CN113291248B - 一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统 - Google Patents

一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统。方法包括根据采集的多个振动信号，经信号前处理后生成第一参考信号；根据采集的发动机转速信号和需要控制的噪声阶次，经信号前处理后生成第二参考信号；针对道路噪声和发动机噪声设立解耦分列的宽带和窄带自适应控制器。其中宽带自适应控制器接收经滤波的第一参考信号和经解耦的道路残余噪声更新系数；窄带自适应控制器接收经滤波的第二参考信号和经解耦的发动机残余噪声更新系数；利用两种控制器输出信号之和驱动次级扬声器在车内座椅头枕处产生次级声源实现降噪。与传统方法比较，本发明消除了两种噪声同步控制下的耦合关系，得到了更好的降噪效果。

Description

一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统
技术领域
本发明涉及了一种噪声主动控制系统和方法，尤其是涉及了一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统和方法。
背景技术
汽车车内噪声主要由发动机噪声、道路噪声和风激励噪声三部分组成。车内噪声控制方法主要分为被动控制和主动控制。其中被动控制主要通过物理方法实现，如增大汽车车身材料结构阻尼、在车厢内布置吸声材料等，但是随着近年来汽车厂商对经济性和轻量化的要求不断提高，被动控制的方法饱受诟病。噪声主动控制则是利用次级声源来实现对车内噪声的控制，越来越受到厂商的关注，同时由于近年来计算机技术、信号处理技术、电子技术的发展，为主动控制的实现解除了硬件系统的制约，使得噪声主动控制技术得到了极大的发展，促进了后续研究工作的开展。
车内噪声主动控制技术的应用主要是针对于发动机噪声和道路噪声。发动机噪声主动控制系统采集的参考信号一般为发动机转速信号，通过设计陷波滤波器系数驱动车门或头枕扬声器，针对发动机的阶次噪声进行消除。道路噪声主动控制系统采集的参考信号一般为车轮或悬架处的振动加速度信号，由单轴或三轴式振动加速度传感器采集，利用前馈式算法设计滤波器，针对道路宽频噪声进行消除。
现有的发动机噪声控制系统和道路噪声控制系统大多数是独立运行的，即车内噪声主动控制系统仅针对发动机噪声或者道路噪声进行控制。但是为了实现车厢内部噪声的有效控制，往往需要对发动机的阶次噪声和道路噪声同步进行控制。申请号为201680059242.5的专利公布了一种发动机阶次和道路噪声控制的系统，根据从车辆结构元件获取的路噪信息生成第一感测信号，根据检测的发动机谐波信息生成第二感测信号，将两组信号组合输入宽频的自适应控制器中产生次级信号，以抵消两种噪声。但这种噪声主动控制算法，假设道路噪声和发动机噪声到误差麦克风处的传递函数一样，新的感测信号是由发动机阶次和道路噪声感测信号组合后生成的，因此两种噪声控制过程中存在着耦合。在自适应控制算法，针对阶次噪声、道路噪声通常需要选择不同的收敛系数，因此上述系统中两种噪声同步控制下的耦合关系，将影响到整个控制系统的降噪性能。
发明内容
本发明的目的是解决汽车发动机和道路噪声同步主动控制下的耦合关系，而设计的一种多通道解耦分列的噪声主动控制方法和系统，实现汽车发动机阶次噪声、道路噪声的分列控制。
本发明引入了解耦分列式控制，设计构建了多通道解耦分列的控制方法，以及设计针对汽车发动机和道路噪声的多通道解耦分列的主动控制系统。
本发明的技术方案包括：一种多通道解耦分列的噪声主动控制方法，包括：采集车轮轮毂内侧的多个振动加速度信号，生成第一参考信号矢量xR(n)；采集发动机转速信号和根据需要控制的发动机噪声阶次，生成第二参考信号矢量xE(n)；采集车内座椅头枕处经控制后的残余噪声信号，生成误差信号矩阵e(n)；宽带自适应控制器WR(n)接收经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)更新系数，更新基于道路噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)；窄带自适应控制器WE(n)接收经滤波的第二参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)更新系数，更新基于发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)；所述的次级扬声器的控制信号uR(n)和uE(n)组合后生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)；以及扬声器在误差传声器处发出次级信号y(n),与主级噪声d(n)进行抵消。
