。

3.根据权利要求2所述的主动降噪方法，其特征在于，经优化的控制增益向量k₀＝[k₁k₂ … k_m]^T可以表示为k₀(ω)，并按照以下公式求解所述k₀(ω)，

k₀(ω)＝-(∫_sG^H·G|ωρ₀q₀|²dS)^-1(∫_sG^H(jωρ₀q₀)^Hp_ndS)

其中，上标T和H分别表示向量的转置和共轭。

4.根据权利要求3所述的主动降噪方法，其特征在于，按照以下公式求解开窗形成的噪声源的声压p_n，

其中，j表示虚部单位；R表示车窗内表面上某点到半球面上某点的距离；d_t表示玻璃厚度；SW表示车窗开口面积；U_z表示z向的速度分布；

其中，所述半球面能够包覆所述车窗。

5.根据权利要求4所述的主动降噪方法，其特征在于，将所述噪声源的入射波简化为平面波，并以任意角度到达车窗表面，按照以下公式求解z向的速度分布U_z，

其中，k_x、k_y和k_z分别表示x、y和z向的波数，k_x、k_y和k_z的值与入射声波的入射方向有关；p₀表示坐标系(x，y，z)原点的入射平面波幅值。