ETD system

Electronic theses and dissertations repository

 

Tesi etd-11042016-095907


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BARTELLONI, LEONARDO
URN
etd-11042016-095907
Title
Studio, progettazione e sperimentazione di un sistema elettronico innovativo per la cancellazione del rumore a bordo di autoveicoli
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Commissione
relatore Prof. Fanucci, Luca
correlatore Dott. Palla, Alessandro
Parole chiave
  • Parabrezza
  • FPGA
  • PVDF
  • Active Noise Cancelling
Data inizio appello
24/11/2016;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
24/11/2019
Riassunto analitico
Il rumore in campo automotive è un argomento molto studiato, sia per<br>quanto riguarda le sue cause, sia per le possibili soluzioni attive. La sempre<br>crescente necessità di riduzione dei consumi dei veicoli motorizzati ha<br>infatti comportato l&#39;affermarsi di una serie di tecnologie che hanno come<br>controindicazione la crescita del rumore prodotto.<br>L&#39;analisi dei principali attori sul mercato ha richiesto la definizione di una<br>metrica di valutazione del loro contributo alla riduzione di rumore secondo<br>vari aspetti come la gamma di frequenze di intervento, l&#39;approccio, il set di<br>sensori utilizzato, l&#39;invasività nell&#39;abitacolo della soluzione proposta.<br>L&#39;approccio che si va a proporre in questo elaborato prevede l&#39;utilizzo<br>di un singolo sensore, integrato nel parabrezza anteriore, per l&#39;acquisizione<br>delle varie componenti di rumore. Il trend attuale, infatti, e di rendere anche<br>il parabrezza un sistema intelligente laminando al suo interno strati che<br>assolvano funzioni diverse da quella puramente strutturale. Cio comporterebbe<br>una riduzione di costi per quanto riguarda la sensoristica necessaria<br>al sistema di active noise cancelling.<br>Per validare l&#39;ipotesi fatta si è condotto uno studio di fattibilità sviluppatosi<br>in tre fasi. La prima ha riguardato una simulazione nell&#39;ambiente<br>Simulink durante la quale è stata valutata un&#39;architettura di cancellazione<br>del rumore basata su un accelerometro, un controllore tempo discreto ed un<br>attuatore applicato direttamente al vetro. Nella seconda è stato predisposto<br>un modello 3D del parabrezza in COMSOL ed è stato analizzato il suo<br>comportamento una volta sottoposto alle sollecitazioni tipiche del campo<br>automotive. E&#39; risultato che il massimo dell&#39;accelerazione è localizzato al<br>centro del vetro, per cui diventa critica, per ragioni di visibilità, la scelta<br>del sensore. Nell&#39;ultima fase si è ricercato un accelerometro piezoelettrico<br>trasparente la cui risposta in frequenza fosse compatibile con il problema in<br>oggetto, identificando il PolivinildenFluoruro (PVDF) come materiale ideale.<br>A valle delle simulazioni si è predisposto un esperimento in cui un sensore<br>in PVDF è stato piazzato al centro di un vetro laminato, il quale è stato<br>sottoposto ad una serie di onde sonore a frequenza costante ed intensità<br>variabile. Tramite un amplificatore di carica si è reso disponibile il segnale<br>prodotto dal sensore ad un campionatore a 48 kHz. La successiva analisi dei<br>dati acquisiti ha confermato la bontà delle ipotesi fatte per tutta la banda<br>frequenziale di interesse.<br>Si è quindi sviluppata un&#39;architettura piu completa in cui oltre al sensore<br>in PVDF e alla sua interfaccia e stata sintetizzata un&#39;unita di processing su<br>piattaforma FPGA Xilinx per l&#39;elaborazione dei dati tramite un algoritmo<br>di noise cancelling.
File