專利名稱：車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及裝置的制作方法
車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域·
本發(fā)明涉及車內(nèi)噪聲與振動(dòng)控制領(lǐng)域，特別涉及一種車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
準(zhǔn)確獲取車內(nèi)聲模態(tài)分布是車內(nèi)聲學(xué)分析與優(yōu)化的重要一環(huán)，通常采用單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)的方法，通過(guò)測(cè)量激勵(lì)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)獲得頻響函數(shù)來(lái)確定車內(nèi)聲腔的聲模態(tài)參數(shù)。在測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大器后由聲源激發(fā)車內(nèi)聲腔的壓力波動(dòng)，車內(nèi)按大約20cm3間隔布置若干個(gè)傳聲器拾取聲音信號(hào),根據(jù)頻響函數(shù)確定聲模態(tài)頻率及振型分布。
然而，車內(nèi)布置大量的傳聲器會(huì)對(duì)車內(nèi)聲場(chǎng)產(chǎn)生很大的干擾，特別是傳聲器安裝支架結(jié)構(gòu)、傳聲器連接線等對(duì)聲音的散射作用，嚴(yán)重的干擾車內(nèi)聲場(chǎng)分布，對(duì)最終測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大影響，這是傳統(tǒng)單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)法測(cè)量車內(nèi)聲模態(tài)最重要的誤差來(lái)源之一。同時(shí)，該方法使用成本高，測(cè)試效率低下。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。
為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種成本較低并且效率高的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法包括以下步驟S1.確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率；S2.基于所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率獲取全息面的復(fù)聲壓；S3.根據(jù)所述全息面的復(fù)聲壓計(jì)算虛聲源強(qiáng)度；以及S4.基于波疊加原理對(duì)車內(nèi)聲壓分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以得到所述車內(nèi)聲模態(tài)振型。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置包括頻率確定模塊，所述頻率確定模塊用于確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率；復(fù)聲壓獲取模塊，所述復(fù)聲壓獲取模塊用于基于所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率獲取全息面的復(fù)聲壓；虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊，所述虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊用于根據(jù)所述全息面的復(fù)聲壓計(jì)算虛聲源強(qiáng)度；以及車內(nèi)聲壓分布統(tǒng)計(jì)模塊，所述車內(nèi)聲壓分布統(tǒng)計(jì)模塊用于基于波疊加原理對(duì)車內(nèi)聲壓分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以得到所述車內(nèi)聲模態(tài)振型。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及裝置，避免了傳統(tǒng)聲模態(tài)測(cè)試過(guò)程中需要布置大量傳聲器導(dǎo)致對(duì)車內(nèi)聲場(chǎng)干擾較大，極大的提升了聲模態(tài)測(cè)試的準(zhǔn)確度及測(cè)試效率，同時(shí)因避免使用大量傳聲器而極大地節(jié)約成本。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中，
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法的流程圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率的方法的流程圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的獲取全息面的復(fù)聲壓的方法的流程圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算虛聲源強(qiáng)度的方法的流程圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車內(nèi)聲壓分布統(tǒng)計(jì)的方法的流程圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的聲模態(tài)振型分布的示意圖7是利用聲學(xué)分析軟件SYSN0ISE計(jì)算出的聲模態(tài)振型的示意圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的頻率確定模塊的結(jié)構(gòu)框圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)聲壓獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)框圖；以及
圖12是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車內(nèi)聲壓統(tǒng)計(jì)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不 能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定 和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接， 或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介 間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具 體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及裝置。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法的流程圖。如圖1所示， 車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法包括下述步驟。
