شماره مدرك
21090
شماره راهنما
2488 دكتري
پديد آورنده
نصيري، مجيد
عنوان
كنترل فعال كيفيت صدا توسط الگوريتم ضريب بهره پويا FxLMS با استفاده از تحليل زمان-فركانس براي صداهاي ناايستان
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
جامدات
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
سيزده، 108ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
كنترل فعال نويز , كنترل كيفيت نويز , نويز ايستان , FFT DGF-FxLMS , تحليل حساسيت , بهينهسازي چندهدفه , شكلدهي نويز , نويز ناايستان , STFT DGF-FxLMS , كنترل فاز و دامنه
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/12
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مكانيك
دانشكده
پرديس
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/16
كد ايرانداك
23224141
چكيده فارسي
امروزه كنترل كيفيت صدا در صنايع مختلف از جمله خودروسازي، هوافضا و لوازم خانگي به يكي از چالشهاي اساسي تبديل شده است، چرا كه تجربه شنيداري كاربران تأثير مستقيمي بر رضايتمندي و درك آنها از كيفيت محصول دارد. در اين راستا، اين رساله به توسعه يك چهارچوب دو مرحلهاي براي كنترل فعال كيفيت صوتي نويز خودرو ميپردازد. در مرحله اول، يك الگوريتم FFT DGF-FxLMS براي شكلدهي نويز ايستان در سرعتهاي ثابت مياني طراحي شده است. در اين راستا، ابتدا با استفاده از تحليل حساسيت، فركانسهاي كليدي مؤثر بر شاخصهاي سايكوآكوستيك شناسايي شدند. سپس، يك فرآيند بهينهسازي چندهدفه براي يافتن مقادير بهينه دامنه و فاز نسبي در اين فركانسها بهكار گرفته شد تا سيگنال مرجع با پارامترهاي آكوستيك مطلوب (بلندي، زبري، تيزي و آهنگ) تعيين گردد. اين مقادير بهينه براي چند سرعت مرجع محاسبه و سپس از طريق يك سيستم دورنيابي به سرعتهاي مياني تعميم داده شد. نتايج، بهبود همزمان كليه شاخصهاي كيفيت صدا را تأييد كرد كه كنترل توأم فاز و دامنه نقش كليدي در بهبود پارامتر تيزي ايفا نمود. در مرحله دوم و به عنوان دستاورد اصلي، براي غلبه بر محدوديت روش فوق در شرايط نويز ناايستان، الگوريتم STFT DGF-FxLMS براي شكلدهي نويز ناايستان در حين شتابگيري (Run-Up) ارائه شده است. اين الگوريتم با ادغام ضريب بهره پويا و پردازش تبديل فوريه زمان كوتاه، توانايي رديابي و كنترل سيگنالها با مشخصات متغير با زمان را دارد. نتايج شبيهسازي نشاندهنده موفقيت هر دو مرحله است. بهبود شاخصهاي كيفيت صدا در سرعتهاي ثابت و متغير، همگرايي پايدار الگوريتم پيشرفته در شرايط ناايستان در حالي كه روش مبتني بر FFT در اين شرايط واگرا ميشود و مصرف انرژي بسيار پايين الگوريتم پيشنهادي كه براي دستيابي به سطح كيفي مشابه، تنها 2 درصد انرژي روش مرسوم ANE FxLMS را نياز دارد، از مزاياي الگوريتم پيشنهادي است. بررسي طيفنگارها نيز تمركز انرژي در هارمونيكهاي هدف و حذف مؤلفههاي نويز گسترده را تأييد ميكند. اين پژوهش راهحلي كارآمد و كممصرف براي كنترل كيفيت صوتي در محيطهاي پويا ارائه ميدهد.
چكيده انگليسي
Today, sound quality control has become one of the fundamental challenges in various industries, including automotive, aerospace, and home appliances, as the auditory experience of users directly influences their satisfaction and perception of product quality. In this regard, this thesis develops a two-stage framework for active sound quality control of vehicle noise. In the first stage, an FFT DGF-FxLMS algorithm is designed for shaping stationary noise at constant intermediate speeds. To this end, sensitivity analysis is initially employed to identify key frequencies influencing psychoacoustic metrics. Subsequently, a multi-objective optimization process is used to determine the optimal amplitude and relative phase values at these frequencies, defining a target signal with desirable acoustic parameters (loudness, roughness, sharpness, and tonality). These optimal values are calculated for several reference speeds and then generalized to intermediate speeds via an interpolation system. The results confirm the simultaneous improvement of all sound quality indices, where combined phase and amplitude control plays a key role in enhancing sharpness. In the second stage and as the main contribution, to overcome the limitations of the above method in non-stationary noise conditions, the STFT DGF-FxLMS algorithm is proposed for shaping non-stationary noise during run-up. This algorithm integrates a dynamic gain factor with Short-Time Fourier Transform (STFT) processing, enabling the tracking and control of signals with time-varying characteristics. Simulation results demonstrate the success of both stages. Improvement of sound quality metrics at constant and varying speeds, stable convergence of the advanced algorithm under non-stationary conditions whereas the FFT-based method diverges, and significantly lower energy consumption of the proposed algorithm, requiring only 2% of the energy of a conventional ANE FxLMS system to achieve similar acoustic performance, are among the advantages of the proposed algorithm. Examination of spectrograms further confirms the concentration of energy at target harmonics and the suppression of broadband noise components. This research presents an efficient and low-power solution for sound quality control in dynamic environments.
استاد راهنما
علي لقماني , مهدي كشميري
استاد داور
محمد دانش , سعيد ضيائي راد , روح اله طالبي توتي