本发明属于噪声测量，具体涉及一种基于车辆后排主动噪声控制的路噪评价方法及系统。
背景技术：
1、路噪可以表征为受路面强烈影响的宽带随机信号，由轮胎与路面之间的相互作用产生。道路粗糙度增加了轮胎收缩补片上的施加力，并在低频率下产生大的全局位移，振动通过车辆的结构部分传播到车内环境中并与车内的声音发生耦合；在不平的路面激励下，路噪经过底盘传递至车内的低频轰鸣声都会存在，因此，在对路噪进行分析计算时，首先要排除由动力系统、进排气系统、车轮结构等引起的噪声问题。
2、传统的路噪降噪方法主要通过传感器感应来自路面的振动，然后利用汽车音频系统产生反相声波以抵消路噪，进而确保减少由于轮胎和路面相互作用而引起的噪声，主动噪声控制(active noise control,anc)技术由于其在特定频率范围内具有较好的噪声抑制效果，以及相对节省空间和材料，因此在车辆噪声控制领域中受到广泛关注和应用。然而，尽管anc技术在前排驾驶区取得了一定的降噪效果，车辆后排的噪声问题依旧存在挑战。根据研究，行驶过程中，后排乘客感受到的路噪主要来自于车底部和后轮胎的路面接触声音，这种噪声通常具有较低的频率(20-250hz)，被称为结构传递噪声，对于传统的被动降噪方法难以有效抑制。因此，必须采用更精确的方法对路噪进行测量，并提出针对性的控制策略。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于车辆后排主动噪声控制的路噪评价方法及系统，
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、s1：通过自由场测量麦克风采集车辆后排测量点的噪声数据，通过压力传感器和加速度传感器捕捉车辆结构噪声；所述车辆结构噪声包括所述加速度传感器获取的加速度数据和所述压力传感器获取的车辆底盘和悬挂系统的振动压力数据；
4、s2：根据所述车辆结构噪声对车辆运动结构进行模态分析得到所述车辆结构噪声的固有振动模式和特性频率，并通过所述固有振动模式和特性频率对所述噪声数据中的结构噪声进行识别分离得到环境噪声数据；
5、s3：对所述环境噪声数据进行频域分析得到噪声源的频率分布，根据所述车辆后排测量点的位置信息和所述频率分布进行声场重构得到噪声源位置分布信息；
6、s4：对所述环境噪声数据进行时域分析得到车辆后排噪声的时间特性曲线，根据所述噪声源位置分布信息和所述时间特性曲线对车辆噪声的控制水平进行评估得到路噪测量评价参数。
7、具体地，所述模态分析方法为：
8、对底盘结构及悬架系统施加激励，并根据所述压力传感器和加速度传感器得到振动响应观测信号，所述振动响应观测信号表达式为：x(t)＝φq(t)，其中，x(t)为振动响应观测信号，φ为振型向量组成的振型矩阵，q(t)为各阶次模态响应组成的分离信号；
9、对所述振动响应观测信号进行分离得到混合矩阵和分离信号；通过所述混合矩阵识别结构振型的模态振型矩阵，通过单模态分析法从所述分离信号中得到振动模态频率和模态阻尼比，所述单模态分析法是将所述分离信号作为单独的模态振动响应信号，所述振动响应信号计算式为：
10、
11、其中，为相位角，ai为幅度响应常数，zi为模态阻尼比，t为信号时刻计数，wi为振动模态频率，φi为相位偏移常数，exp为指数函数，i为模态阶数计数，n为模态总阶数；
12、通过自相关法对所述振动响应信号进行模态参数辨识得到所述振动模态频率和模态阻尼比，将所述振动模态频率和模态阻尼比表征为所述固有振动模式和特性频率。
13、具体地，所述识别分离方法为：
14、对所述噪声数据进行子带分解得到子带分量，利用高阶累积量计算所述子带分量与所述固有振动模式和特性频率的相关系数，预设强相关阈值，去除所述相关系数大于所述强相关阈值的对应子带分量，并将剩余所述子带分量重构为所述环境噪声数据。
15、具体地，所述频域分析方法利用快速傅里叶变换分析噪声源的频率分布。
16、具体地，所述声场重构方法为：