步驟SI，確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率的方法的流程圖。如圖2所 示，確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率的方法包括下述步驟。
步驟S11，將待測(cè)車輛放置于消聲室內(nèi)。放置于消聲室內(nèi)的目的是避免周圍環(huán)境噪 聲對(duì)聲模態(tài)頻率測(cè)試的影響。
步驟S12，在待測(cè)車輛副駕駛座位置放置中低頻體積聲源。優(yōu)選地，該中低頻體積 聲源發(fā)出頻率為20 300Hz的信號(hào)。
步驟S13，在車內(nèi)布置多個(gè)傳聲器。優(yōu)選地，傳聲器的個(gè)數(shù)為15個(gè)，其中在前排駕 駛座和副駕駛座的左右耳布置各布置共4個(gè)傳聲器，在前排地板靠近前圍板位置布置2個(gè) 傳聲器，在儀表板上方布置2個(gè)傳聲器,在后排地板布置2個(gè)傳聲器,在后排左側(cè)乘客的左右耳和右側(cè)乘客的右耳位置布置共3個(gè)傳聲器，在隔物板上方布置2個(gè)傳聲器。優(yōu)選地，該 15個(gè)傳聲器是ICP型無(wú)指向性傳聲器。
步驟S14，使用多個(gè)傳聲器對(duì)中低頻體積聲源發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行采集。
步驟S15，對(duì)多個(gè)傳聲器獲得的多個(gè)頻響函數(shù)進(jìn)行擬合以獲得車內(nèi)聲模態(tài)頻率，其中頻響函數(shù)是傳聲器采集到的信號(hào)的聲壓除以中低頻體積聲源的強(qiáng)度。該聲模態(tài)頻率可以是多個(gè)頻率，表I中示出了一些例子?？梢噪S機(jī)地選擇其中任意一個(gè)頻率進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。 為了便于敘述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，選擇第二階頻率，即101. 7Hz頻率作為車內(nèi)聲模態(tài)頻率。
表I (車內(nèi)前9階聲模態(tài)頻率(單位Hz))
權(quán)利要求
1.一種車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟51.確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率；52.基于所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率獲取全息面的復(fù)聲壓；53.根據(jù)所述全息面的復(fù)聲壓計(jì)算虛聲源強(qiáng)度；以及54.基于波疊加原理對(duì)車內(nèi)聲壓分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以得到所述車內(nèi)聲模態(tài)振型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟SI進(jìn)一步包括以下步驟511.將待測(cè)車輛放置于消聲室內(nèi)；512.在待測(cè)車輛副駕駛座位置放置中低頻體積聲源；513.在車內(nèi)布置多個(gè)傳聲器；514.使用所述多個(gè)傳聲器對(duì)所述中低頻體積聲源發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行采集；以及515.對(duì)所述多個(gè)傳聲器獲得的多個(gè)頻響函數(shù)進(jìn)行擬合以獲得所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率，其中頻響函數(shù)是傳聲器采集到的信號(hào)的聲壓除以所述中低頻體積聲源的強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述信號(hào)的頻率在 20 300Hz之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述多個(gè)傳聲器的個(gè)數(shù)為15個(gè)，其中在前排駕駛座和副駕駛座的左右耳布置各布置共4個(gè)傳聲器，在前排地板靠近前圍板位置布置2個(gè)傳聲器，在儀表板上方布置2個(gè)傳聲器，在后排地板布置2個(gè)傳聲器，在后排左側(cè)乘客的左右耳和右側(cè)乘客的右耳位置布置共3個(gè)傳聲器，在隔物板上方布置2個(gè)傳聲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括以下步驟521.在待測(cè)車輛內(nèi)選取貼近待測(cè)車輛內(nèi)表面的長(zhǎng)方體表面作為全息面；522.將所述全息面劃分為多個(gè)單元格，將單元格之間的交點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)；以及523.測(cè)量單元格之間的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)聲壓幅值以及所述單元格之間的每個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于預(yù)定參考點(diǎn)的相位分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述全息面的大小為1. 6mX1.1mX1. 0m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述多個(gè)單元格為 10X8X7個(gè)單元格。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括以下步驟S31.選擇包圍待測(cè)車輛車身的長(zhǎng)方體表面作為虛聲源表面；S32.將虛聲源表面劃分為多個(gè)單元格，將單元格之間的交點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)；S33.根據(jù)波疊加算法計(jì)算所述全息面和所述虛聲源表面之間的傳遞函數(shù)矩陣A(r)，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S4進(jìn)一步包括以下步驟S41.根據(jù)波疊加算法計(jì)算虛聲源表面與車內(nèi)聲場(chǎng)之間的傳遞函數(shù)矩陣B(r)，
