汽车NVH(noise,vibration and harshness)是提升汽车品质最核心的技术,车内噪声控制是NVH的重要研究内容之一,可分为被动控制(passive noise control,PNC)和主动控制两类(active noise control,ANC)。被动噪声控制依靠修改结构设计、增加材料阻尼或使用减振器等方法降低车内噪声,通常对中高频(高于500 Hz)噪声非常有效。但是,对于低频噪声,被动控制效果不明显。此外,被动控制需要多次迭代才可能达到设计的声学目标,设计周期长、时间成本高。对于工作模式可变(如混合动力汽车)的汽车,被动噪声控制方案是多种模式下噪声控制方法的折中,不能自适应地在工作模式间切换。主动噪声控制基于相消干涉原理,通过与汽车音响系统集成,在车内引入与原始噪声等幅反相的次级噪声来降低车内噪声。与被动控制相比,主动方法适合控制低频噪声,且控制目标灵活,切换方便,不仅可以降低车内噪声,而且还可以修正噪声频谱,改善车内声品质。传统的主动噪声控制只注重客观的降噪量,以降低残余噪声的声压级为目标。但是,对于车内噪声,人们在主观上不仅要求控制声压级,更关心其频率成分,与发动机转速的关系等因素,即声音的品质。另外,车内噪声的幅值和频率随车辆行驶条件的变化而改变,表现出非平稳的特征,对主动噪声控制算法提出更高的收敛速度要求。除了功能方面的要求外,为了实现主动噪声控制系统在汽车行业的规模化应用,在算法设计时还需要考虑其实现成本。针对以上技术需求,本文在国内外研究成果的基础上,主要完成了以下几方面的工作:1)系统地总结了车内噪声问题的类型,分析了主动控制技术能够解决的噪声问题,为车内噪声主动控制算法的研究奠定了基础。采用“声源-传递路径-噪声分布”模型系统地总结了车内噪声的来源、传递通道、空间分布及频率范围,讨论了主动噪声控制技术对车内噪声控制的适用性。2)以提高算法收敛速度为目标,提出了控制宽带噪声声品质的变步长算法。算法首先根据参考信号的功率对控制器更新步长进行归一化,保证算法在初级噪声波动情况下依然能够收敛。其次,根据瞬时误差噪声自适应调整步长,使算法在控制初始阶段收敛速度更快,在稳定阶段误差噪声更小。3)以改善车内噪声与发动机转速的线性关系为目标,提出了声品质精确主动控制算法。精确算法在传统宽带噪声声品质控制算法的基础上,引入了随初级噪声和预设目标声压级自适应变化的增益因子,使误差噪声的声压级能够在初级噪声剧烈波动的情况下精确控制到预设目标,并且可以根据声品质滤波器控制误差噪声的频谱,进而控制声品质。4)以降低车内噪声主动控制系统成本为出发点,提出了声品质前馈-反馈混合主动控制算法。混合算法使用前馈结构控制频率与发动机转速相关的窄带噪声的声品质,可根据实际需求衰减或增强噪声;使用自适应反馈结构控制参考信号不易获得噪声,如路面噪声。为了进一步降低算法的运算量,在声品质混合主动控制算法的基础上提出了简化算法。5)设计了主动噪声控制管道实验系统并对本文提出的算法进行了实验验证。根据车内噪声频率范围设计了主动噪声控制管道实验装置,对实验装置应用最小均方算法进行初级通道和次级通道辨识,并与测试结果进行对比,验证了辨识结果的准确性。以次级通道的辨识结果作为控制器设计时的次级通道估计,验证了主动噪声控制技术对单频正弦噪声和发动机噪声的有效性,并进一步验证了本文提出的变步长宽带噪声声品质控制算法收敛速度更快的结论。