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。     

船用主动听力防护耳罩样机试验

针对某船用听力防护耳罩在强舱室噪声条件下，防护性能不佳的实际问题，提出一种主动听力防护型耳罩改进结构，考虑该耳罩内部扬声器对环境噪声参考传声器的影响，基于前馈型、反馈型及复合型主动防护策略开展听力防护试验研究。结果表明：在某型离心泵工作噪声条件下，传统无源式耳罩防护效果仅为10.32 dB，主动听力防护耳罩防护能力可达30.30 dB，能显著解提升耳罩听力防护能力，可为后期船用听力防护耳罩改进与应用提供技术支撑。     

基于压电结构的有源耳罩研究

目前有源耳罩大都采用固定的模拟反馈控制器，不能够最大限度地消除低频噪声。根据内模型系统原理，设计出基于内模型的自适应反馈控制器，使用数字方式针对周期性噪声进行控制。实验中采用压电陶瓷作为次级声源，使装置在体积与质量方面有显著改善。通过仿真和测试表明，该控制结构能有效消除噪声中所含的单周期噪声和双周期噪声。当耳罩内容积发生较大变化后，仍能保持良好的降噪效果，具有较强的鲁棒性。     

局部工作空间有源降噪系统次级声源与误差传感器布放研究

为有效抑制工作空间的低频噪声,对有源降噪系统次级声源与误差传感器的布放进行研究。以纺织机械-簇绒地毯织机的工作空间为研究对象,对簇绒地毯织机工作空间的噪声进行采集,以目标区域降噪量最大为控制目标,确定目标函数,采用蚁狮算法对有源降噪系统中的次级声源以及误差传感器的位置进行优化,得出最优布放方案,并分别进行单频和实际噪声的仿真分析。结果表明,根据蚁狮算法得到的布放方案在0～500 Hz的频段上平均降噪量为3.17 dB,能够很好抑制簇绒地毯织机工作空间的低频噪声。该结论可为后续簇绒地毯织机工作空间主动噪声控制系统的设计提供参考。     

阻尼钢轨的降噪性能试验

为研究阻尼钢轨的降噪性能,以标准钢轨和阻尼钢轨为研究对象,采用半消声室法进行室内声试验。通过对比试验,得出了标准钢轨和阻尼钢轨的时域、自功率谱和1/3倍频程曲线图。试验结果表明:阻尼钢轨产生的声压级幅值随时间迅速降低,并且在很短的时间内衰减完毕,衰减时间为标准钢轨的1/16;阻尼钢轨在1250 Hz以下频段范围内降噪效果不明显,在1250 Hz以上频段范围内,阻尼钢轨消耗了大部分能量,总噪声级有很大的降低,降噪效果显著。     

H∞控制理论在管道降噪中的仿真实验研究

本文运用H∞控制理论建立管道内一维声场的前馈式噪声主动控制模型,将前馈控制器设计问题转化为标准的H∞控制问题,为有效地消减次级声场对参考传声器的声反馈影响,声反馈通道被融合于控制器的设计过程中,以保证ANC系统的稳定性和降效果,计算机仿真结果表明,该系统能够稳定运行,并且可有效地降低截止频率以下频段的噪声,在设定频带内达到了较好的降噪效果。∞     

汽车空调系统的噪声测试及分析

通过研究汽车空调系统的噪声产生机制并进行相关测试,综合分析噪声的频谱特性及分布规律。测试结果表明,空调系统表现为宽频噪声,风机旋转产生的结构振动阶次明显,空调风道对噪声贡献集中在300 Hz以下,拆掉进风壳体后,问题频段内(600～800 Hz)的声压峰值消失。此外,针对风机的蜗舌形状提出噪声控制措施和行之有效的降噪方案,为空调系统的降噪设计提供参考。     

