以可控式薄板振动为次级声源的有源噪声控制实验研究

提出应用于有源噪声控制的改良自适应滤波算法,然后搭建管道噪声有源控制实验装置,并分别以可控式薄板振动和扬声器作为次级声源进行管道有源噪声控制实验研究。结果表明:在低频段时,以可控式薄板振动为次级声源的有源噪声控制效果小于传统的扬声器,但在中、高频时降噪效果较为明显;在1 200 Hz以后管道截止频率之前,次级声源为平板时,控制前后管道下游的衰减量可达50 dB,相较于传统的次级声源扬声器高出了约10 dB。在管道有源消声中,由于平板声源具有较好的指向性,因此可从管道噪声主动控制扩展到空间噪声主动控制,以此来弥补平板在低频声辐射能力不足的缺点。     

管道有源消声实验系统的阻抗控制研究

以声阻抗为控制目标，对管道有源消声实验系统的消声机理进行了分析和探讨，研究表明，有源消声的效果取决于次级扬声器位置的等效声阻抗以及管道的阻抗分布特性，在消声实验台的自适应控制结果表明，在主频上取得了降噪40dB以上的效果。     

碳纳米管薄膜扬声器设计及有源噪声控制

碳纳米管薄膜扬声器是近几年发展起来的一种基于热声效应的新型扬声器。以探究碳纳米管薄膜扬声器作为次级声源的可行性为目的,研究了碳纳米管薄膜远场声压及主要影响因素,进而设计出可调节的并联结构薄膜扬声器;首次提出将碳纳米管薄膜应用于有源噪声控制中,将其作为次级声源构建有源消声模型,以初、次级声源的总声功率最小为目标,推导出薄膜声源的最优控制电压;设计了5个不同的薄膜扬声器作为次级声源对单极子初级声源实施控制,计算有源控制效果,分析控制效果的主要影响因素。     

基于电力声类比线路法的次级声源建模

进行有源噪声控制系统仿真时,为减少次级通路传递函数估计的失配,提出了基于电力声类比线路法的次级声源建模方法,并以滤波-X LMS算法为例,对采用该次级声源模型的控制系统收敛范围和降噪效果进行了研究。结果表明,该次级声源模型与通常的理想模型在幅值和相位两方面都存在较大差别,该次级声源模型系统的降噪效果远低于理想模型系统,同时低频收敛范围增大,高频收敛范围减小。该模型的建立为深入开展有源噪声控制系统仿真研究提供了一种新的次级声源建模方法。     

车内噪声自适应有源控制系统建模与仿真

从有源噪声控制的原理出发,结合车内噪声的特点,制定了以前馈数字式自适应控制器为核心,发动机和车身的振动加速度为输入,次级声源为输出,残余噪声信号为反馈的闭环有源噪声控制技术方案。采用了非声信号作为参考信号来解决次级声反馈问题,在次级通路建模上,引入了自适应在线附加随机噪声Zhang法,采用归一化FLMS算法建立自适应滤波器。在MATLAB/Simulink下建立了车内噪声有源控制的模型,并通过仿真论证了方案的可行性。     

水下弹性圆柱壳结构声辐射有源控制研究

研究了利用次级环带声源对水下有限长弹性圆柱壳结构振动声辐射进行有源控制。给出了初级圆柱和次级环带声源之间的互辐射阻抗计算公式,考虑流固耦合效应,利用二次最优理论,以辐射声功率最小化为目标函数,得到次级环带声源的最优激励力,最后计算控制前后远场辐射声压的空间分布。结果表明:利用次级环带声源可以对弹性圆柱壳结构振动辐射噪声进行控制,增大次级环带声源与初级圆柱壳间距,控制效果变差;次级激励力位置对辐射声功率控制效果也会产生影响。     