可选的，所述的第一参考矩阵xR(n)具体为：
xR(n)＝[xR1(n),xR1(n)…xRK(n)]T，其中K为采集的振动加速度信号个数。
可选的，所述的第二参考矩阵xE(n)具体为：
xE(n)＝[sin(2πf1n),cos(2πf1n)…sin(2πfZn),cos(2πfZn)]T，其中fz为要控制的频率，主要是跟发动机转速相关的阶次频率，Z为要控制的单个频率数目。
可选的，所述的误差信号矩阵e(n)具体为：
e(n)＝[e1(n),e2(n)…eL(n)]T，其中L为采集的残余噪声信号个数。
可选的，所述的经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)，可以表示为：
Figure BDA0003082487390000021
其中rRl(n)＝[rRl11(n),rRl12(n)…rRl1K(n),rRl21(n)…rRlMK(n)]T，M为次级扬声器的个数，rRlmk(n)由第k个振动加速度信号经第m个次级传声器到第l个误差麦克风之间传递函数的估计值滤波得到：
Figure BDA0003082487390000022
其中I为设定的传递函数阶数。
可选的，所述的经滤波的第一参考信号矩阵RE(n)，同理可以表示为：
Figure BDA0003082487390000031
其中rEl(n)＝[rEl11(n),rEl12(n)…rEl1(2Z)(n),rEl21(n)…rRlM(2Z)(n)]T
可选的，所述的经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)为接收的误差信号矩阵e(n)减去基于发动机噪声控制产生的次级通道抵消信号。其中发动机噪声控制产生的次级通道抵消信号为发动机噪声控制信号uE(n)经估计的传递函数矩阵
Figure BDA0003082487390000032
滤波生成，可以表示为：
Figure BDA0003082487390000033
其中
Figure BDA0003082487390000034
Gl包含了所有M个次级传声器到第l个误差麦克风估计的传递函数。
Figure BDA0003082487390000035
uE(n)∈CMI×1，uEm(n)包含了M个次级扬声器在当前及I-1之前时刻的发动机噪声控制信号。
可选的，所述的经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)为接收的误差信号矩阵e(n)减去基于道路噪声控制产生的次级通道抵消信号。其中道路噪声控制产生的次级通道抵消信号为道路噪声控制信号uR(n)经估计的传递函数矩阵
Figure BDA0003082487390000036
滤波生成，同理可以表示为：
Figure BDA0003082487390000037
Figure BDA0003082487390000038
其中uRm(n)＝[uRm(n),uRm(n-1)…uRm(n-I-1)]T
可选的，所述的宽带滤波器WR(n)系数的更新可以表示为：
Figure BDA0003082487390000039
其中aR为宽带滤波器收敛因子，通过调试的方法得到。
可选的，所述的窄带滤波器WE(n)系数的更新同理可以表示为：
Figure BDA00030824873900000310
其中aE为窄带滤波器收敛因子，通过调试的方法得到。
可选的，初始时刻时，次级扬声器控制信号矩阵uR(n)和uE(n)均为零矩阵。
可选的，所述的道路噪声控制信号矩阵uR(n)的更新可以表示为：
uR(n+1)＝W′R(n+1)x′R(n)
其中矩阵W′R∈CM×KI，由矩阵WR(n)分解变换得到，x′R(n)∈CKI×1，包含了在当前及I-1之前时刻第一参考信号矩阵；
可选的，所述的发动机噪声控制信号矩阵uE(n)更新同理可以表示为：
uE(n+1)＝W′E(n+1)x′E(n)
其中矩阵W′E∈CM×(2Z)I，由矩阵WE(n)分解变换得到。x′R(n)∈C(2Z)I×1，包含了在当前及I-1之前时刻的第二参考信号矢量；
可选的，所述的总的控制信号矩阵uT(n)，可以表示为：
uT(n)＝uR(n)+uE(n)