利用PZT执行器的噪声主动控制实验研究

根据噪声主动控制原理,建立了以PZT为执行器的噪声主动控制模型,研究了用于多输入多输出系统的自适应控制算法。开发出了单输出单输入噪声自适应主动控制系统,并且在外界激励分别为单频、多频情况下,进行了噪声控制实验,在50－450Hz的频段内取得了良好的降噪效果,其中65Hz时的最大降噪达到25．6dB,并且控制系统具有很好的自适应性和稳定性。     

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)。     

嵌入式轨道的振动噪声特性及优化研究

结合有限元和边界元法对有轨电车以60 km/h运行时的嵌入式轨道振动噪声特性进行分析,结果表明嵌入式轨道槽内结构振动显著,可以有效地进行振动能量耗散。嵌入式轨道沿着垂向和横向上的减振效果明显。嵌入式轨道的主要辐射噪声频段为250 Hz～1 200 Hz,尤其表现在400 Hz～500 Hz和800～1 000 Hz频段内。嵌入式轨道槽内结构噪声贡献显著,轨道板噪声贡献量较小。通过槽内材料参数优化,分别得到浇注料、降噪块和弹性垫板的最优的弹性模量和阻尼损耗因子,并分析噪声敏感参数,以降噪块形状为优化方向,分析得到较优的嵌入式轨道型式。综合材料参数和降噪块形状优化结果,辐射声功率级总值可以降低1.7 dB(A)。     

主、被动噪声控制的实验研究

传统的吸、隔声等被动噪声控制方法,适用于中、高频噪声的控制;主动噪声控制是利用声波的相消性干涉来达到降噪的目的,能够有效降低500 Hz以下的低频噪声。针对各自的不足,提出结合使用二者控制噪声的方法,在传统消声结构的基础上附加采用多通道FXLMS算法的主动消声系统。该装置充分发挥主、被动控制的长处,使用被动方法控制中、高频噪声,采用主动控制抵消低频声。实验结果表明主、被动噪声控制方法扩展降噪频带范围,改善降噪效果,是可行和有效的。     

薄膜型声学超材料的管道消声特性研究

针对管道低频流噪声难于有效控制的弊端,设计了一种薄膜型声学超材料及其性能测试装置,根据声波传递理论计算了管道内薄膜在声压作用下的振动特性。利用COMSOL软件的声固耦合模块研究了薄膜的消声特性,并进行了对比试验。结果表明:薄膜在低频范围内有较好的消声性能,薄膜的共振频率即为其消声工作频率;薄膜的振幅越大,传递损失值越高,最高达54 dB;薄膜参数的变化对超材料的消声性能有调节作用,通过改变施加在薄膜上的预应力和薄膜厚度,分别实现了传递损失峰值频率偏移120 Hz与110 Hz;通过改变附着质量块大小,实现了100 Hz及以下超低频消声。相关研究为主动声学超材料以及紧凑型管道消声器的设计提供了依据。     

数学摆台法的超低频加速度校准

建立了基于数学摆台法的超低频加速度校准装置,解决了线振动台超低频加速度信噪比低的问题,对相关校准具有参考价值和借鉴作用。根据低频噪声理论,在建立激光测振仪的功率谱密度模型基础上,提出了位移噪声的定量评价方法,通过实验验证了所提方法的正确性。对数学摆台的虚拟摆臂、激励传递系数进行了实验测量,对校准装置的测量不确定度进行了评定。该装置实现了加速度计在频率范围0.001～0.1Hz、加速度范围5×10^-7 ～1×10^-2m/s² 的绝对法校准。     

基于INM模型的天津机场飞机噪声污染预测与防治研究

随着我国航空运输业的不断发展,飞机噪声污染问题已经成为限制民航发展的主要问题之一。调查统计了天津机场2018 年实际航空业务量和规划航空业务量,利用INM模型计算飞机噪声并绘制等值线图,根据计算结果分析飞机噪声对周边环境的污染情况。计算结果表明,受航空业务量增加和第三跑道建设的影响,天津机场周边受飞机噪声影响的面积和人数显著增加。结合国际民航组织（ICAO）针对飞机噪声控制提出的“平衡做法”,研究天津机场可以采用的噪声污染防治措施,主要包括减少噪声源、土地使用的合理规划和管理、采用减噪飞行程序。     

