一种双尾管等效转换单尾管的设计方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及噪声控制技术领域，特别涉及一种双尾管等效转换单尾管的设计方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.目前市场上很多轿车采用双尾管排气系统的设计方法，采用双尾管能较好的降低排气系统尾管口的噪声，但由于主机厂开发的样车往往会受限于空间的布置，无法布置双尾管的排气系统，一旦开发的样车是采用单尾管设计方法，而竞品车为双尾管的设计方法，由于排气系统的差异性，会对排气系统目标的设定造成困惑。
3.双尾管口的数据需要进行特定处理才能与单尾管口的实际效果对应，利用客观数据的加权处理方法，可以形成文档规范指导产品研发。目前，双尾管排气系统还没有一个统一而准确的等效单尾管口的客观换算方法，能够良好的反映双尾管口噪声的等效效果，为便于把竞品车双尾管数据等效于单尾管噪声水平，亟需寻找一个能够把双尾管等效于单尾管的加权方法，解决竞品车的双尾管排气系统向单尾管口转换的目标设定问题。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的是提供一种双尾管等效转换单尾管的设计方法，用于解决现有技术中竞品车采用双尾管设计方法，而主机厂采单尾管设计方法，导致排气系统在目标的设定过程中存在困惑的技术问题。
5.本发明提出一种双尾管等效转换单尾管的设计方法，所述双尾管包括左尾管和右尾管，靠近所述左尾管的位置为第一预设位置，靠近所述右尾管的位置为第二预设位置，其特征在于，所述方法包括：获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据；对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理，以获得所述左尾管在所述第一预设位置下产生的第一声压级和所述右尾管在所述第二预设位置下产生的第二声压级；对所述第一声压级和所述第二声压级进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级。
6.进一步地，所述获取所述第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤之前，所述方法还包括：获取第一预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在第一预设安装范围内；若第一预设位置的当前坐标位置信息不在第一预设安装范围内，则重新设定所述第一预设位置的坐标位置信息，并返回判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在
第一预设安装范围内的步骤；若第一预设位置的当前坐标位置信息在第一预设安装范围内，则执行获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据的步骤；获取第二预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内；若第二预设位置的当前坐标位置信息不在第二预设安装范围内，则重新设定所述第二预设位置的坐标位置信息，并返回判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内的步骤；若第二预设位置的当前坐标位置信息在第二预设安装范围内，则执行获取第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤。
7.进一步地，所述对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理的步骤具体包括：根据所述第一噪音声压数据、第一声压级及第四声压级之间的关系，得到第一关系表达式，所述第四声压级为所述右尾管在所述第一预设位置下产生的声压级；根据所述第二噪音声压数据、第三声压级及第二声压级之间的关系，得到第二关系表达式，所述第三声压级为所述左尾管在所述第二预设位置下产生的声压级；根据所述第一声压级、第三声压级、第一直线距离和第二直线距离之间的关系，得到第三关系表达式，其中，所述第一直线距离为第二预设位置至所述左尾管的直线距离，所述第二直线距离为第一预设位置至所述左尾管的直线距离；根据所述第二声压级、第四声压级、第三直线距离和第四直线距离之间的关系，得到第四关系表达式，其中，所述第三直线距离为第一预设位置至所述右尾管的直线距离，所述第四直线距离为第二预设位置至所述右尾管的直线距离；联合所述第一关系表达式、第二关系表达式、第三关系表达式及第四关系表达式计算求得所述第一声压级和第二声压级。
8.进一步地，所述第一关系表达式为：10
lp1/10
=10
lp11/10 10
lp21/10
；第二关系表达式为：10
lp2/10
=10
lp12/10 10
lp22/10
；第三关系表达式为：lp11－lp12=l12/l11；第四关系表达式为：lp22－lp21=l21/l22；其中，lp1表示所述第一噪音声压数据，lp11表示所述第一声压级，lp21表示第四声压级，lp2表示所述第二噪音声压数据，lp12表示所述第三声压级，lp22表示第二声压级，l11表示所述第一预设位置至所述左尾管的直线距离，l12表示所述第二预设位置至所述左尾管的直线距离，l21表示所述第一预设位置至所述右尾管的直线距离，l22表示第二预设位置至所述右尾管的直线距离。
