降采样稀疏FIR次级通道有源降噪研究

针对有源噪声控制中线性长时延次级通道系数多导致计算量大的问题,提出了基于降采样稀疏FIR次级通道模型的有源降噪方法。该方法采用降采样技术解决了一定硬件能力下长时延次级通道辨识时的系数不收敛问题;采用稀疏FIR次级通道系数表征完整次级通道系数,有效减少了单次迭代的算法计算量,同时给出了基于和表征函数的稀疏阈值选取方法。仿真和管道有源降噪系统实验验证了文中方法可有效减少计算量,提高收敛速度,该方法可解决一定硬件资源下长时延次级通道系统降噪问题,具有较好的实用性。     

柴油机排气噪声有源控制仿真研究

针对柴油机排气噪声设计了一套有源消声系统，并对高速数字信号处理芯片为基础的控制单元进行了仿真试验，该系统采用了转速信号作为次级声源输入，并以自适应同源谐波滤波为控制模型，保证了系统的有效性和稳定性，仿真结果表明，本系统有很好的消声效果。     

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。     

110kV变压器有源噪声控制系统电声器件布放的优化设计

阐述自由声场中基于多点声源阵的有源噪声控制策略.结合实验测量的某型号110kV变压器噪声数据,运用多声源阵有源控制策略对其低频噪声进行有源控制.通过对仿真结果分析,总结出控制系统中次级源与误差传感器个数、它们的空间排布对控制效果的影响规律.理论上次级源与误差传感器的个数越多,控制效果越好.但过多的次级源与误差传感器必然...     

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。     

基于Simulink的非线性振动系统仿真

基于Simulink仿真软件建立了双折线迟滞恢复力的仿真模型,并对非线性振动系统进行仿真。结果表明,Simulink软件编程简单,可靠性高,利用其对非线性迟滞振动系统进行仿真,能够很容易地得到系统的位移、速度及加速度时域曲线,方便、髙效。     

基于遗传算法的回转体头部线型低噪优化设计

基于边界层理论和转捩区声辐射理论,利用Krane偶极子声源模型对Liepmann单极子声源模型进行改进,结合回转体头部线型设计理论,采用标准遗传算法,建立了一套完整的回转体头部线型低噪优化设计的方法和模型。优化结果表明：找到了全局最优解,最大降噪量约为11.8%。     

基于神经网络的有源噪声控制实验研究

FxLMS算法以其结构简单,性能稳定的特点在有源噪声控制领域得到广泛应用,但当通道非线性时控制效果不佳。人工神经网络用作非线性控制器时存在计算量较大的局限性,严重时会影响系统的实时响应能力。为此采用了一种结构简单的基于人工神经网络的有源噪声控制系统。实验结果表明该系统具有较理想的降噪效果和实时响应能力。     

基于经验模态分解的多通道有源噪声控制

为了提高有源噪声控制系统的降噪效果,提出了基于经验模态分解的多通道有源噪声控制系统。该系统首先采用经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,简称EMD）方法对多个噪声源信号分别进行自适应分解,并对分解后的每个信号各个IMF（Intrinsic Mode Function,简称IMF）分量的响度分别进行计算,然后根据各个分量的响度大小进行残差滤波器的设计。与基于A计权曲线设计的残差滤波器相比,该方法所设计滤波器能更好地抑制响度较小的信号频率成分。对车内噪声进行测试并对双通道有源控制系统的降噪效果进行了仿真,结果表明,本文所提出的控制系统比传统滤波-X LMS方法和采用基于A计权残差滤波器系统的主观降噪效果有所改善。     

非线性系统载荷识别的最小二乘支持向量机法

为解除载荷识别问题对原系统先验知识的依赖，本文提出采用最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine，LS-SVM）对非线性系统进行逆模型辨识，随后在该逆模型基础上利用工作状态的响应数据识别时域载荷。通过对某一非线性系统的稳态和非稳态激励的仿真计算，验证了该方法的有效性。仿真结果表明LS-SVM能够辨识出可靠的非线性系统的逆模型，进而反演出较精确的时域载荷。该方法不需要了解系统的数学模型及参数，只需少量训练样本即可，因此该方法能够应用于工程实践中。     

水中声波非线性相互作用的声吸收声研究

为研究声波非线性变参数相作用后的能量转移问题,本文利用谱分解方法对整倍频声波相互作用后的幅度解进行了理论研究和仿真分析。研究表明：高频声源级大于低频声源级,且高频声源级取定值时,频率比N越大,声吸收声效果越小。频率比N 3时,两列声波的初始相位关系对声吸收声的影响可忽略不计。高频泵源越强,高频对低频声的声吸收声效果越弱;相反,低频泵源越强,高频声波对低频声的声吸收声效果越强。非线性累积效应在间断距离处达到最强。     

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     

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。     

基于几何平均声压的声强计算的误差分析

采用p—p法计算声强时，需要用两个传声器测得的声压的均值代替被测点的平均声压，用两声压进行一阶差分来间接获得声振速。声压平均一般基于算术平均算法，分析发现：在高频区误差较大。针对声场大多呈非线性的特点，提出了应用几何平均计算声压的方法。并以平面声源、单极子、偶极子三种声源为例，对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行了对比分析，结果表明：在高频区由几何平均声压而得到的计算声强的误差小于由算术平均而得到的计算声强的误差。     

