次级通路特性对有源控制系统中滤波器参数的影响

在有源噪声控制系统实现过程中,次级通路特性对有源控制算法实现、系统的稳定性及降噪量都有着重要影响。文章首先研究了通路建模过程中,通路传递函数极点位置对建模精度及建模滤波器长度的影响表明:在IIR滤波器模型中,极点位置越靠近单位圆,在使用FIR滤波器进行逼近时,所需的滤波器长度越长;与极点位置对建模FIR滤波器长度的影响相比,极点个数对建模FIR滤波器长度的影响相对要小。然后以矩形封闭空间为例,通过计算机仿真深入研究了次级通路特性对有源控制的影响。仿真结果表明:在相同建模滤波器长度情况下,阻尼系数越小,有源控制效果越差。     

有限长圆柱壳结构水下声辐射有源控制实验

以水下有限长圆柱壳为对象,实验研究水下结构声辐射有源控制。实验中通过引入次级力源,以单个或两个误差点处的声压最小为目标函数,分析次级激振器和误差传感器布放（位置和数目）以及激励频率对控制效果的影响。结果表明：有源控制能够有效控制水下圆柱壳线谱噪声;增加次级激振器和误差传感器的数目,能够增大降噪区域;有源控制在3 000 Hz高频处对壳体噪声控制依然有效。有源控制能够对多线谱信号激励壳体辐射噪声产生抑制作用。     

平面结构有源声吸收理论研究

构建了平面结构的有源吸声结构,以吸收空间任意方向入射的声波,使结构对入射声波的反射最小,实现有源吸声降噪,考虑初、次级结构间耦合声场对结构反射声功率的影响,并利用声功率近场计算方法推导了在斜入射平面波作用下,有源控制前后结构的反射声功率计算公式;并以反射声功率最小准则,得出结构最优吸声效果.通过计算机仿真分析,研究了不同情况下结构的吸声效果.     

采用主被动控制技术的自然通风隔声窗研究

现有自然通风隔声窗无法有效解决中低频噪声问题,将有源控制技术应用于自然通风隔声窗上,结合聚氨酯吸声棉、微穿孔板,验证了主被动控制系统分别在100 Hz~400 Hz,400 Hz以上范围内可以有效降噪,且整窗隔声性能等同于普通窗全关状态,并在出风口降噪量可以达到32.6 dB(A)。     

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。     

低频声有源吸收理论研究

为了吸收低频入射声 ,作者提出了一种有源吸声结构 ,本文从理论上研究了该结构的吸声性能。文章首先建立理论模型 ,然后通过近场方法和求解弹性板 -声腔耦合系统结构响应推导了有源控制前后反射声功率的计算公式 ,然后按声反射功率最小化准则求得最佳有源吸声效果。最后通过一系列算例证明了该吸声结构吸收低频声波的有效性 ,并研究了吸声效果与次级力源位置的关系     

平板型有源吸声结构物理机制研究

有源吸声结构是近年来提出的吸收低频反射声的有效方案,对其物理机制的分析将为系统优化设计、次级源和误差传感器布放及控制目标选取等关键问题提供理论支持.在最小反射声功率条件下,从控制前后初、次级结构的反射声功率和净声强的变化,以及反射声场中声强的分布来阐述吸声降噪中的物理机制.结果表明,吸声降噪中的能量转换分为能量抑制、能量吸收以及能量抵消3种机制.从近场声强的角度看,有源吸声主要是通过声强幅度抑制和声强方向调整两种机制体现,控制前大部分区域反射声波的法向声强为负值,控制后则变为正值,即声能量在控制前向远场传递,控制后则流向吸声结构.     

基于DSP的前馈式自适应有源低频噪声控制系统设计

本文阐述了前馈式有源噪声控制系统原理及FxLMS算法。设计了一种基于DSP的前馈式自适应有源低频噪声控制系统,采用LMS算法实现次级通路辨识,采用FxLMS算法实现自适应有源噪声控制。实验结果表明,对于频率为300Hz的低频噪声,能够取得14dB左右的降噪量。     

一种不需要次级通道建模的有源噪声控制算法

对有源噪声控制的研究,绝大部分都是建立在次级通道已知的基础上,或者通过在线或离线辨识来建模次级通道,通过分析滤波-XLMS（FXLMS）算法收敛的几何特性实现有源噪声的无模型控制。子带技术是将信号通过不同频带的滤波器,把信号分解到不同频带的子带中,对各子带信号分别进行相应的处理,并减少处理时间。将两者相结合,运用子带技术,采用过采样无延迟子带结构消除单频噪声、窄带噪声以及宽带噪声,降噪效果明显。相比传统的XLMS滤波算法,该算法降低了运算量,且实现结构简单。     

