广西大学梁科获国家专利权
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龙图腾网获悉广西大学申请的专利一种微型发动机的噪声控制方法、系统、设备及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119830705B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411788401.8,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种微型发动机的噪声控制方法、系统、设备及存储介质是由梁科;苏悦;潘明章;官维;马春;潘月德;王魁;毛海涛设计研发完成,并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种微型发动机的噪声控制方法、系统、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种微型发动机的噪声控制方法、系统、设备及存储介质,属于发动机噪声控制技术领域,解决微型发动机难以实现理想降噪效果的技术问题。方法为:采集微型发动机工作过程中的进排气噪声、机械噪声及燃烧噪声数据,并进行经验模态分解,将噪声信号分解为若干个本征模态函数的IMF分量;构建LSTM神经网络模型;对LSTM神经网络模型进行训练得到EMD‑EGMGWO‑LSTM模型;在微型发动机工作过程中,实时采集噪声数据并输入到已训练好的EMD‑EGMGWO‑LSTM模型中,获取噪声数据的预测值;即时生成与之相位相反、幅度相匹配的反相噪声控制信号实现高效主动降噪效果。能够持续优化和调整控制策略,提高降噪效果。
本发明授权一种微型发动机的噪声控制方法、系统、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种微型发动机的噪声控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1.数据采集与预处理,通过噪声传感器实时采集微型发动机工作过程中的进排气噪声、机械噪声及燃烧噪声数据,并进行经验模态分解EMD,将噪声信号分解为若干个本征模态函数的IMF分量,以获取微型发动机噪声的不同频率段成分; 步骤2.根据微型发动机噪声的特性构建LSTM神经网络模型,该LSTM神经网络模型包括输入层、隐藏层和输出层;输入层负责接收经过经验模态分解EMD预处理后的本征模态函数的IMF分量或原始噪声数据的时间序列片段,隐藏层通过非线性变换提取噪声特征,输出层则输出噪声预测值或控制信号; 步骤3.训练与优化,基于多工况环境下的微型发动机噪声数据对LSTM神经网络模型进行训练,通过EGMGWO实现LSTM隐藏层神经元数目及学习率优化,得到具备对微型发动机噪声进行预测的EMD-EGMGWO-LSTM模型,同时,采用L2正则化防止EMD-EGMGWO-LSTM模型过拟合,实现EMD-EGMGWO-LSTM模型的有效泛化; 步骤4.实现实时噪声控制,在微型发动机工作过程中,实时采集噪声数据并输入到已训练好的EMD-EGMGWO-LSTM模型中,获取噪声数据的预测值;基于该预测值,即时生成与之相位相反、幅度相匹配的反相噪声控制信号,并通过振动抑制装置产生与原始噪声波形相抵消的反向声波或振动,从而实现高效主动降噪效果; 步骤3中通过EGMGWO实现LSTM隐藏层神经元数目及学习率优化的原理为,通过GWO算法来优化LSTM隐藏层神经元数目及学习率,并通过引入动态调整收敛因子及高斯变异局部搜索机制,提高GWO算法获取最优参数的能力,过程如下: 步骤31.算法初始化,包括: 1种群初始化,设定种群规模N、搜索空间维度d、最大迭代次数;随机生成初始种群位置,其中; 2参数初始化,初始化收敛因子、衰减常数、动态调整参数、动态调整参数、动态调整参数;初始化高斯变异参数,均值、标准差;初始化三个灰狼个体的Alpha、Beta、Delta的位置及其适应度值;设定高斯变异局部搜索的接受概率; 步骤32.适应度评价,对每个个体,使用其代表的LSTM超参数配置训练LSTM神经网络模型,并结合经验模态分解EMD处理后的发动机噪声数据进行预测;计算预测结果与真实噪声数据之间的均方误差MSE作为适应度值: 11 其中,是真实噪声数据,是LSTM神经网络模型的预测结果,n是数据点的数量; 步骤33.位置更新,包括: 1计算系数向量和,对于每个个体,生成随机数;计算非线性衰减的收敛因子: 12 计算系数向量: ,13; 2计算动态调整因子,根据种群适应度及迭代次数计算动态调整因子: 14 3灰狼个体位置更新,对于每个个体,根据其当前位置、Alpha的位置、Beta的位置、Delta的位置,以及系数向量、和动态调整因子,更新个体位置: 15 4高斯变异局部搜索,对更新后的个体的每个维度,施加高斯变异: 16 其中,表示标准正态分布; 对新生成的候选解进行适应度评价,得到; 根据设定的接受概率更新个体位置: 17 其中,r为随机生成的数,; 步骤34.边界处理,设LSTM神经网络模型的超参数的取值范围为,其中和分别是第j个超参数的下界和上界;在每次位置更新后,需要对更新后的个体位置进行边界检查和处理; 对每个维度执行以下操作: 18 实现经边界处理后的个体位置满足所有超参数的取值范围约束; 步骤35.迭代终止条件,重复执行适应度评价、位置更新及边界处理,直至达到最大迭代次数; 步骤36.最优解输出,根据适应度值,输出最优个体位置及其适应度值,使用代表的LSTM神经网络模型的超参数配置训练最终的EMD-EGMGWO-LSTM模型。
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