17、通过球谐分析对所述环境噪声数据进行处理，将所述环境噪声数据的声场数据转化为球谐函数的系数，将所述噪声源分布外射声场的球谐函数为：
18、
19、其中，s(x,k)为噪声源到位于x处测量点的外部声场，x为测量点的球坐标，x＝(r,θ,φ)，r为测量点在球坐标系中的半径，θ为测量点在球坐标系中的仰角，φ为测量点在球坐标系中的水平方位角，bnm(k)为噪声源辐射外部声场的球谐系数，hn(kr)为测量点接收到的声源响应，ynm(θ,φ)为球谐旋转系数；
20、通过反距离加权法基于球谐系数的空间分布计算噪声源在声场中的位置。
21、具体地，所述时域分析方法为：
22、计算所述环境噪声数据的自相关系数，计算公式为：
23、
24、其中，x(t)为噪声信号数值，τ为时间延迟，n为环境噪声数据序列长度，rxx(τ)为自相关系数；
25、根据所述环境噪声数据和所述噪声源位置分布信息通过互相关函数计算得到互相关系数，计算公式为：
26、
27、其中，y(t+τ)为噪声源在t+τ延迟下的位置数据，rxy(τ)为互相关系数；
28、根据所述自相关系数和所述互相关系数构建基于所述环境噪声分布的时间特性曲线。
29、一种基于车辆后排主动噪声控制的路噪评价系统，包括：信号采集模块、模态分析模块、空间域分析模块、噪声评价模块；
30、所述信号采集模块用于通过自由场测量麦克风采集车辆后排测量点的噪声数据，通过压力传感器和加速度传感器捕捉车辆结构噪声；所述车辆结构噪声包括所述加速度传感器获取的加速度数据和所述压力传感器获取的车辆底盘和悬挂系统的振动压力数据；
31、所述模态分析模块用于根据所述车辆结构噪声对车辆运动结构进行模态分析得到所述车辆结构噪声的固有振动模式和特性频率，并通过所述固有振动模式和特性频率对所述噪声数据中的结构噪声进行识别与分离得到环境噪声数据
32、所述空间域分析模块用于对所述环境噪声数据进行频域分析得到噪声源的频率分布，根据所述车辆后排测量点的位置信息和所述频率分布进行声场重构得到噪声源位置分布信息；
33、所述噪声评价模块用于对所述环境噪声数据进行时域分析得到车辆后排噪声的时间特性曲线，根据所述噪声源位置分布信息和所述时间特性曲线对车辆噪声的控制水平进行评估得到路噪测量评价参数。
34、本发明的有益效果为：
35、通过压力传感器、加速度传感器、麦克风捕捉车辆内部和外部的噪声信号，使用频谱分析、时域分析方法对噪声音频特性进行分析，在源信号与混合通道参数均未知的条件下，通过传感器观测信号去除信号中噪声以及干扰的影响，通过分离算法得到振动、噪声等关注物理量的源信号，从而可以准确地分析振动与噪声源的信号特征，使路噪测量的准确性更高；结合球谐分析和插值法定位噪声源位置，在车辆运动中为噪声控制和优化提供了数据支持，通过对噪声信号进行时域和频域分析，可以获取噪声的时频分布特征，从而评估噪声的动态行为，定量化评估噪声水平，保证噪声测量的准确性和噪声控制的有效性，为改善车辆内后排座椅区域的噪声环境提供科学依据和技术支持。
1.一种基于车辆后排主动噪声控制的路噪评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模态分析方法为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别分离方法为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域分析方法利用快速傅里叶变换分析噪声源的频率分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声场重构方法为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时域分析方法为：
7.一种基于车辆后排主动噪声控制的路噪评价系统，用于执行如权利要求1-6所述的方法，其特征在于，包括：信号采集模块、模态分析模块、空间域分析模块、噪声评价模块；