可选的，所述的次级信号矢量y(n)可以表示为：
y(n)＝Gm(n)uT(n)，y(n)∈CL×1
其中Gm(n)为M个次级扬声器和L个误差麦克风之间真实的传递函数矩阵。可选的，所述的主级噪声d(n)为当次级扬声器不工作时，误差传声器测得的噪声信号；
本发明的技术方案包括：一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统：包括信号采集系统、信号前处理系统、自适应控制系统、信号后处理系统、次级扬声器发声系统。所述信号采集系统，用于采集车轮轮毂内侧的多个振动加速度信号、发动机转速信号、车内座椅头枕处经控制后的残余噪声信号；所述信号前处理系统，对信号采集系统采集的信号进行前处理；所述自适应控制系统，对经过信号前处理系统处理后的参考信号和误差信号进行运算，生成原始的次级声源控制信号输入信号后处理系统；所述信号后处理系统，对原始的次级声源控制信号进行升采样、低通滤波，将经低通滤波后的数字次级声源控制信号转换为模拟信号；所述次级扬声器发声系统，根据信号后处理系统处理后的次级声源控制信号，发出次级声源。
可选的，所述的信号采集系统由光电式转速传感器、多个三轴式振动加速度传感器、误差传声器组成。在发动机侧，布置于正时皮带轮附近的光电式转速传感器，实时探测正时皮带轮的转速并采集TTL信号；布置在四个车轮轮毂内侧的三轴式振动加速度传感器采集由道路激励产生的实时车轮振动加速度信号；布置于车内五个座椅头枕处的误差传声器采集乘员人耳附近噪声控制后的实时残余噪声。
可选的，所述的信号前处理系统由TTL信号调理器、A/D转换器、降采样模块、数字高通滤波器、抗混叠滤波器组成。TTL信号调理器，对光电式转速传感器采集得到的TTL信号进行调理和整形，以得到发动机的准确转速信号；A/D转换器，以44K Hz的采样频率将采集的实时振动加速度信号和误差信号转换为数字信号；抗混叠滤波器，对采集的振动和误差信号进行500Hz低通滤波；降采样模块，对经低通滤波后的振动和误差信号进行降采样至2kHz；数字高通滤波器，对降采样后的数字信号进行30Hz的高通滤波，以消除轮胎和结构共振产生的低频成分对系统带来的干扰。具体的，信号前处理系统输出经前处理的第一参考信号矩阵RR(n)、经前处理的第二参考信号矩阵RE(n)和经前处理的误差信号矩阵e(n)。
可选的，所述的自适应控制系统由DSP处理器组成。自适应控制系统对误差信号矩阵e(n)进行解耦获得道路残余噪声矩阵eR(n)和发动机残余噪声矩阵eE(n)，自适应控制系统的宽带自适应控制器WR(n)接收经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)更新系数，更新基于道路噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)；自适应控制系统的窄带自适应控制器WE(n)接收经滤波的第二参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)更新系数，更新基于发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)；次级扬声器的控制信号uR(n)和uE(n)组合后生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)输入信号后处理系统。其中DSP处理器和信号前处理系统、信号后处理系统之间通过SPI协议进行信号的传输。
可选的，所述的信号后处理系统由升采样模块、重构滤波器、D/A转换器组成。升采样模块，对原始的次级声源控制信号进行升采样至44k Hz；重构滤波器，对升采样后的次级声源控制信号进行500Hz低通滤波；D/A转换器，将经低通滤波后的数字次级声源控制信号转换为模拟信号。
所选的，所述的次级扬声器发声系统由全频车门扬声器、低频扬声器、功放组成。信号后处理系统处理后的次级声源控制信号，通过功放，控制四个全频车门扬声器和置于汽车后部的一个低频扬声器发出次级声源，对误差传声器处噪声进行抵消。本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
利用多通道解耦分列式噪声主动控制算法对汽车发动机和道路噪声进行分列控制，避免了两种噪声同步控制下的耦合关系，可以对两种噪声进行针对性的控制，优化了整个控制系统的降噪性能。
附图说明
图1为本发明的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法示意图。
