一种用于路躁主动控制系统的传递函数估计设备的制作方法

[0001]
本实用新型属于传递函数技术领域，尤其涉及一种用于路躁主动控制系统的传递函数估计设备。


背景技术：

[0002]
路噪主动控制系统(rnc)是一种基于反相声波抵消原理的主动降噪技术，目前主要采用的算法是fxlms算法，主要的路线架构有三种：前馈架构、后馈架构和混合反馈架构，任何一种架构在使用时为了解决反相信号的时延问题，都需要对系统的传递函数进行估计，以确保发出的反相声波能与噪声信号实现等幅反相的条件，从而达到消除或抑制路噪的目的。
[0003]
如图1(a)和图1(b)所示，需要估计的传递函数有两种：1.参考信号传感器与残差麦克风之间的传递函数p(z)；2.扬声器与残差麦克风之间的传递函数s(z)。对于前反馈和混合反馈架构需要同时估计p(z)与s(z)，而对于后反馈架构只需要估计s(z)即可。目前进行传递函数估计的主要方法是构建一个fir滤波器模拟传递函数，然后使用白噪声信号对该滤波器进行离线训练，将得到的滤波器作为传递函数使用。
[0004]
但是上述方法存在一定的问题：
[0005]
1.这种估计方法估计得到的传递函数质量较低，只是一种模拟方法，与系统的实际传递函数相差较大，从而导致整个系统的降噪效果不理想；
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2.这种方法是一种通配型的估计，对于不同车型或者系统的适应性较差，导致整个系统的降噪效果不稳定，尤其是当不同车型间传递特性差异较大。


技术实现要素：

[0007]
本实用新型的目的为提出一种具有提升路噪主动控制系统的适应性和降噪效果的优点的用于路躁主动控制系统的传递函数估计设备。
[0008]
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
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一种用于路躁主动控制系统的传递函数估计设备，包括激振器、加速度传感器、声音传感器、体积声源和数据采集系统，所述数据采集系统用于采集声音传感器、激振器、加速度传感器、体积声源和扬声器发出的信号，并进行处理获取对应的传递函数；所述激振器的力传感器与车轮轴头固定连接，所述加速度传感器设于力传感器一侧用于获取力传感器的相对相位信息；所述声音传感器设于车内，所述体积声源与扬声器连接，所述数据采集系统与体积声源、激振器和声音传感器连接。
[0010]
作为实用新型的进一步设置为：所述声音传感器的数量、位置均与路躁主动控制系统要求对应。
[0011]
作为实用新型的进一步设置为：所述声音传感器设有四个。
[0012]
作为实用新型的进一步设置为：所述加速度传感器通过胶水粘贴于力传感器的一侧，所述力传感器通过胶水粘接于车轮轴头。
[0013]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
[0014]
1、本技术方案通过数据采集系统同步采集声音传感器、激振器和加速度传感器发出的信号，对信号处理以得到该激振器激励点到每个声音传感器之间的声-振频率响应函数；最终依次测得激振器与每个声音传感器之间的声-振频率响应函数，以得到声-振频率响应函数矩阵；然后通过数据采集系统同步采集声音传感器和体积声源发出的信号，并进行处理，得到该体积声源激励点到每个声音传感器之间的声-声频率响应函数，然后依次测的每个扬声器安装点的声-声频率响应函数，以获得声-声频率响应函数矩阵；然后对获取到的声-声频率响应函数矩阵和声-振频率响应函数矩阵分别进行叠加，得到对应的传递函数供不同的路噪主动控制系统架构调用。
[0015]
2、本技术方案将一种基于试验手段的传递函数估计方法应用于路噪主动控制系统中，使用声-振频率响应函数矩阵估计参考信号与残差信号间的传递函数，使用声-声频率响应函数矩阵估计反相声波与残差信号间的传递函数，从而提高传递函数估计的质量，对于不同的车型使用不同的传递函数，从而提升路噪主动控制系统的适应性和降噪效果。
附图说明
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图1(a)为现有技术中路噪主动控制系统中前馈系统的架构图；
[0017]
图1(b)为现有技术中路躁主动控制系统中后馈系统的架构图；
[0018]
图2为本实用新型激振器、声音传感器、体积声源的位置示意图传递函数的获取原理；
[0019]
图3(a)为本实用新型传递函数s(z)的估计方法示意图；
[0020]
图3(b)为本实用新型传递函数p(z)的估计方法示意图；
[0021]
图4为本实用新型传递函数的估计方法流程框图。
[0022]
附图标记说明
[0023]
1、激振器；2、声音传感器；3、体积声源；4、扬声器；5、车轮轴头。
具体实施方式
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为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0027]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]
如图2、图3(a)和图3(b)所示，一种用于路躁主动控制系统的传递函数估计设备，包括激振器1、加速度传感器、声音传感器2、体积声源3和数据采集系统，数据采集系统用于采集声音传感器2、激振器1、加速度传感器、体积声源3和扬声器4发出的信号，并进行处理获取对应的传递函数；激振器1的力传感器粘接于车轮轴头5上，加速度传感器粘接于力传感器一侧用于获取力传感器的相对相位信息；声音传感器2设于车内，体积声源3与扬声器4连接，数据采集系统与体积声源3、激振器1和声音传感器 2连接。
[0029]
其中，声音传感器2的数量和布置位置均与路躁主动控制系统要求对应，在本实施中，声音传感器2设有四个。
[0030]
如图3(a)、图3(b)和图4所示，数据采集系统采集信号并获取传递函数的方法包括以下步骤：
[0031]
s1：获取声-振频率响应函数矩阵；
[0032]
s2：获取声-声频率响应函数矩阵；
[0033]
s3：将获取到的声-声频率响应函数矩阵进行叠加，并将叠加后的结果赋值给s(z)，得到反相声波与残差信号间的传递函数；
[0034]
s4：将获取到的声-振频率响应函数矩阵进行叠加，将叠加后的结果赋值给p(z)，得到参考信号与残差信号间的传递函数；
[0035]
s5：根据不同的路噪主动控制系统架构调用需要的传递函数。
[0036]
其中s1包括：
[0037]
s11：向激振器1输入一个白噪声的猝发随机信号；
[0038]
s12：数据采集系统同步采集声音传感器2、激振器1和加速度传感器发出的信号，对信号处理以得到该激振器1激励点到每个声音传感器2之间的声-振频率响应函数；
[0039]
s13：重复s11和s12，依次测得激振器1与每个声音传感器2之间的声-振频率响应函数，以得到声-振频率响应函数矩阵。
[0040]
s2包括：
[0041]
s21：将体积声源3放置于其中一个扬声器4的安装点，在车内布置声音传感器2；
[0042]
s22：向体积声源3输入一个白噪声的猝发随机信号；
[0043]
s23：数据采集系统同步采集声音传感器2和体积声源3发出的信号，并进行处理，得到该体积声源3激励点到每个声音传感器2之间的声-声频率响应函数；
[0044]
s24：重复步骤s11、s12和s13，依次测的每个扬声器4安装点的声-声频率响应函数，以获得声-声频率响应函数矩阵，在本实施例中，扬声器4设有四个。
[0045]
以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

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