对一种管道有源消声方法的分析与实验

对一种管道有源消声方法的分析与实验张天元，王辉，刘志刚，马强，张洪田，张文平（哈尔滨船舶工程学院）管道有源消声技术，近年来国外发展很快，已经或正在进入实用阶段，国内也有过不少的报导，并且有些已取得了明显的效果。本文仅就一种管道有源消声方法进行简单的分...     

有源消声评述

本文在回顾有源消声技术发展历史的基础上,通过对已有消声次级系统的特性分析,指出了这一领域尚存的问题,明确了当前研究的重点和技术关键,指出了对一维管道问题,单极系统是较为简单的次级结构,成功应用的关键在于现代控制技术的使用,可望近期有简单应用产品;对于三维空间的有源消声,当前的首要问题应在弄清消声物理机制的基础上寻找简单而可行的消声次级单元,它的实用化仍需借助现代控制技术。     

有源消声评述

本文在回顾有源消声技术发展历史的基础上，通过对已有消声次级系统的特性分析，指出了这一领域尚存的问题，明确了当前研究的重点和技术关键。指出了对一维管道问题，单级系统是较为简单的次级结构，成功应用的关键在于现代控制技术的使用，可望近期有简单应用产品；对于三维空间的有源消声，当前的首要问题应是在弄清消声物理机制的基础上寻找简单而可行的消声次级单元，它的实用化仍需借助现代控制技术。     

一种自适应逆控制管道有源消声系统及其实现

在前馈有源噪声控制中，由于次级通道传递函数往往是非最小相位系统，直接使用传统的FXLMS算法时，导致系统的性能下降。提出一种基于NMP逆控制的自适应前馈有源噪声控制FXLMS算法，在电机、风机、通风管道系统上进行实时ANC实验，结果表明较传统的前馈FXLMS算法ANC系统消声性能有明显的改进。     

基于智能模糊控制策略的有源消声

有源消声是一种有效的低频噪声控制方法，由于空间有源消声过程具有时变性和非线性，传统的自适应算法不能进行很有效的控制。本文采用智能模糊控制策略，建立了基于智能模糊控制策略的有源消声系统，通过实验与传统自适应控制算法的消声效果作对比分析，证明智能模糊控制器不但控制速度快，易于实现，而且消声效果明显优于后者，具有较大的应用推广价值。     

采用自适应逄法的有源消声模型

提出一种采用自适应算法的有源消声模型，对柴油机低频排气噪声进行了实验，结果表明，此模型较为切实可行的。     

分布声源的有源消声理论研究

本文从理论上讨论了次级声源为点源时的空间有源消声特点,以远场声压为零为出发点,导出了初级源为分布声源时计算次级声源复强度的表示式。分析表明空间声压为零条件与系统辐射功率最小条件是一致的。最后本文计算了几种典型初级声源时次级源强度,所得结果利用Nelson 理论进行了验证。     

管道主动消声的次级声源设计

针对柴油机排气的特点，结合有源噪声控制工程应用，提出了两种次级声源的设计方案，经过分析计算，给出了实验用次级声源。     

自适应空间有源消声最佳消声效果的实现

本文针对一个自适应有源消声控制系统以及一个以点声源为次级源的声系统，就如何实现空间最佳消声效果问题进行了讨论，给出了误差传声器的个数及空间位置与空间消声效果之间的关系，提出误差传声器应放置在实现消声后声压的极小方向上。所得结论在实验中得到了证实。     

空间有源消声控制器的优化设计

本文根据声源辐射理论和线性声场迭加原理,提出了一种三维空间有源消声的数值优化方法。通过最小化适当曲面上由初级声源和次级声源产生的合成声压的平方和,可以求得自由声场中给定区域或全空间声功率最小意义下次级声源的优化幅值和优化相位。这种方法可适用于单极子源和多极子源的情况。如考虑实际次级声源的特性,特别是其相位延迟特性,用本方法所求得的优化频响特性往往比有源消声中常用的“幅频平直、相位相反”的频响特性能更好地用实际模拟电路逼近,因此优化结果具有实用意义。实验表明,由本方法设计出的系统具有较好的消声效果。     