图2为本发明的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统示意图。
图3为本发明的信号前处理系统示意图
图4为本发明的信号后处理系统示意图
图5为实施案例中应用本发明后的噪声主动控制系统降噪性能示意图。
图中标识为：1发动机，2正时皮带轮，3光电式转速传感器，4a、4b、4c、4d均为布置在四个车轮轮毂内侧的三轴式振动加速度传感器，5a、5b、5c、5d、5e均为布置在五个座椅头枕处的误差传声器，6功放，7a、7b、7c、7d为四个全频车门扬声器，7e为置于汽车后部的一个低频扬声器，8 A/D转换器，9抗混叠滤波器，10降采样模块，11数字高通滤波器，12TTL信号调理器，13升采样模块、14重构滤波器、15 D/A转换器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法，包括下列步骤：
步骤S1：根据采集的车轮轮毂内侧多个振动加速度信号，生成第一参考信号矩阵，xR(n)＝[xR1(n),xR1(n)…xRK(n)]T；
步骤S2：根据采集的发动机转速信号和需控制的发动机噪声阶次，生成第二参考信号矩阵，xE(n)＝[sin(2πf1n),cos(2πf1n)…sin(2πfZn),cos(2πfZn)]T，其中fjz为要控制的频率,主要是跟发动机转速相关的阶次频率，Z为要控制的单个频率数目；
步骤S3：根据采集的经控制后的残余噪声信号，生成误差信号矩阵e(n)＝[e1(n),e2(n)…eL(n)]T，其中L为采集的残余噪声信号个数；
步骤S4：计算第一、第二参考信号矩阵经次级通道传递函数估计值滤波的参考信号矩阵RR(n)和RE(n)；将次级扬声器控制信号矩阵uE(n)和uR(n)经估计的传递函数矩阵
Figure BDA0003082487390000061
滤波，生成基于发动机噪声控制、道路噪声控制产生的次级通道抵消信号。将接收的误差信号矩阵e(n)减去基于发动机噪声控制产生的次级通道抵消信号，生成经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)。将接收的误差信号矩阵e(n)减去基于道路噪声控制产生的次级通道抵消信号，生成经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)。
所述的步骤S4中，道路参考信号矩阵RR(n)可以表示为：
Figure BDA0003082487390000062
其中rRl(n)＝[rRl11(n),rRl12(n)…rRl1K(n),rRl21(n)…rRlMK(n)]T，M为次级扬声器的个数，rRlmk(n)由第k个振动加速度信号经第m个次级传声器到第l个误差麦克风之间传递函数的估计值滤波得到：
Figure BDA0003082487390000063
其中I为设定的传递函数阶数。
所述的步骤S4中，发动机参考信号矩阵RE(n)可以同理表示为：
Figure BDA0003082487390000064
其中rEl(n)＝[rEl11(n),rEl12(n)…rEl1(2Z)(n),rEl21(n)…rRlM(2Z)(n)]T
所述的步骤S4中,
Figure BDA0003082487390000079
为M个次级扬声器和L个误差麦克风之间估计的传递函数矩阵，可以表示为：
Figure BDA0003082487390000071
其中
Figure BDA0003082487390000072
包含了所有M个次级传声器到第l个误差麦克风估计的传递函数。
所述的步骤S4中，基于发动机噪声控制产生的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)包含了M个次级扬声器在当前及I-1之前时刻的发动机噪声控制信号，可以表示为：
Figure BDA0003082487390000073
其中uEm(n)＝[uEm(n),uEm(n-1)…uEm(n-I-1)]T,包含了第m个次级扬声器在当前及I-1之前时刻的发动机噪声控制信号。
所述的步骤S4中，基于道路噪声控制产生的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)，同理可以表示为，
Figure BDA0003082487390000074
其中uRm(n)＝[uRm(n),uRm(n-1)…uRm(n-I-1)]T