一种声强计算的新方法

采用p-p法计算声强时，需要将两声器测得的声压进行平均作为被测点的声压，将两声压进行差分计算来间接获得声振速，常规声压平均一般均基于算术平均算法，分析发现；在高频区误差较大；针对声场大多呈非线性的特点，提出了应用几何平均计算声压的方法，并分别以两同相小球源和声柱为例。对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行了对比分析，结果表明：在高频区由几何平均计算声强的精度明显高于由算术平均计算声强的精度。     

Modeling of finite-amplitude sound beams: second order fields generated by a parametric loudspeaker

The nonlinear interaction of sound waves in air has been applied to sound reproduction for audio applications. A directional audible sound can be generated by amplitude-modulating the ultrasound carrier with an audio signal, then transmitting it from a parametric loudspeaker. This brings the need of a computationally efficient model to describe the propagation of finite-amplitude sound beams for the system design and optimization. A quasilinear analytical solution capable of fast numerical evaluation is presented for the second-order fields of the sum-, difference-frequency and second harmonic components. It is based on a virtual-complex-source approach, wherein the source field is treated as an aggregation of a set of complex virtual sources located in complex distance, then the corresponding fundamental sound field is reduced to the computation of sums of simple functions by exploiting the integrability of Gaussian functions. By this result, the five-dimensional integral expressions for the second-order sound fields are simplified to one-dimensional integrals. Furthermore, a substantial analytical reduction to sums of single integrals also is derived for an arbitrary source distribution when the basis functions are expressible as a sum of products of trigonometric functions. The validity of the proposed method is confirmed by a comparison of numerical results with experimental data previously published for the rectangular ultrasonic transducer.     

有限长圆柱绕流气动噪声源特性分析

气动噪声源的能级、分布特性及其产生根源还不够清晰。以有限长三维圆柱绕流为研究对象,基于声源方程分析气动噪声源的种类构成及其与气动参数的关系,通过数值计算得到可压非定常流场,利用气动参数定量计算圆柱顶部、中部和底部的声源大小分布,研究声源的分布特性和产生根源。结果表明,在有限长圆柱绕流场中,以偶极子声源为主,单极子声源可以忽略不计,四极子源项的值比偶极子小1～2个数量级。偶极子主要分布在来流分离点及圆柱后壁面湍流涡二次碰撞区域,四极子主要分布在来流分离点及其向后拖曳区域。偶极子声源主要由于圆柱两侧涡脱落处的脉动压力在横向(y方向)上的二阶梯度引起。以上结果为气动噪声控制的进一步研究提供了借鉴和参考。     

高架轻轨噪声预报模型及实验对比

城市高架轻轨在缓解交通压力的同时也给其周边的环境带来了噪声问题。因此,其噪声预报开始逐渐受到技术人员的广泛关注。在前人研究的基础上提出一个轨道交通噪声沿水平方向传播的计算模型,把通过的列车看作一有限长线声源,将声场分为声影区和声照区。该模型不仅考虑了直达声的影响,还附加考虑声照区内的地面反射声、声影区内桥面与地面间的混响声以及地面振动引起的二次辐射声的贡献。为了验证理论模型的有效性,对上海市某高架轻轨运行段进行实测,测试与计算结果的趋势保持一致。通过不同模型计算结果与实测值的比较可见：在近场区增加混响声、地面反射声和地面辐射声,修正后的预报结果误差明显减小;在远场区,三种修正的影响随距离的增大而减小,因为声场趋于自由场。因此,所提出的预报模型可以作为高架轻轨声学设计参考。     

The Role of Convection During the Self-Focusing of Nonlinear Second Sound Pulses Near the Lambda Point

Second sound in superfluid helium is made up of scalar temperature and vector convective velocity fields. The local sound velocity is altered by these fields, leading to finite amplitude effects. The vector convective field and the direction of propagation are colinear for infinite plane waves and the amplitude dependent velocity is described by the Khalatnikov nonlinear coefficient. For finite sources of second sound, the convective velocity and the local sound velocity may not be colinear, leading to unusual nonlinear effects. We present a vector representation of the finite amplitude velocity of sound emitted from arbitrary sources of second sound, and apply it to a model of two point sources. This simple model is used to show how the linear superposition of signals delayed by the scalar temperature and vector convective fields of second sound may describe a finite amplitude phenomenon: The distortion, due to self-focusing, of pulsed nonplanar second sound near the lambda point.     

基于遗传算法的指向性声源自适应有源消声系统优化

详细讨论了自由声场自适应有源噪声控制（ＡＡＮＣ）中，初级源为无限大刚性障板上的圆面活塞辐射器，采用一个和二个点源做次级声源时，使ＡＡＮＣ系统获得最大降噪效果的次级声源和误差传感器（以下统称为执行元件）的布放问题，并利用遗传算法（ＧＡ）确定次级源和远场误差传感器的最优位置。通过理论分析和计算机仿真结果的比较，证明了采用遗传算法可以准确地得到传统的梯度搜索优化算法难以得到的位置优化解。