弹性结构封闭空间有源消声理论研究

本文从理论上研究了外力激励弹性结构条件下封闭空间有源消声问题。首先根据声弹性理论,提出分步代入法求解初、次级声场,然后以封闭矩形和圆柱空间为例,研究了不同介质条件下有源消声规律。结果表明:对于弹性结构封闭空间有源消声,当结构-声腔耦合较弱时,次级声源基本上只能抵消声腔模态;当结构-声腔耦合较强时,次级声源不仅能抵消声腔模态,而且对抵消与声腔模态耦合良好的结构模态辐射声也有作用。     

一种噪声与振动主动控制的滤波-MLMS算法

滤波－LMS算法在噪声与振动主动控制中最为常用，但在具有冲击干扰的环境下，其收敛性能变差，本文提出一种更具鲁棒性的滤波－中值LMS算法，无论在冲击噪声还是在非冲击噪声环境下，都具有很好的收敛性，计算机仿真结果进一步验证了这种算法的有效性。     

多通道反馈主动噪声分布控制系统的实现

在主动噪声控制领域普遍使用前馈控制,但是其要求能够获得有效的参考信号,因此在许多不能得到有效参考信号的情况下,只能选择反馈控制。相比于单通道系统,虽然多通道主动噪声控制具有更优的降噪性能,但是存在着计算负荷较大的不足,采用分布式控制是一种简单易行的解决办法。实验结果表明分布式多通道反馈主动控制具有良好的降噪性能。     

反馈的主动噪声控制技术在双层板结构中的应用

本文对于低频噪声在双层板结构中传播的问题，探讨采用反馈的主动噪声控制技术以达到控制噪声传播的目的，通过实验分析证明了这种方法的可行性并可取得一定的效果。     

采用自适应算法的有源消声模型

提出一种采用自适应算法的有源消声模型 ,对柴油机低频排气噪声进行了实验 ,结果表明 ,此模型较为切实可行的。     

基于分布参数理论噪声有源控制的研究

基于分布参数控制理论和声学理论，本文清晰地表达了有源消声（ＡＮＣ）所涉及的控制对象、控制系统和性能指标间的关系，指出了控制系统设计所要满足的稳定性条件和消声条件，为ＡＮＣ的进一步研究提供了有效的方法。文中对目标消声处局部区域声场状况，在主次声源、传声器不同位置下进行了仿真计算，弥补了以往未作这方面分析的不足，为有源消声系统的位置布放提供了依据。     

一种用于自适应有源噪声控制的在线次级通道建模方法

针对前馈式自适应有源降噪系统次级通道在线建模问题,首先分析比较已有的在线次级通道建模方法,给出了各自的优缺点。在此基础上提出了一种基于Fx LMS算法的在线次级通道建模方法,该方法使次级通道建模步长随干扰信号和建模白噪声信号功率自适应更新,降低了初级噪声对建模的不利影响,并利用误差信号相关值和初级噪声能量来更新控制滤波器步长,有效降低了突发随机噪声对系统稳定性的影响。计算机仿真结果表明,该方法显著提高了次级通道模型的精度和系统收敛速度,取得更好的降噪效果。     

环境噪声主动控制算法的研究与实现

噪声主动控制技术是环境降噪的新技术,主动控制算法是其核心的问题之一。在研究滤波-X LMS主动控制算法基础上,提出了基于ⅡR滤波器的滤波-U LMS主动控制算法。对存在声反馈时的噪声主动控制中,可以提高系统的稳定性。设计了自适应主动噪声控制系统,对滤波-X LMS与滤波-U LMS主动控制算法进行了仿真和实验,结果表明,两种算法均能有效地应用于噪声主动自适应控制中,滤波-U LMS具有更好的宽频降噪效果。