所述的步骤S4中，经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)，可以表示为：
Figure BDA0003082487390000075
所述的步骤S4中，经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)，同理可以表示为：
Figure BDA0003082487390000076
所述的步骤S4中，初始时刻时，次级扬声器控制信号矩阵uR(n)和uE(n)均为零矩阵。
步骤S5：将步骤S4生成的经滤波的道路参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)输入自适应宽带滤波器中，利用FxLMS算法更新宽带滤波器WR(n)的系数。将步骤S4生成的经滤波的发动机参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)输入自适应宽带滤波器中，利用FxLMS算法更新窄带滤波器WE(n)的系数。
所述的步骤S5中，宽带滤波器WR(n)的系数的更新可以表示为：
Figure BDA0003082487390000077
其中aR为宽带滤波器收敛因子，通过调试的方法得到。
所述的步骤S5中，窄带滤波器WE(n)的系数的更新同理可以表示为：
Figure BDA0003082487390000078
其中aE为窄带滤波器收敛因子，通过调试的方法得到。
步骤S6：更新下一时刻基于道路噪声、发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)、uE(n)，并生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)，控制次级扬声器发出次级信号矢量y(n)，对主级噪声进行抵消；
所述的步骤S6中，道路噪声控制信号矩阵uR(n)更新方式为：
uR(n+1)＝W′R(n+1)x′R(n)
其中矩阵W′R∈CM×KI，由矩阵WR(n)分解变换得到，x′R(n)∈CKI×1，包含了在当前及I-1之前时刻第一参考信号矢量；
所述的步骤S6中，发动机噪声控制信号矩阵uE(n)更新方式同理为：
uE(n+1)＝W′E(n+1)x′E(n)
其中矩阵W′E∈CM×(2Z)I，由矩阵WE(n)分解变换得到。x′R(n)∈C(2Z)I×1，包含了在当前及I-1之前时刻的第二参考信号矢量；
所述的步骤S6中，总的控制信号矩阵uT(n)，可以表示为：
uT(n)＝uR(n)+uE(n)
所述的步骤S6中，次级信号矢量y(n)可以表示为：
y(n)＝Gm(n)uT(n)，y(n)∈CL×1
其中Gm(n)为M个次级扬声器和L个误差麦克风之间真实的传递函数矩阵。所述的步骤S6中，所述的主级噪声d(n)为当次级扬声器不工作时，误差传声器测得的噪声信号。
实施例2
为了使本发明根据详细具体，本实施提供了一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，如图2-4所示。
所述一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，包括：
信号采集系统：由光电式转速传感器3、多个三轴式振动加速度传感器(4a～4d)、误差传声器(5a～5e)组成。在发动机1侧，布置于正时皮带轮2附近的光电式转速传感器3，实时探测正时皮带轮的转速并采集TTL信号；布置在四个车轮轮毂内侧的三轴式振动加速度传感器(4a～4d)采集由道路激励产生的实时车轮振动加速度信号；布置于车内五个座椅头枕处的误差传声器(5a～5e)采集乘员人耳附近噪声控制后的实时残余噪声。
信号前处理系统：由TTL信号调理器12、16位的A/D转换器8、降采样模块10、数字高通滤波器11、抗混叠滤波器9组成，如图3所示。TTL信号调理器，对光电式转速传感器3采集得到的TTL信号进行调理和整形，以得到发动机的准确转速信号；A/D转换器8，以44K Hz的采样频率将采集的实时振动加速度信号和误差信号转换为数字信号；抗混叠滤波器9，对采集的振动和误差信号进行500Hz低通滤波；降采样模块10，对经低通滤波后的振动和误差信号进行降采样至2k Hz；数字高通滤波器11，对降采样后的数字信号进行30Hz的高通滤波，以消除轮胎和结构共振产生的低频成分对系统带来的干扰。