9.进一步地，所述获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤具体包括：通过campbell法设定噪音检测规则，根据所述噪音检测规则分别测得所述第一预设位置下所述第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述第二噪音声压数据。
10.进一步地，所述单尾管的等效声压级的计算公式为：公式（6）：lp=log（10
lp11/10
10
lp22/10
）；
其中，lp表示单尾管的等效声压级。
11.本发明还提供一种双尾管等效转换单尾管的系统，包括：噪音获取模块，用于获取第一预设位置下左尾管和右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据；声压计算模块，用于对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理，以获得所述左尾管在所述第一预设位置下产生的第一声压级和所述右尾管在所述第二预设位置下产生的第二声压级；声压叠加模块，用于对所述第一声压级和所述第二声压级进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级。
12.进一步地，所述系统还包括定位模块，所述定位模块包括：第一定位单元，用于获取第一预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在第一预设安装范围内；所述噪音获取模块用于在所述第一定位单元判断到所述第一预设位置的当前坐标位置信息在第一预设安装范围内时，获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据；第二定位单元，用于获取第二预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内；所述噪音获取模块用于在所述第二定位单元判断到所述第二预设位置的当前坐标位置信息在第二预设安装范围内时，获取第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据。
13.进一步地，所述噪音获取模块包括噪音检测单元：噪音检测单元，用于通过campbell法设定噪音检测规则，根据所述噪音检测规则分别测得所述第一预设位置下所述第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述第二噪音声压数据。
14.本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述技术方案中所述的双尾管等效转换单尾管的设计方法。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过收集双尾管内车型的噪音数据，提取其中的第一声压级和第二声压级并对其进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级，为双尾管排气系统噪声转化成单尾管口噪声提供一种客观衡量指标，规范排气系统噪声转换客观数据处理过程，便于排气系统数据统一的准确衡量，为单尾管排气系统提供了一个明确目标，指导产品开发，有效避免数据的偏差，解决了现有技术中竞品车采用双尾管设计方法，而主机厂采单尾管设计方法，导致排气系统在目标的设定过程中存在困惑的技术问题。
附图说明
16.本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：图1为本发明第一实施例中双尾管等效转换单尾管的设计方法的流程图；图2为本发明第一实施例中麦克风的位置分布示意图；图3为本发明第二实施例中左尾管口关于发动机转速的campbell频谱图；
图4为本发明第三实施例中双尾管等效转换单尾管的系统的结构框图；如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
17.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
18.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.实施例一请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的双尾管等效转换单尾管的设计方法，所述双尾管包括左尾管和右尾管，靠近所述左尾管的位置为第一预设位置，靠近所述右尾管的位置为第二预设位置，所述方法具体包括步骤s101至步骤s103：步骤s101，获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据；具体地，请参阅图2，在实际操作过程中，包括以下步骤：a.分别在第一预设位置和第二预设位置下安装好麦克风1和麦克风2，麦克风1与左尾管口的距离记为l11，麦克风2与右尾管口的距离标记为l22，第一预设位置和左尾管口的连线与左尾管口中心线的夹角记为θ1，第二预设位置和右尾管口的连线与右尾管口中心线的夹角记为θ2，其中θ1=θ2。
21.本实施例中，麦克风1与左尾管口的距离l11、以及麦克风2与右尾管口的距离l12都取500mm,麦克风与尾管口夹角θ都取45
°
即θ1=θ2=45
°
； b.测量出左尾管口与麦克风2之间的距离l12，以及右尾管口到麦克风1之间的距离l21。或者先量出左右排气尾管口之间的距离l，然后通过公式a和公式b换算分别得到l12和l21。
22.公式a：公式b：本实例中两排气尾管口之间的距离l=900mm，θ1=θ2=45
