基于CEEMD樣本熵和GA-BP的排氣噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)

曾發(fā)林， 蔡嘉偉， 孫蘇民

(1.江西省汽車噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013； 2.江蘇大學(xué) 汽車工程研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

0 引言

汽車聲品質(zhì)體現(xiàn)了人對(duì)噪聲的主觀感受，關(guān)于聲品質(zhì)的研究主要采用主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)，它能直接反映出聲品質(zhì)，但是評(píng)價(jià)過程比較復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。于是，很多學(xué)者基于心理聲學(xué)客觀參數(shù)建立了預(yù)測(cè)模型，但汽車噪聲多屬于非穩(wěn)態(tài)信號(hào)，只研究時(shí)域或頻域特征不能準(zhǔn)確提取非穩(wěn)態(tài)信號(hào)特征。此時(shí)，應(yīng)該從時(shí)頻聯(lián)合域上研究并提取信號(hào)特征，然而基于時(shí)頻信號(hào)處理方法(如小波分解、EMD等)建立的聲品質(zhì)預(yù)測(cè)模型并沒有得到廣泛應(yīng)用[1]。

針對(duì)非穩(wěn)態(tài)排氣噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)問題，筆者引入CEEMD方法對(duì)非穩(wěn)態(tài)信號(hào)進(jìn)行分解，計(jì)算IMF分量樣本熵值，并使用PCA方法進(jìn)行降維處理，得到新參量矩陣，建立了基于SQP-CSP新參量的GA-BP預(yù)測(cè)模型。為了對(duì)比此模型，建立了基于Zwicker時(shí)變算法[2]計(jì)算非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的心理聲學(xué)客觀參量的GA-BP預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，新參量建立的模型預(yù)測(cè)精度較好。

1 排氣噪聲采集及主客觀評(píng)價(jià)分析

1.1 排氣噪聲樣本采集

根據(jù)GB/T 14365—2017《聲學(xué) 機(jī)動(dòng)車輛定置噪聲聲壓級(jí)測(cè)量方法》，采用LMS測(cè)試并采集了10款某國(guó)產(chǎn)車1檔急加速(1G WOT)和2檔急加速(2G WOT)排氣噪聲信號(hào)，布置如圖1所示。采集數(shù)據(jù)時(shí)參數(shù)設(shè)置如下：采樣頻率為44 100 Hz，分辨率為1 Hz，采樣時(shí)間為15 s。

圖1 試驗(yàn)示意圖Figure 1 Sketch map of the vehicle test

1.2 排氣噪聲的主觀評(píng)價(jià)及客觀參數(shù)

本次主觀試驗(yàn)截取加速工況下的特征信號(hào)10 s進(jìn)行成對(duì)比較法評(píng)價(jià)。樣本兩兩配對(duì)比較，聽音者認(rèn)為效果好的樣本記1分，差的不計(jì)分，最終每個(gè)樣本都會(huì)有一個(gè)確定的數(shù)值用于評(píng)價(jià)其聲品質(zhì)，并用于后期模型的建立。……