自适应控制系统：由DSP处理器组成。利用多通道解耦分列式噪声主动控制算法对经过信号前处理系统处理后的参考信号和误差信号进行运算，生成原始的次级声源信号输入信号后处理系统。其中DSP处理器和信号前处理系统、信号后处理系统之间通过SPI协议进行信号的传输。具体的，自适应控制系统对误差信号矩阵e(n)进行解耦获得道路残余噪声矩阵eR(n)和发动机残余噪声矩阵eE(n)，自适应控制系统的宽带自适应控制器WR(n)接收经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)更新系数，更新基于道路噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)；自适应控制系统的窄带自适应控制器WE(n)接收经滤波的第二参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)更新系数，更新基于发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)；次级扬声器的控制信号uR(n)和uE(n)组合后生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)输入信号后处理系统。
信号后处理系统：由升采样模块13、重构滤波器14、D/A转换器15组成，如图4所示。升采样模块13，对原始的次级声源控制信号进行升采样至44k Hz；重构滤波器14，对升采样后的次级声源控制信号进行500Hz低通滤波；D/A转换器15，将经低通滤波后的数字次级声源控制信号转换为模拟信号。
所选的，所述的次级扬声器发声系统由全频车门扬声器(7a～7d)、低频扬声器(7e)、功放6组成。信号后处理系统处理后的次级声源控制信号，通过功放，控制四个全频车门扬声器(7a～7d)和置于汽车后部的一个低频扬声器(7e)发出次级声源，对误差传声器处噪声进行抵消。
在本发明的一个实例中，汽车在发动机转速为3000转每分钟的工况下行驶时，利用多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统对汽车发动机和道路噪声进行控制，观测某一座椅头枕处的降噪效果，如图5所示。其中横坐标为频率，纵坐标为声压级，黑实线为原始噪声自功率谱，黑点划线为常规的多通道汽车发动机和道路噪声主动控制系统降噪后的噪声频谱图，黑点细线为多通道解耦分列的汽车发动机和道路噪声主动控制系统降噪后的噪声频谱图，可以发现本发明提出的方法和系统，针对单频的发动机阶次噪声和宽频段的道路噪声，可以实现更好的降噪效果。
综上所述，本发明提供的一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法和系统具有如下有益效果：利用多通道解耦分列式噪声主动控制算法对汽车发动机和道路噪声进行分列控制，避免了两种噪声同步控制下的耦合关系，可以对两种噪声进行针对性的控制，优化了整个控制系统的降噪性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集车轮轮毂内侧的多个振动加速度信号，生成第一参考信号矩阵xR(n)；
(2)采集发动机转速信号和根据需要控制的发动机噪声阶次，生成第二参考信号矩阵xE(n)；
(3)采集车内座椅头枕处经控制后的残余噪声信号，生成误差信号矩阵e(n)；
(4)宽带自适应控制器WR(n)接收经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)更新系数；窄带自适应控制器WE(n)接收经滤波的第二参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)更新系数；所述的经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)为接收的误差信号矩阵e(n)减去基于发动机噪声控制产生的次级通道抵消信号；所述的经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)为接收的误差信号矩阵e(n)减去基于道路噪声控制产生的次级通道抵消信号；
(5)更新基于道路噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)和基于发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)，生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)，控制扬声器在误差传声器处发出次级信号y(n),与主级噪声d(n)进行抵消。
