[发明专利]高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统及方法

说明书

本发明涉及高速列车噪声主动控制技术领域。其目的在于提供一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统及方法。本发明公开了一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统，包括噪声播放模拟装置、参考噪声传感器、噪声主动控制装置、次级声源播放器和误差噪声传感器。还提供了一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验方法：噪声播放模拟装置对噪声进行测试处理，实现噪声源的动态模拟；噪声主动控制装置通过参考噪声传感器接收参考噪声，并将其转化为与其相位相反的次级声源，实现噪声的主动控制；误差噪声传感器接受参考噪声及次级声源，并对比处理、输出噪声主动控制后的误差信号。本发明能够方便地测试和验证不同特性参考噪声的主动降噪性能。

技术领域

本发明涉及高速列车噪声主动控制技术领域，特别是涉及一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统及方法。

背景技术

高速列车为人们的方便出行做出了必不可少的贡献。然而，高速列车在高速运行条件下会产生多种噪声，如轮轨作用加强、振动加剧诱发的强轮轨噪声，列车外表面与气流相互作用诱发的强气流噪声，供电系统诱发的电气噪声等，这些多源噪声相互叠加，沿着驾驶舱的车窗、车门、舱壁板以结构声、空气声的方式传递到驾驶员，对驾驶员的身心健康极为不利，严重影响高速列车的安全驾驶。因此，降低驾驶舱内驾驶员人耳附近的局域噪声显得特别必要和紧迫。

降噪技术主要分为主动降噪和被动降噪。目前，在高速列车驾驶舱内，通常采用被动降噪方式，通过选用高性能隔声材料、优化隔声结构等，对中高频噪声(800-20000Hz)具有理想的隔声效果，而低频噪声则难以消除。相对被动降噪，主动降噪能很好消除低频噪声(20-800Hz)，从而与被动降噪形成消噪的频段互补。主动降噪技术在汽车、管道、耳机等领域得到了充分的发展和成功的应用，但在针对高速列车驾驶舱内驾驶员人耳附近局域的主动降噪技术的研究极少，目前还没有成熟可靠的技术产品。因此，采用主动降噪技术来消除高速列车驾驶员附近局域噪声是技术特性的必然。

如何将主动降噪技术与高速列车噪声声场特点、结构特点有机结合，开发出高可靠、高性能的高速列车驾驶舱局域降噪系统是目前迫切需要解决的工作。其中，高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统的开发，是主动降噪系统与产品开发的基础，是将主动降噪技术与高速列车噪声声场特点相结合的可行性、适应性试验测试平台，也是控制系统、控制方法和相关软硬件调试与验证的试验平台。

因此，有必要研究一种能够方便测试和验证不同特性参考噪声的主动降噪性能的高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统及方法。

发明内容

本发明提供了一种能够方便测试和验证不同特性参考噪声的主动降噪性能的高速列车驾驶舱局域主动降噪系统及方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验系统，包括噪声播放模拟装置，所述噪声播放模拟装置通过参考噪声传感器与噪声主动控制装置相连，所述噪声主动控制装置与次级声源播放器相连，所述噪声播放模拟装置通过主通道与误差噪声传感器连接，所述次级声源播放器通过次级通道与误差噪声传感器连接。

本发明还提供了一种高速列车驾驶舱局域主动降噪试验方法，包括以下步骤：

S1:在高速列车运行条件下，噪声播放模拟装置接收并处理高速列车不同位置的实测噪声，确定噪声的主声源，将该声源转换为参考噪声，实现噪声源的动态模拟；噪声播放模拟装置通过主通道将参考噪声传递到误差噪声传感器；

S2:参考噪声传感器接收参考噪声并将其转化为参考噪声电信号，然后将参考噪声电信号传送至噪声主动控制装置；

S3:噪声主动控制装置推定主通道、次级通道的传递函数，完成系统初始化；噪声主动控制装置接收参考噪声电信号，将其转化为与参考噪声相位相反的次级声源电信号后传送到次级声源播放器；