一种基于延迟系数技术的次级通道在线辨识新方法

工程中控制目标区域改变、误差传感器位置变化或其他因素会引起的次级通路的实时改变,精确的辨识次级通道传递函数可以有效的提高噪声主动控制效率。基于人工延迟系数技术提出一种新的次级通道在线辨识方法,推导出主动控制环节收敛步长和次级通路建模环节收敛步长的调整表达式,从收敛性能和算法计算量两方面跟传统算法进行比较,得出其改进优势。给出新的附加噪声功率控制策略,实现对附加随机噪声功率的调节,在保证系统稳定的情况尽量消除其对残余噪声的影响。最后,进行了算法仿真和噪声主动控制实验,结果表明该算法具有收敛性好,降噪性能高的特点。     

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。     

大型飞机三维空间噪声的主动控制研究

三维空间的噪声主动控制技术是近年来噪声控制领域研究的一个热点问题,对于降低飞机或车辆里的噪声水平有很大意义。提出了一种对于噪声在三维空间里进行优化控制的方法,建立三维空间的几何控制模型,并且对几何模型进行区域划分,误差准则取所有区域的声压平方和,确定优化目标为误差准则取得最小值,计算出多点次级声源的强度。最后基于该方法设计的噪声主动控制系统进行数值仿真和实验验证,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于峰值预滤波次级通道在线建模的主动噪声控制系统

传统白噪声激励在线建模主动噪声控制(ANC)系统,次级通道对激励源的响应在一定程度上会干扰控制滤波器的迭代,而且会增大系统收敛后的声场能量.针对这一问题,一种新的、用于窄带噪声抵消的在线建模ANC系统被提出:利用峰值滤波器对真实次级通道进行重构,新的传递函数能够不失真地重现待抵消噪声所在频段的次级通道频率响应,并对其它频段进行抑制.最后利用该系统对舰船辐射线谱噪声进行了主动控制计算机仿真试验.结果表明:该系统简化了次级通道的传递函数,减少了白噪声对控制滤波器的干扰,提高了系统性能,并降低了系统收敛后的声场残余能量.     

基于压电智能材料的自适应吸声实验研究

提出了用压电材料进行水下主动宽带低频吸声的方法,用PVDF复合智能材料作为主动吸声系统中的吸声材料,在滤波-X LMS算法基础上,研究了一种在工程中实现简便的次级通道建模方法——通道时延估计法。构建了数字时延控制系统,直接从实际声场中分离入射声波与反射声波作为控制系统的参考信号和误差信号,在脉冲声管中进行了管道声有源吸声控制实验。实验结果表明,在施加控制的情况下PVDF压电智能材料能有效地对低频入射声进行吸收。     

基于压电效应的噪声控制研究进展

对噪声主动控制技术、杂交阻尼技术、压电分流阻尼技术及压电阻尼复合材料等方面的国内外研究概况进行了综述,通过现状分析,指出需要进一步发展成熟的流、固、声及电的多重耦合有限元分析方法;认为采用压电分流阻尼技术,以及与高分子阻尼材料及一些消声结构的结合,可以有效控制低频及宽频带噪声;压电阻尼复合材料的消声机制中,应该考虑微粒局域共振产生的消声作用,需进一步深入其基础理论。     

基于实验室重现噪声的高速列车车厢主动降噪实验研究

为降低高速列车运行时的车厢内低频噪声,研究了车厢内大范围区域的噪声主动控制问题。针对高速列车运行实测噪声频谱与目标降噪区域尺寸（1.8 m×2.5 m×1.3 m）,设计48通道的前馈主动控制系统。按照比较匀称的排列方式,次级声源布放在车厢内除底部的其余5个面上,误差点分布在目标区域。通过测量各声学路径传递函数,离线计算和控制滤波器工作状态。在半消声室内进行一节车厢布局的降噪实验,使用车外声场重现系统播放4种车速工况下的初级噪声,测量主动控制系统的降噪性能并分析不同车速下噪声和不同参考信号下系统性能的异同。结果表明,对于不同车速的噪声,使用车厢窗户的振动信号为参考信号,在目标区域48个测量点可获得3.1～4.7 dB（A）的平均降噪量,验证了主动控制系统在大范围区域实现降噪的可行性。     

次级通路特性及对有源控制算法的影响

在有源噪声控制研究中,次级通路特性对保持系统稳定及快速实现多通道自适应算法具有关键性的作用。首先研究了次级通路特性与自适应有源控制算法及实现的关系,然后对典型的次级通路特性进行了深入研究,最后以封闭空间声场多通道有源控制为例,对次级通路建模及应用进行了仿真研究。     

气流式雾化火焰声压分布特性试验研究

研究气流式雾化火焰声压分布特性,建立火焰长度与声压分布之间的关系,分析不同火焰长度对火焰噪声辐射特性的影响。结果表明:火焰噪声声压场可根据火焰长度L划分为三个区域:近场区、衰减区和远场区;近场区声压值最大,为气流式雾化火焰噪声的产生区域,燃烧噪声为主要噪声源;衰减区为噪声的最佳采样区域,可测得噪声的总声压值;远场区声压变化幅度很小,可近似等于远场声压;随着火焰长度的增加,火焰噪声的指向性越明显,辐射强度越大。