[发明专利]初级通道前馈-反馈混合在线建模的车内路噪控制方法

说明书

在传统滤波x最小均方(Filtered‑x Least Mean Square,FxLMS)算法原次级通道基础上添加估计的初级通道和次级通道的逆。其中初级通道在线建模具有前馈‑反馈控制特征，能够自动辨识初级通道变化。次级通道的逆采用在线建模以抵消次级通道对次级噪声特性的影响。在沥青路、石砖路和石渣路三种路面采集实车振动和噪声信号，并以四个车轮的轮芯及对应悬架的振动信号作为参考信号，对主驾驶头枕处麦克风采集的初级噪声进行控制。在上述三种路况的路噪控制中，改进算法在降噪量和收敛速度上均优于FxLMS算法的同时，还能对实际初级通道高精度跟踪估计，使该算法具有一定的通用性。

技术领域

本发明属于振动噪声主动控制技术领域，具体涉及车内路噪控制中初级通道在线建模方法。

背景技术

噪声已经成为现代社会环境主要污染源之一。噪声不仅给人带来生理及心理健康隐患，而且给工业设备带来安全隐患。在汽车工业领域，消费者对汽车声品质日渐提高的要求和因节能而应用更多更薄的结构件导致噪声加大均对车内噪声控制提出挑战。尤其是随机路噪控制问题，目前国内汽车企业对其难以有效解决。

传统被动噪声控制技术对300Hz以下的低频路噪控制效果较差，而主动噪声控制技术则对路噪有较好控制效果。传统滤波x最小均方(Filtered-x Least Mean Square,FxLMS)算法的思想是通过迭代使次级路径输出信号与初级通道输出信号等值相反。若迭代初始时刻次级路径系统特性就已经与初级通道相同，算法将具有很好降噪性能。故可考虑在次级路径引入初级通道估计与次级通道的逆，使次级路径特性与初级通道相同,则算法将具有比传统FxLMS算法更好的降噪性能。然而，由于车辆零部件众多，不同车辆上相同零部件固有频率和阻尼可能存在差异，导致系统特性不同，使得初级通道产生差异；即使同一车型的车辆之间噪声特性差异也可能会达到10-15dB的声压级。这种差异将削弱传统FxLMS算法的降噪效果。虽然近年来引入初级通道估计的FxLMS改进算法已经在室内和耳机两种降噪场合取得较好降噪效果，但这些改进算法中的初级通道估计在迭代过程中是固定不变的。如果算法应用于不同的车辆(包括型号相同的车辆)，则实际初级通道将发生变化，导致初级通道估计误差增大，从而造成噪声控制效果下降甚至恶化。故设计一个能高精度跟踪估计初级通道特性的初级通道估计子系统，其在初级通道特性变化的情况下，仍然能够保持算法较好的控制性能，即改进算法适用于不同初级通道的场合，具有一定的通用性。

本申请针对实际初级通道变化问题，发明了一种具有前馈-反馈混合控制特征的初级通道在线建模技术。该子系统通过误差信号和权值更新来估计初级通道系统特性，若初级通道系统特性发生变化，误差信号和权值更新也会发生变化，所建模的初级通道随之发生相应变化。因此初级通道在线建模子系统能跟踪估计初级通道系统特性变化，提高算法鲁棒性和控制性能。

发明内容

技术问题：目前，国内汽车企业对车内低频路噪控制问题难以解决。尽管主动噪声控制技术相对被动噪声控制技术更适合解决该问题，但仍然存在诸多技术难题。初级通道变化导致主动噪声控制效果降低为其中待解决难题之一。本发明提出一种具有前馈-反馈混合控制特征的初级通道在线建模技术，能够对初级通道高精度跟踪估计，使得控制算法具有良好的控制性能并兼具一定的通用性。

技术方案：定位于解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下。

一种具有前馈-反馈混合控制特征的初级通道在线建模技术，其特征在于：