°
，l11=l22=500mm，所以l12=l21≈1300mm 。
23.c.在消音室或者空旷地带测量得到麦克风1和麦克风2的声压级lp1、lp2，即第一
噪音声压数据、第二噪音声压数据。
24.需要解释的是，在测试过程中，由于麦克风1和麦克风2测试结果均包含左右尾管噪音，因此麦克风1测得噪音声压级lp1，包含左尾管在麦克风1处的声压级lp11和右尾管在麦克风1处的声压级lp21；麦克风2测得噪音声压级lp2，包含左尾管在麦克风2处的声压级lp12和右尾管在麦克风2处的声压级lp22。根据声压叠加原理，所述第一噪音声压数据的计算公式为：公式（1）：10
lp1/10
=10
lp11/10 10
lp21/10
；其中，lp1表示所述第一噪音声压数据，lp11表示所述第一声压级，lp21表示第四声压级；所述第二噪音声压数据的计算公式为：公式（2）10
lp2/10
=10
lp12/10 10
lp22/10
；其中，lp2表示所述第二噪音声压数据，lp12表示所述第三声压级，lp22表示第二声压级。
25.步骤s102，对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理，以获得所述左尾管在所述第一预设位置下产生的第一声压级和所述右尾管在所述第二预设位置下产生的第二声压级；具体地，在自由场中排气尾管噪音声压计算公式如下：公式（3）：；其中，p为尾管口噪音声压，ρ为自由场介质密度，s为管口横截面，k为常数（对于球形辐射取4，对于半球形辐射取2），l为麦克风到管口距离，v为管口处的流体瞬时速度，c为自由场中的声速。试验过程在半消音室中进行，可以等价为自由场，取k=2.从式（3）可以看出，对于同一个排气尾管口，声压与距离成反比，换成成声压级关系如下：公式（4）：lp11－lp12=l12/l11；公式（5）：lp22－lp21=l21/l22；其中，l11表示所述第一预设位置至所述左尾管的直线距离，l12表示所述第二预设位置至所述左尾管的直线距离，l21表示所述第一预设位置至所述右尾管的直线距离，l22表示第二预设位置至所述右尾管的直线距离。
26.联合公式（1）、（2）、（4）、（5），可以求得lp11，lp12，lp22，lp21。
27.步骤s103，对所述第一声压级和所述第二声压级进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级。
28.具体地，所述单尾管的等效声压级的计算公式为：公式（6）：lp=log（10
lp11/10
10
lp22/10
）；其中，lp表示单尾管的等效声压级。
29.具体地，根据两点声压的叠加原理，对lp11和lp22进行声压的叠加合成，得到单尾管的等效声压级lp。
30.综上，本发明上述实施例当中的双尾管等效转换单尾管的设计方法，通过收集双尾管内车型的噪音数据，提取其中的第一声压级和第二声压级并对其进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级，为双尾管排气系统噪声转化成单尾管口噪声提供一种客观衡量指
标，规范排气系统噪声转换客观数据处理过程，便于排气系统数据统一的准确衡量，为单尾管排气系统提供了一个明确目标，指导产品开发，有效避免数据的偏差，解决了现有技术中竞品车采用双尾管设计方法，而主机厂采单尾管设计方法，导致排气系统在目标的设定过程中存在困惑的技术问题。
31.实施例二本发明第二实施例中的双尾管等效转换单尾管的设计方法包括以下步骤：步骤s11，获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据；步骤s12，对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理，以获得所述左尾管在所述第一预设位置下产生的第一声压级和所述右尾管在所述第二预设位置下产生的第二声压级；步骤s13，对所述第一声压级和所述第二声压级进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级。
32.需要解释的是，关于本实施例中步骤s11、步骤s12及步骤s13中未描述之处可参见第一实施例。
33.进一步地，所述获取所述第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤之前，所述方法还包括：获取第一预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在第一预设安装范围内；若第一预设位置的当前坐标位置信息不在第一预设安装范围内，则重新设定所述第一预设位置的坐标位置信息，并返回判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在第一预设安装范围内的步骤；若第一预设位置的当前坐标位置信息在第一预设安装范围内，则执行获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据的步骤；获取第二预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内；若第二预设位置的当前坐标位置信息不在第二预设安装范围内，则重新设定所述第二预设位置的坐标位置信息，并返回判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内的步骤；若第二预设位置的当前坐标位置信息在第二预设安装范围内，则执行获取第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤。
