[实用新型]一种基于总线网络的车辆主动噪声控制系统综合实验装置

说明书

本实用新型涉及实验装置技术领域，公开了一种基于总线网络的车辆主动噪声控制系统综合实验装置,包括模拟轨道车场环境的车辆系统、模拟噪声源的初级声源系统、主动消声的次级声源系统、至少两个次级通道传感器以及主动噪声控制分析主机；所述次级声源系统与次级通道传感器均设置于车辆系统内；所述主动噪声控制分析主机通过总线实现对初级声源系统、次级声源系统以及次级通道传感器的控制。本实用新型能用于主动噪声控制算法调试与验证、整体系统测试与实验，操作便捷、效率高。

技术领域

本实用新型涉及实验装置技术领域，更具体地，涉及一种基于总线网络的车辆主动噪声控制系统综合实验装置。

背景技术

近年来，随着我国高速列车制造技术水平不断提高，列车运行速度快速提升，轨道交通车辆在满足动力性要求后，舒适性要求也逐渐提高到同等地位，而噪声控制水平是衡量车辆舒适性的关键指标之一。

城市轨道交通领域中，隧道空间使得噪声主观感受更为强烈。无论是乘客，还是地铁运营单位对于列车噪声问题的抱怨也逐渐显现。特别是在地铁开通时间久、线路和车辆老化的城市，轮轨和车辆噪声问题更加突出。而这些噪声通过一般的传统的被动噪声控制方法或产品难以消除或者成本过高。

传统的轨道交通车辆噪声控制多采用被动噪声控制(或称为无源噪声控制)。被动噪声控制主要是采用隔声、吸声、隔振、阻尼减振等方法，利用材料属性或结构特性来降噪，该方法对控制中高频噪声较为有效，早期物理实现方便，但是存在对低频噪声的控制效果不明显，噪声诊断及定位周期较长，特别是对于已经设计定型的车辆系统，通过结构和材料优化来降噪的过程非常复杂的问题。

由此，主动噪声控制(或称为有源噪声控制)得以发展。主动噪声控制是指在特定空间实时产生与噪声源在该处噪声频率相同、幅值相等而相位相反的二次声，使其与源噪声叠加相消以实现降噪。该方法具有低频噪声控制效果好、不受限于噪声激励及诊断的优点。主动噪声控制系统一般包括两个大的部分：控制器部分和声振部分。控制器主要对参考信号和误差信号进行处理，输出驱动信号，驱动次级声源。声振主要包括次级声源(即电声器件等)、初级通道传感器(即参考传感器)和次级通道传感器(即误差传感器)。主动噪声控制方式又可以概分为前馈控制方式、反馈控制方式以及混合控制方式等。

然而，无论采用何种控制方式或方式组合，均需要对设计的主动噪声控制算法及系统的真实降噪效果进行测试及验证。对于噪声传感器以及受控次级声源数量增多，大量数据的接入、传输及控制问题需要解决。现有试验技术一般仅能利用Matlab/Simulink和dSPACE等做算法或半实物仿真，而这种仿真分析系统往往存在较大局限性，不能完全真实地反映实际应用时的效果。若是直接在实际应用中到车辆现场进行效果验证，现场调试不仅过程复杂、效率低，而且成本高、可重复性差。此外，目前也没有专门应用于车辆主动噪声控制的实验装置。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于总线网络的车辆主动噪声控制系统综合实验装置。本实验装置能用于车辆主动噪声控制算法调试与验证、整体系统测试与实验。

提供一种基于总线网络的车辆主动噪声控制系统综合实验装置，包括模拟轨道车场环境的车辆系统、模拟噪声源激励的初级声源系统、主动消声的次级声源系统、至少两个次级通道传感器以及主动噪声控制分析主机；所述次级声源系统与次级通道传感器均设置于车辆系统内；所述主动噪声控制分析主机通过总线实现对初级声源系统、次级声源系统以及次级通道传感器的控制。

本方案中，车辆系统模拟实际车辆环境，初级声源系统模拟车辆及周围环境噪声，由次级通道传感器采集车辆内部中的噪声信息，并通过总线反馈给主动噪声控制分析主机进行主动噪声算法控制，输出噪声抵消信号给次级声源系统，次级声源系统发出抵消声频消除噪声，并由主动噪声控制分析主机测试并显示控制结果。