지게차의 주관적 음질평가와 Zwicker 음질지수의 상관관계 및 전달경로분석법(OTPA)을 활용한 음질 기여도 분석 :A study on the contribution analysis using operational transfer path analysis method based on the correlation between subjective evaluation and zwicker’s sound quality index for sound quality of forklifts

김범수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김범수 (울산대학교, 울산대학교 자동차선박기술대학원)

발행연도: 2016

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

지게차의 주관적 음질평가와 Zwicker 음질지수의 상관관계 및 전달경로분석법(OTPA)을 활용한 음질 기여도 분석

김범수 , 양순용 드라이브·컨트롤 2016.06 학술저널

지게차의 주관적 음질평가와 Zwicker 음질지수의 상관관계 및 전달경로분석법(OTPA)을 활용한 음질 기여도 분석

김범수 메카트로닉스/IT 전공 2016.01 학위논문

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지게차와 건설장비 분야에서도 자동차 분야처럼 안락성의 중요성이 부각되고 있다. 안락성의 개선을 위해서는 단순히 소음의 크기만 줄이는 것보다 인체의 청감을 고려한 음질의 개선이 더 효과적이다.
주관적인 평가와 Zwicker 음질 지수와의 상관관계를 분석하기 위해 국가별 지게차 및 건설장비 업계 종사자들을 대상으로 주관적 평가를 실시하고, 음질 지수와 상관관계를 분석한 결과 전체적으로 Loudness, Sharpness 순으로 높은 상관관계를 보였으며, 한국은 Sharpness에 민감한 결과를 보이며, t-검정을 통한 성향 차이를 분석한 결과 미국과 벨기에의 성향이 서로 유사한 것으로 분석되었다.
기여도 분석을 위해 Sound Pressure Level (SPL)이나 A-weighted SPL은 최근 NVH 연구에 많이 사용되고 있는 Operational Transfer Path Analysis (OPTA)를 그대로 이용하여 분석하였다. Loudness와 Sharpness는 OTPA에 그대로 적용하는 것은 입, 출력간 선형성의 문제로 적합하지 않아 DIN 45631의 방법을 응용하여 1/3 Octave SPL에서의 주파수별 기여율(%)로 출력지점에서의 Specific Loudness 결과값에 Spectral Masking을 고려하여 적용하는 방법으로 기여도 분석을 하였다.
또, EN 12053의 동작 비중을 적용한 결과 A-weighted SPL, Loudness, Sharpness 모두 다른 기여도 결과를 보였다.
본 연구를 통해 지게차의 음질 평가에 대한 기준을 확립하고, Loudness와 Sharpness의 동작별 혹은 전체적인 소음원별 음질 기여도 분석에 OTPA를 활용할 수 있게 되어 지게차 음질 개선 연구에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

Recently, drivers started to regard the comfort in the cabin as one of the most important factors in the construction equipment like forklift. Accordingly, it becomes more important to design a forklift cabin with a better sound quality as well as lower sound level, which could make a driver more comfortable. In order to improve the comfort, improving sound quality is more effective than only reducing sound pressure level. In this paper, various measurement and analysis of the measurement analysis were carried out to suggest a newly evaluation method for sound quality in design stage.
In order to analyze the correlation between subjective evaluation and Zwicker’s sound quality index, the subjective evaluation of prepared samples was conducted by a few workers in forklift and other construction equipment in several countries. As the result of correlation analysis, it was shown that Loudness and Sharpness were ranked in sequence, and Korean has shown a relatively more sensitive for Sharpness. As the result of analyzing the tendencies differences across countries by t-test, it was also shown that the United States and Belgium have similar tendencies.
Contribution Analysis for sound pressure level (SPL) or A-weighted SPL are conducted by using the operational transfer path analysis (OTPA), which is widely used in field of noise, vibration, harshness (NVH). However, Loudness and Sharpness are not affordable for using OTPA directly because there are no linear relations between sources and receivers. In this paper, both are calculated by applying DIN 45631’s method with contribution rate (%) of 1/3 Octave SPL by OTPA method and considering spectral masking. Also, contribution analysis was conducted by operation potion according to EN 12053. There are all different contribution results from A-weighted SPL, Loudness and Sharpness.
Through this study, the criteria for the sound quality of the forklift can be established, and OTPA can be applied to contribution analysis of the sound quality. It’s expected to give a big help in research of improving sound quality for forklift truck.

#지게차 #음질 #기여도 #주관적 평가 #상관관계 #OTPA #전달경로분석법 #Sound Quality

1. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 동향 3
1.3. 연구 내용 4
2. 지게차 음질 지수 및 전달경로분석법(OTPA) 이론 5
2.1 Sound Pressure Level 및 Zwicker 음질 지수 이론 6
2.1.1. Sound Pressure Level (SPL) 6
2.1.2. Critical band rate 7
2.1.3. Loudness 8
2.1.4. Sharpness 11
2.1.5. Fluctuation Strength 12
2.1.6. Roughness 13
2.2. 전달경로 분석법 (OTPA) 이론 15
3. 주관적 평가와 음질 지수의 상관관계 분석 19
3.1 샘플 음원 취득 대상 장비 및 계측 기기 19
3.2 샘플 음원 취득 방법 및 음원별 음질 지수 분석 20
3.3 샘플 음원별 주관적 평가 결과 및 정규성 검정 21
3.4 국가별 주관적 평가와 음질지수의 상관관계 및 성향 비교 25
3.5 분석 결과에 대한 고찰 27
4. OTPA를 이용한 소음원별 음질 기여도 분석 28
4.1 실험 대상 장비 및 계측 기기 28
4.2 소음 측정 및 기여도 분석 방법 31
4.2.1 동작별 소음원 및 운전석 소음 측정 31
4.2.2 OTPA를 활용한 기여도 분석 방법 33
4.3 소음 측정 결과 및 OTPA 분석 결과 34
4.3.1 rpm증가에 따른 SPL 및 음질 지수 결과 34
4.3.2 OTPA를 이용한 SPL 기여도 분석 결과 38
4.3.3 OTPA를 활용한 Loudness 및 Sharpness 기여도 분석 결과 44
4.3.4 EN 12053에 따른 SPL 및 음질 기여도 분석 결과 53
4.4 Loudness 및 Sharpness 기여도 분석에 대한 검증 61
4.5 실험 결과에 대한 고찰 64
5. 결론 및 향후 계획 65
참 고 문 헌 68
ABSTRACT 70

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