Advanced noise reduction techniques for ultra-low phase noise optical-to-microwave division with femtosecond fiber combs

We report what we believe to be the lowest phase noise optical-to-microwave frequency division using fiber-based femtosecond optical frequency combs: a residual phase noise of -120 dBc/Hz at 1 Hz offset from an 11.55 GHz carrier frequency. Furthermore, we report a detailed investigation into the fundamental noise sources which affect the division process itself. Two frequency combs with quasi-identical configurations are referenced to a common ultrastable cavity laser source. To identify each of the limiting effects, we implement an ultra-low noise carrier-suppression measurement system, which avoids the detection and amplification noise of more conventional techniques. This technique suppresses these unwanted sources of noise to very low levels. In the Fourier frequency range of ～200 Hz to 100 kHz, a feed-forward technique based on a voltage-controlled phase shifter delivers a further noise reduction of 10 dB. For lower Fourier frequencies, optical power stabilization is implemented to reduce the relative intensity noise which causes unwanted phase noise through power-to-phase conversion in the detector. We implement and compare two possible control schemes based on an acousto-optical modulator and comb pump current. We also present wideband measurements of the relative intensity noise of the fiber comb.     

穿孔管串并联耦合消声结构研究

涡轮增压器进气管道的气动噪声严重影响着汽车的安全性和舒适度,由于穿孔管对中高频率宽频噪声具有良好的消声性能,因而得到广泛应用.该文设计一种模块化穿孔管串并联耦合的消声器结构,在分析消声器在常温无流与气固耦合状态下的模态频率与振型的基础上,研究气流流速对消声器模态频率和振型的影响规律以及消声器内部的气流再生噪声,气流的存...     

青岛近海航船相关海洋环境噪声谱级特性分析

为了了解航船以及禁渔政策对我国近海海域低频环境噪声特性的影响,文章分析了青岛近海航道区域和非航道区域的海洋环境噪声在25～500 Hz频段实测数据的1/3倍频程功率谱密度。结果表明,在30～100 Hz频段,航道附近海域海洋环境噪声谱级比非航道海域高大约5～10 dB;非禁渔期在150～400 Hz频段的海洋环境噪声谱级比禁渔期高大约4～5.5 dB。文章获取的近海低频环境噪声谱级特性,对了解和利用我国以及世界范围内近海环境噪声低频特性具有较重要借鉴意义。     

基于Helmholtz共振腔阵列的声学超材料研究

为有效控制特定频段的噪声,基于Helmholtz共振腔阵列,通过Helmholtz共振腔短管位置的控制,设计了一种新型的局域共振型声学超材料。利用COMSOL Multiphysics软件求得新型声学超材料的能带图和传递损失曲线,并与具有单一方向开口的Helmholtz共振腔阵列的传递损失曲线进行对比;同时,为分析新型声学超材料的带隙形成机理,求得了其在带隙频率范围内的声压分布云图。通过试验测试了新型声学超材料的吸声性能。结果表明：新型声学超材料的能带图中产生了2段较窄带隙和1段较宽带隙,在带隙频率范围内,声学超材料传递损失出现峰值;第1带隙和第2带隙较窄,原因是单个Helmholtz共振腔局域共振,声波能量消耗少;第3带隙较宽,原因是Helmholtz共振腔与其周期排列形成的外部波导联合共振吸声,消耗大量声波能量。试验测试结果与仿真计算结果较为吻合,新型声学超材料可有效控制1 300~1 500 Hz和1 500~2 000 Hz频率范围内的噪声。研究结果表明,所设计的新型局域共振型声学超材料可有效实现中低频减振降噪,为声学超材料在中低频的降噪控制研究提供了新的思路。