[发明专利]一种基于混合反馈架构的路躁主动控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于混合反馈架构的路躁主动控制系统及方法，包括多个加速度传感器、多个扬声器、多个麦克风及主动控制单元，加速度传感器分别安装于前轴两端及后轴两端，用于获取由于路面激励导致的轴头加速度信号，麦克风分别安装于驾驶员或成员的头部位置，用于同步实时获取车内的噪声信号，每个车门上均安装有扬声器，同时，在商用车的驾驶室前部安装有多个扬声器，用于同步释放与路面噪声等幅反相的声波，本申请通过加速度传感器获取的激励信号，麦克风实时获取的噪声信号，再将两路信号输入主动控制单元，主动控制单元通过对两路信号进行分析处理后，输出给扬声器一个与车内噪声等幅反相的声波，从而实现路面噪声的消除或抑止。

技术领域

本发明属于噪声控制技术领域，尤其涉及一种基于混合反馈架构的路躁主动控制系统及方法。

背景技术

路面噪声是汽车噪声的主要来源之一，其激励产生的原因是轮胎与路面的相互作用，路面噪声的传递路径主要有空气传播和结构传播，空气传播的噪声(300Hz声学成分)可以通过声学包装来隔绝，但是结构传播的噪声(300Hz声学成分)却不能被消除，尤其对于新能源车辆，由于没有了发动机噪声的掩蔽效应，通过结构传播的路噪变得愈加恼人。

基于以上原因，路面噪声的主动控制技术被提出，其基本原理就是通过扬声器播放与路面噪声信号等幅反相的声波，从而达到消除或减弱结构传播路噪的目的，针对不同的噪声信号特征，已经有多种主动控制算法和相应的系统被提出，主流的系统架构包括基于前反馈的主动控制系统和基于后反馈的主动控制系统，前反馈系统架构主要适用于参考输入信号与车内噪声强相关的控制问题，后反馈系统架构主要是适用于窄带信号控制问题。

但是低频路噪既有特征明显的窄带信号特征，同时又具有宽幅能量分布特征，当单独使用前反馈系统架构时，会出现非模态相关频率成分的衰减幅值较小的问题，当单独使用后反馈系统架构时，会出现路噪主成分识别精度较差的问题，使得路噪主动控制系统的降噪效果并不理想。

发明内容

本发明的目的一能够提供立一种基于混合反馈架构的路噪主动控制系统，通过安装在轴头位置的加速度传感器实时获取来自路面的激励信号，安装在驾驶员及乘员耳旁的麦克风实时获取车内噪声信号，再将两路信号输入主动控制单元，主动控制单元通过对两路信号进行分析处理后，输出给扬声器一个与车内噪声等幅反相的声波，从而实现路面噪声的消除或抑止。

为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于混合反馈架构的路躁主动控制系统，包括多个加速度传感器、多个扬声器、多个麦克风及主动控制单元；

所述加速度传感器分别安装于前轴两端及后轴两端，用于获取由于路面激励导致的轴头加速度信号，作为前反馈信号x(n)；

所述麦克风分别安装于驾驶员或成员的头部位置，用于同步实时获取车内的噪声信号，作为残差信号e(n)；

每个车门上均安装有扬声器，同时，在商用车的驾驶室前部安装有多个扬声器，用于同步释放与路面噪声等幅反相的声波，该信号为y(n)。

作为发明的进一步说明：所述主动控制单元包括数据采集系统、DSP离散信号处理模块及滤波器单元，所述滤波器单元包括前反馈自适应滤波器A(z)和后反馈自适应滤波器C(z)，所述主动控制单元采用FXLMS算法，该算法通过实时在线调整A(z)和C(z)的权数向量矩阵，使残差信号e(n)的平均势能最小。

作为发明的进一步说明：所述加速度传感器至麦克风之间的传递函数为P(z)，所述扬声器至麦克风之间的传递函数为S(z)，在所述前反馈部分及后反馈部分均安装有滤波器用于模拟传递路径S(z)带来的影响。

作为发明的进一步说明：所述前反馈自适应滤波器A(z)的自适应调整采用LMS算法，输入信号为前反馈参考信号和残差信号e(n)。