军用运输机机舱有源消声实验系统的设计与实现

为验证有源消声技术在军用运输机机舱低频噪声消除方面的有效性,设计和实现了一套机舱有源消声实验系统。采用“激振器+舱壁板”方式实现了飞机螺旋桨对机舱诱导噪声的声源模拟,设计了基于前馈控制结构的自适应有源噪声控制系统,构建了基于FX-LMS算法的自适应消声控制器,采用监测麦克风组对舱内空间的消声效果进行监测。实验结果验证了自适应有源噪声控制技术在军用飞机舱室消声降噪领域的有效性,并表明初、次级声源间距对自适应有源消声系统的消声效果具有重要的影响。     

最小二乘格形(LSL)自适应有源消声系统算法及实现

为了提高单路有源消声系统的消声带宽，本文把具有收敛性能基本不依赖于输入这一优异特性的最小二乘格形（LSL）滤波器引入有源消声，并利用高速信号处理器TMS320C25实现滤波器功能，成功地建立了一套LSL自适应有源消声系统．实验表明，该系统对带宽为248Hz的宽带噪声能达到10－15dB（A）的抵消比，取得了较好的效果．     

次级源近场和管壁弹性对充液管路有源消声性能的影响EI北大核心CSCD

建立了含次级源结构的充液直管有源消声系统数值模型,重点分析了声激励下次级源近场和管壁弹性对有源消声性能的影响。结果表明:次级源近场为非均匀声场,误差点位于该区域时部分频点控制效果较差甚至放大,而处于声场均匀区域时可使降噪量提高10 dB以上,增加误差点数量可使绝大多数频点的降噪量提高5 dB以上;管壁弹性使次级源与管壁间的耦合较强,非对称分布的次级源容易激起管壁振动,导致降噪谷值的出现,采用对称分布的次级源可显著提升控制效果;增加次级源数量能够提高系统的有源无源复合控制效果,但使得管内声场变得复杂,多次级源模型的有源消声效果随频率升高而有所降低。     

次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管声振复合有源控制的影响*

针对充液管路系统噪声有源控制问题,研究了次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管管路系统有源消声与有源消振复合控制效果的影响。基于声固耦合方法建立了带弹性障板的充液直管管路系统的有限元模型,在声激励下对比了次级声源布放对系统有源消声性能的影响,并在组合激励下分析了次级力源、次级声源和误差传感器布放对系统复合有源控制的影响。结果表明,非对称分布的次级声源容易激起管壁振动,进而带动障板振动,导致有源消声效果不佳;采用对称分布的次级声源可使低频段的降噪量提高10 dB以上。复合有源控制可进一步提升全频段的控制效果。通过增加振动误差传感器数量,可使绝大多数频点的降噪量提高1~20 dB不等。此外,在管壁上布放的两圈次级力源的间距小于管壁振动波长的1/4,且都不位于管壁振动节点附近时控制效果更好。     

自适应宽带有源消声

实际中存在的噪声，一般都是窄带或有色宽带噪声（简称宽带噪声），而宽带噪声更为普遍．为使宽带自适应有源消声（ＡＡＮＣ）得到实际应用，必须保证宽带ＡＡＮＣ系统具有良好的稳定性和较高的降噪量．为此，本文对ＡＡＮＣ系统稳态性能作了理论分析和数值计算，得到了系统降噪量对噪声带宽、空间声传播通道、自适应滤波器参数等的依赖关系；以自由声场远场ＡＡＮＣ为例，从声学角度对ＡＡＮＣ系统作了物理解释，从而为改进宽带ＡＡＮＣ系统性能提供理论依据．     

有源抗噪声护耳器H2/H∞优化方法研究

采用固定系数滤波器和自适应滤波器相结合来实现一种有源抗噪声护耳器系统。固定系数滤波器除了降低宽带噪声,其最主要的作用在于减小次级通道的不确定性。固定系数滤波器和次级通道滤波器都采用H_2/H_∞优化方法设计得到。仿真和实验结果表明:固定系数滤波器提高了自适应算法的稳定性,护耳器系统在宽带和周期性噪声环境中都取得了比较好的降噪效果。     

弹性结构封闭空间有源消声

本文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，然后以矩形空间为例，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，当结构一声腔耦合较弱时，次级声源基本上只能抵消声腔模态；当结构一声腔耦合较强时，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。最后，以有限长圆柱封闭空间为模型，完成了结构受点力激励，腔内为空气介质和水介质条件下的单次级声源有源消声实验。验证了理论结果。     

空间有源消声的声能量流研究

本文从理论和实验两个方面对平面噪声场中单极子次级源、偶极子次级源最小辐射声功率时的空间产能量流作了研究，从而直观、清晰地描述了一种消声机理：有源声吸收。并指出：尽管此时次级声源是“能量吸收”结构，但依然存在空间能量转移现象，而且并非各种类型的次级源在各个方向都吸收声能量，次级源各个方向吸收的能量大小也是不同的。实验结果与理论分析相吻合。     

指向性声源的自由空间有源消声

本文根据最小辐射声功率准则，推导了当初级源和次级源的声辐射均具有指向性时，次级源最优复强度的一般表达式．分析结果表明该式具有普遍性。文中最后讨论了几种典型和常见的声源结构有源消声的特点，给出了次级源最优复强度及消声前后辐射功率比的表达式。     