2.根据权利要求1所述的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制方法，其特征在于，宽带自适应控制器WR(n)的系数和窄带自适应控制器WE(n)的系数分别由FxLMS算法分列更新：
Figure FDA0003456282430000011
Figure FDA0003456282430000012
式中aR为宽带滤波器收敛因子，aE为窄带滤波器收敛因子。
3.一种多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，其特征在于，包括信号采集系统、信号前处理系统、自适应控制系统、信号后处理系统以及次级扬声器发声系统；
所述信号采集系统，用于采集车轮轮毂内侧的多个振动加速度信号、发动机转速信号、车内座椅头枕处经控制后的残余噪声信号；
所述信号前处理系统，对信号采集系统采集的信号进行前处理；
所述自适应控制系统，对经过信号前处理系统处理后的参考信号和误差信号进行运算，生成原始的次级声源控制信号输入信号后处理系统；
所述的自适应控制系统由DSP处理器组成；自适应控制系统对误差信号矩阵e(n)进行解耦获得道路残余噪声矩阵eR(n)和发动机残余噪声矩阵eE(n)，自适应控制系统的宽带自适应控制器WR(n)接收经滤波的第一参考信号矩阵RR(n)和经解耦的道路残余噪声矩阵eR(n)更新系数，更新基于道路噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uR(n)；自适应控制系统的窄带自适应控制器WE(n)接收经滤波的第二参考信号矩阵RE(n)和经解耦的发动机残余噪声矩阵eE(n)更新系数，更新基于发动机噪声控制的次级扬声器控制信号矩阵uE(n)；次级扬声器的控制信号uR(n)和uE(n)组合后生成次级扬声器总的控制信号矩阵uT(n)输入信号后处理系统；其中DSP处理器和信号前处理系统、信号后处理系统之间通过SPI协议进行信号的传输；
所述信号后处理系统，对原始的次级声源控制信号进行升采样、低通滤波，将经低通滤波后的数字次级声源控制信号转换为模拟信号；
所述次级扬声器发声系统，根据信号后处理系统处理后的次级声源控制信号，发出次级声源。
4.根据权利要求3所述的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，其特征在于所述的信号采集系统由光电式转速传感器、多个三轴式振动加速度传感器、误差传声器组成；布置于正时皮带轮附近的光电式转速传感器，实时探测正时皮带轮的转速并采集TTL信号；布置在四个车轮轮毂内侧的三轴式振动加速度传感器采集由道路激励产生的实时车轮振动加速度信号；布置于车内五个座椅头枕处的传声器采集乘员人耳附近噪声控制后的实时残余噪声。
5.根据权利要求3所述的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，其特征在于，所述的信号前处理系统由TTL信号调理器、A/D转换器、降采样模块、数字高通滤波器、抗混叠滤波器组成；TTL信号调理器，对光电式转速传感器采集得到的TTL信号进行调理和整形，以得到发动机的准确转速信号；A/D转换器，以44K Hz的采样频率将采集的实时振动加速度信号和误差信号转换为数字信号；抗混叠滤波器，对采集的振动和误差信号进行500Hz低通滤波；降采样模块，对经低通滤波后的振动和误差信号进行降采样至2k Hz；数字高通滤波器，对降采样后的数字信号进行30Hz的高通滤波，以消除轮胎和结构共振产生的低频成分对系统带来的干扰。
6.根据权利要求3所述的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，其特征在于，所述的信号后处理系统由升采样模块、重构滤波器、D/A转换器组成；升采样模块，对原始的次级声源控制信号进行升采样至44k Hz；重构滤波器，对升采样后的次级声源控制信号进行500Hz低通滤波；D/A转换器，将经低通滤波后的数字次级声源控制信号转换为模拟信号。
7.根据权利要求3所述的多通道解耦分列的汽车车厢噪声主动控制系统，其特征在于，所述的次级扬声器发声系统由全频车门扬声器、低频扬声器、功放组成；信号后处理系统处理后的次级声源控制信号，通过功放，控制四个全频车门扬声器和置于汽车后部的一个低频扬声器发出次级声源，对误差传声器处噪声进行抵消。
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