34.具体地，根据左尾管的坐标位置确定第一预设安装范围，若第一预设位置超出该第一预设安装范围，需要重新设定以提升噪音的检测精度，第二预设位置的设定与第一预设位置的设定方法相同，在此不再叙述。在本实施例中，将第一预设位置选取在左尾管口左侧45
°
角的位置上，且第一预设位置距离左尾管口500mm，第二预设位置与第一预设位置对称设置，可以理解地，预设位置即麦克风的安装位置，其主要根据排气管的位置进行设定，对应不同型号的双尾管类车型，其麦克风的安装位置便需适应性调整，因此，本实施例中麦克风安装位置设定的具体参数仅做参考而非限定。
35.进一步地，所述获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据的步骤具体包括：通过campbell法设定噪音检测规则，根据所述噪音检测规则分别测得所述第一预设位置下所述第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述第二噪音声压数据。
36.如图3所示为左尾管口关于发动机转速的campbell频谱图（右尾管口关于发动机转速的campbell图与之类似，不再累述）。数据采集过程频率分辨率2hz，campbell图跟踪转速，相邻频谱变换的转速间隔取10rpm；数据后处理窗函数选用汉宁窗（hanning），提取2阶、4阶、6阶分量时阶次宽度选用1.2 order。
37.综上，本发明上述实施例当中的双尾管等效转换单尾管的设计方法，通过收集双尾管内车型的噪音数据，提取其中的第一声压级和第二声压级并对其进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级，为双尾管排气系统噪声转化成单尾管口噪声提供一种客观衡量指标，规范排气系统噪声转换客观数据处理过程，便于排气系统数据统一的准确衡量，为单尾管排气系统提供了一个明确目标，指导产品开发，有效避免数据的偏差，解决了现有技术中竞品车采用双尾管设计方法，而主机厂采单尾管设计方法，导致排气系统在目标的设定过程中存在困惑的技术问题。
38.实施例三本发明还提供一种双尾管等效转换单尾管的系统，请参阅图4所示，该系统包括：噪音获取模块10，用于获取第一预设位置下左尾管和右尾管的第一噪音声压数据，以及第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据；声压计算模块20，用于对所述第一噪音声压数据和所述第二噪音声压数据进行计算处理，以获得所述左尾管在所述第一预设位置下产生的第一声压级和所述右尾管在所述第二预设位置下产生的第二声压级；声压叠加模块30，用于对所述第一声压级和所述第二声压级进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级。
39.进一步地，所述系统还包括定位模块11，所述定位模块11包括：第一定位单元111，用于获取第一预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第一预设位置的当前坐标位置信息是否在第一预设安装范围内；所述噪音获取模块用于在所述第一定位单元111判断到所述第一预设位置的当前坐标位置信息在第一预设安装范围内时，获取第一预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第一噪音声压数据；第二定位单元112，用于获取第二预设位置的当前坐标位置信息，并判断所述第二预设位置的当前坐标位置信息是否在第二预设安装范围内；所述噪音获取模块用于在所述第二定位单元112判断到所述第二预设位置的当前坐标位置信息在第二预设安装范围内时，获取第二预设位置下所述左尾管和所述右尾管的第二噪音声压数据。
40.进一步地，所述噪音获取模块10包括噪音检测单元12：噪音检测单元12，用于通过campbell法设定噪音检测规则，根据所述噪音检测规则分别测得所述第一预设位置下所述第一噪音声压数据，以及所述第二预设位置下所述第二噪音声压数据。
41.综上，本发明上述实施例当中的双尾管等效转换单尾管的系统，通过收集双尾管内车型的噪音数据，提取其中的第一声压级和第二声压级并对其进行声压叠加、以获得单尾管的等效声压级，为双尾管排气系统噪声转化成单尾管口噪声提供一种客观衡量指标，规范排气系统噪声转换客观数据处理过程，便于排气系统数据统一的准确衡量，为单尾管排气系统提供了一个明确目标，指导产品开发，有效避免数据的偏差，解决了现有技术中竞品车采用双尾管设计方法，而主机厂采单尾管设计方法，导致排气系统在目标的设定过程中存在困惑的技术问题。
42.实施例四本发明还提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的双尾管等效转换单尾管的设计方法。
43.本发明还提出一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的双尾管等效转换单尾管的设计方法。
44.本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
45.计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
46.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
47.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。