10.一種車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括頻率確定模塊，所述頻率確定模塊用于確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率；復(fù)聲壓獲取模塊，所述復(fù)聲壓獲取模塊用于基于所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率獲取全息面的復(fù)聲壓；虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊，所述虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊用于根據(jù)所述全息面的復(fù)聲壓計(jì)算虛聲源強(qiáng)度；以及車內(nèi)聲壓分布統(tǒng)計(jì)模塊，所述車內(nèi)聲壓分布統(tǒng)計(jì)模塊用于基于波疊加原理對(duì)車內(nèi)聲壓分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以得到所述車內(nèi)聲模態(tài)振型。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述頻率確定模塊包括多個(gè)采集單元，所述多個(gè)采集單元設(shè)置在待測(cè)車輛內(nèi)的不同位置，用于對(duì)放置在待測(cè)車輛副駕駛座位置中低頻體積聲源發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行采集；以及擬合單元，所述擬合單元用于對(duì)所述多個(gè)采集單元獲得的多個(gè)頻響函數(shù)進(jìn)行擬合以獲得所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率，其中頻響函數(shù)是采集單元采集到的信號(hào)的聲壓除以所述中低頻體積聲源的強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)的頻率在20 300Hz之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述多個(gè)采集單元的個(gè)數(shù)為15個(gè)，其中在前排駕駛座和副駕駛座的左右耳布置各布置共4個(gè)采集單元，在前排地板靠近前圍板位置布置2個(gè)采集單元，在儀表板上方布置2個(gè)采集單元，在后排地板布置2個(gè)采集單元，在后排左側(cè)乘客的左右耳和右側(cè)乘客的右耳位置布置共3個(gè)采集單元， 在隔物板上方布置2個(gè)采集單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述復(fù)聲壓獲取模塊包括選擇單元，所述選擇單元用于在待測(cè)車輛內(nèi)選取貼近待測(cè)車輛內(nèi)表面的長(zhǎng)方體表面作為全息面；劃分單元，所述劃分單元用于將所述全息面劃分為多個(gè)單元格，其中將單元格之間的交點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)；以及測(cè)量單元，所述測(cè)量單元用于測(cè)量單元格之間的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)聲壓幅值以及所述單元格之間的每個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于預(yù)定參考點(diǎn)的相位分布。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述全息面的大小為 I· 6mX1.1mX1. 0m。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述多個(gè)單元格為10X8X7個(gè)單元格。
17.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述虛聲源強(qiáng)度計(jì)算模塊包括選擇單元，所述選擇單元用于選擇包圍待測(cè)車輛車身的長(zhǎng)方體表面作為虛聲源表面； 劃分單元，所述劃分單元用于將所述虛聲源表面劃分為多個(gè)單元格，其中將單元格之間的交點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)；以及計(jì)算單元，所述計(jì)算單元用于根據(jù)波疊加算法計(jì)算所述全息面和所述虛聲源表面之間的傳遞麵矩陣八
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述車內(nèi)聲壓統(tǒng)計(jì)模塊包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單元用于根據(jù)波疊加算法計(jì)算虛聲源表面與車內(nèi)聲場(chǎng)之間的傳遞函數(shù)矩陣其中i為復(fù)數(shù)單元P。為空氣密度，取1. 225kg/m3，C為空氣中的聲速，取343m/s，k為波數(shù)，具體表達(dá)式為k = w/c =2 f/c, f為所確定的聲模態(tài)頻率，Sm為與虛聲源表面上第I個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的第m個(gè)單元格的面積，Na( ζ )表示與第m個(gè)單元格對(duì)應(yīng)的形函數(shù)，G1 (r，Γ(ι ( ζ ))為自由場(chǎng)格林函數(shù)，為
全文摘要
本發(fā)明提出一種車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法及裝置。車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法包括以下步驟S1.確定車內(nèi)聲模態(tài)頻率；S2.基于所述車內(nèi)聲模態(tài)頻率獲取全息面的復(fù)聲壓；S3.根據(jù)所述全息面的復(fù)聲壓計(jì)算虛聲源強(qiáng)度；以及S4.基于波疊加原理對(duì)車內(nèi)聲壓分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以得到所述車內(nèi)聲模態(tài)振型。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車內(nèi)聲模態(tài)振型預(yù)測(cè)方法，降低了成本并且提高了預(yù)測(cè)效率和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01H17/00GK103017893SQ20111029675
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者王巖, 祁宏鐘, 陳曉新, 潘蕾, 王國(guó)慶, 劉勇 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司