Page 43 - 《应用声学》2022年第1期

第 41 卷 第 1 期 宫臣等： 多通道 FxAP 算法的电动汽车路噪控制 39

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图 10 降噪系统控制器
Fig. 10 Noise reduction system controller

实验在同一段路面上进行，汽车运行时间为 且 50 Hz 以上任意频率处，FxAP 算法的降噪效果
30 s。车速在 70 km/h 左右变化，副驾驶处有乘客， 均优于FxNLMS算法。
同时有一记录人员在汽车后排记录数据。分别记录 对于 500 Hz 以下噪声，FxNLMS 算法使总声
关闭降噪算法、使用 FxNLMS 算法、使用 FxAP 算 压级降低了 5.6 dB，FxAP 算法使总声压级降低了
法这3种情况下的车内噪声，结果如图11所示。 8.3 dB。在 100 ∼ 200 Hz 频段，FxNLMS 算法降噪
量为 6.5 dB，FxAP 算法降噪量是 10.6 dB，对车内
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ANC OFF 噪声起到了明显的控制效果。因此，通过该实验可
60 FxNLMS
FxAP 以说明 FxAP 算法能够应用于实车系统，并有较好
Ҫဋ៨ࠛए/(dBSHz -1 ) 50 以自适应调整滤波器追踪噪声的变化，实现更好的
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的路噪控制性能，与仿真结论一致。FxAP 算法可
降噪效果，为电动汽车路噪控制提供了一个有效的
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解决方案。本文实车实验在 70 km/h车速情况下进
40
行，如果车速等因素带来的车内噪声变化过于剧烈，
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可能超出自适应滤波的调节范围，进而影响降噪效
30
0 100 200 300 400 500 果。对于不同车速、不同路面和不同轮胎的路噪降
ᮠဋ/Hz
噪效果测试，也是接下来值得研究的工作。
图 11 实车实验中不同算法的降噪量
Fig. 11 Noise reduction in ANC system 4 结论

图 11 是 3 种情况下汽车运行总时间内头靠系 本文针对传统 FxNLMS 算法在路噪控制中收
统监测点处噪声的功率谱密度，对噪声功率谱进行 敛速度慢、降噪量低的问题，使用了一种基于多通
了一个20 Hz的高通滤波。实验在同一路段，多次测 道 FxAP算法的道路噪声控制算法。通过对电动汽
量，进行了线性平均。蓝色实线表示关闭ANC时的 车噪声的分析、算法仿真、实车实验，证明了算法的
车内噪声功率谱，红色点线是使用多通道 FxNLMS 有效性和可行性。在研究过程中得出以下结论：
算法时头靠双耳处的噪声功率谱，黄色虚线是使用 (1) 路噪控制维纳解变化迅速，需要自适应算
多通道 FxAP 算法时头靠双耳处的噪声功率谱。双 法收敛速度足够快才能有控制效果。
耳处的功率谱分别为左耳、右耳处的噪声功率谱线 (2) FxAP 算法性能优于 FxNLMS 算法，其他
性平均获得。红、黄两线分别与蓝线之间的距离表 改进的 FxAP 类算法 (MFxAP、Fast FxAP) 比普通
示系统的降噪量，距离越大，降噪量越大。可以明显 的 FxAP 算法性能提升不明显且复杂度较高，可实
看出，黄线表示的FxAP算法获得的降噪量更大，并 现性差。