空间有源消声的微机控制

本文讨论了通用微机控制空间有源消声，以修正的ＰＩＤ算法加上逻辑判断构成的控制软件，使得系统收敛迅速，跟踪速度快，消声效果令人满意，而且系统工作稳定可靠。     

充液管路系统流体声与结构声的复合有源控制

采用基于谐频自适应控制算法的有源消声与消振系统对充液管路系统突出的低频线谱噪声进行有源控制实验研究.建立了泵水循环管路实验系统,在管路中安装有源消声器对流体声进行控制,在管路出口障板上采用8×8通道有源消振系统控制结构声辐射。开展的低频线谱噪声与振动有源控制实验结果表明,在50~200 Hz频带内,通过结合有源噪声与振动控制可在多数频点取得10 dB以上的降噪效果。针对该实验系统,通过分别控制流体声和结构声分析了两者的贡献.实验结果验证了有源消声与消振系统具有较好的降噪性能,各频点处流体声与结构声占比情况不同,需要综合控制流体声与结构声才可以取得显著的降噪效果。      

外力源和外声源共同作用下复杂封闭空间的有源消声

对于具有两个弹性板的复杂封闭空间，建立了在外声源和外力源以及控制电压共同作用下有源消声系统建模的新方法。长方体封闭空间耦合系数数值计算的结果，验证了这一方法的正确性。采用全局控制和局部控制方案，进行了计算机仿真，取得了良好的消声效果。该方法拓宽了利用结构声辐射进行有源消声的范围，可适用于任意形状的封闭空间。     

空间有源消声的微机控制

本文讨论用通用微机控制空间有源消声．以修正的PID（比例、积分、微分）算法加上逻辑判断构成的控制软件，使得系统收敛迅速，跟踪速度快，消声效果令人满意，而且系统工作稳定可靠，     

低频噪声的有源控制

本文概述了国内外在噪声有源控制方面的研究情况.随着控制论、数字信号处理技术及微电子学逐步应用于有源控制系统,有源消声的推广价值不断增加.文中介绍了有源控制技术在抵消重复噪声(如柴油机排气噪声)、随机噪声(管道或风洞噪声)及空间噪声(变压器噪声)中的应用实例.     

调节水床效应的双梯度有源噪声控制自适应算法*

为了使自适应反馈有源噪声控制系统能够兼顾水床效应,通过约束次级信号的能量以调节噪声放大,设计了一种双梯度算法。当次级信号满足约束,算法沿着最小化误差信号能量的梯度方向迭代,反之,则沿着最小化次级信号能量的方向迭代。在有源降噪耳机实例中的对比结果表明,该算法能调节噪声放大并保持较大的降噪带宽,且运算量没有显著增加。     

单扬声器的管道有源吸声器

本文提出了以抵消法进行检测的单扬声器有源吸声结构,并研究讨论了声学行波探管应用于自适应有源吸声系统。声学行波探管可以完成信号检测及延时两部分功能,并可避免管道中气流对传声器的影响及损害。用单只扬声器的抵消接收法的有源吸声方式对低频及窄带噪声效果良好。有效消声频率范围从50—500Hz,最佳消声指数对单频声接近50dB,对1/3oct带宽噪声18dB对1oct带宽噪声为10dB。     

Implementation of the controller for a compound active noise-cancellation earmuff

本文用传递函数描述了复合式有源消声耳罩的系统模型,确定了模拟式消声控制器的合理阶次。对于前馈控制器和反馈控制器,均给出了成熟的电路实现方案。最后,实际设计了复合式有源消声耳罩,并实测了控制器特性和消声效果,验证了本文提出的控制器实现方法的有效性。     

自适应空间有源消声中误差传声器的位置及个数优化

近年来对有源消声理论以及自适应有源消声技术的研究一直是相互独立着进行的，本文通过对自适应有源消声系统中误差传声器个数以及位置的优化选择，找到了它们两者之间的联系，并结合控制系统的性能特点给出了误差传声器个数及位置优化的方法，对影响自适应有源消声效果的因素做了分析讨论，实验验证了本文所得结论，并取得了良好的效果．     

有源消声耳罩控制器的实现

本文用传递函数描述了复合式有源消声耳罩的系统模型,确定了模拟式消声控制器的合理阶次,对于前馈控制器和反馈控制器,均比出了电路实现方案,最后,实际设计了复合式有源消声耳罩,并实测了控制器特性和消声效果,验证了本文提出了的控制器实现方法的有效性。     

管道噪声的自适应抵消及其计算机模拟

本文提出一种采用自适应抵消的管道噪声有源降噪系统，自适应滤波器为有限冲激响应的横向结构，系统中采用了辅助滤波器和补偿滤波器，它们保证了最小均方算法的正确收敛，消除了声反馈效应，计算机模拟证实了该系统的可行性，通过对具有不同物理参数的管道的计算机模拟，得到了这些参数的变化对总降噪量的影响，这些参数包括温度、气流速度、管内的吸声情形、次级声源的Q值及次级声源到检测传声器的距离，模拟的结果有助于实际管道有源降噪的系统的设计。