水下弹性圆柱壳结构声辐射有源控制研究

研究了利用次级环带声源对水下有限长弹性圆柱壳结构振动声辐射进行有源控制。给出了初级圆柱和次级环带声源之间的互辐射阻抗计算公式,考虑流固耦合效应,利用二次最优理论,以辐射声功率最小化为目标函数,得到次级环带声源的最优激励力,最后计算控制前后远场辐射声压的空间分布。结果表明:利用次级环带声源可以对弹性圆柱壳结构振动辐射噪声进行控制,增大次级环带声源与初级圆柱壳间距,控制效果变差;次级激励力位置对辐射声功率控制效果也会产生影响。     

双处理器多通道有源消声系统的设计与试验

多通道有源消声系统随着通道数的增加运算量会大幅增加,严重时系统不能正常工作。针对此局限性设计了双数字信号处理器结构的控制器,通过2个处理器并行工作,增强了系统的实时运算能力,可以满足多通道有源消声系统对处理器计算能力较高的要求。试验结果表明,双处理器结构的有源消声系统是可行和有效的。     

基于神经网络的动反馈管道有源消声系统声学通道辨识

介绍了一种采用动反馈式扬声器的管道有源自适应噪声控制系统,系统中动反馈扬声器既作为有源消声系统的执行元件,也作为检测控制效果的声传感器。分析了系统中存在的各声学通道,并进行了基于自适应线性神经网络的辨识。该方法实现简便,对工作环境无干扰,各声学通道传递函数估计精度高。     

有源声学结构次级声源的布放规律研究

有源声学结构是近年来提出的一种控制结构低频声辐射的有效方案,它是智能结构在有源噪声控制领域的具体应用。次级声源的优化布放是有源声学结构研究中的核心问题,本文对此进行了研究。首先建立了有源声学结构的计算模型,然后基于声辐射模态和结构振动模态理论,推导总结出各种情况下次级声源的最优布放规律,最后用一系列的计算机仿真实例对该规律进行了验证。     

管道复合主动噪声控制系统及其实现

为了提高管道噪声主动控制系统的性能,设计出基于TI公司的TMS320C30芯片作为控制器的实时管道复合噪声主动控制系统(简称ANC系统)。针对前馈ANC可实现较宽的降噪频带,但在实际复杂系统中不能完全满足参考传感器信号和噪声声源要紧密相关要求;而反馈ANC系统中,降噪效果不依赖于声场的相关性,但其降噪频带较窄的特点,设计出复合FXLMSANC系统。在某风机、通风管路系统上进行ANC试验的结果表明,应用复合FXLMSANC方法,能获得比单独使用前馈FXLMSANC算法或反馈FXLMSANC算法更好的降噪效果。     

基于EMD与响度的有源噪声控制系统

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( empirical mode decomposition,EMD)和响度的控制系统.该系统首先采用EMD方法对噪声源进行自适应分解,并对分解后的各个固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量的响度进行计算,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.对有源噪声控制系统的降噪效果进行了仿真,结果表明,所提出的控制系统比传统滤波-X LMS(filtered-X least mean square)方法和采用基于A计权残差滤波器的系统降噪效果更好.     

阶梯轴中扭转弹性波主动控制研究

从一维扭转波动理论入手,就阶梯轴中变截面界面上扭转弹性波的反射和透射关系建立起了各轴段的扭转振动响应的数学表达式。并基于位移响应为目标控制函数,对二次源、误差传感器的布置位置进行了优化设计。从理论上模拟了主动控制效果。并对一个一级梯轴进行了弹性波主动控制的试验研究。结果表明,对于复杂的阶梯轴形式,采用简单的单一控制源和单一误差传感器的控制形式就能取得良好的控制效果。     

导流罩对空调器室外机噪声的影响

为了明确导流罩对空调器室外机噪声的影响,利用数值模拟的方法对室外机内部气体流动进行了计算,研究了室外机出风口相对湍流强度的变化,分析了导流罩宽度、导流罩导弧对室外机噪声的影响。通过计算分析和试验验证,表明空调器室外机导流罩的宽度存在一个最佳值使室外机的噪声最小。同时,根据导流罩导弧对室外机噪声影响的规律设计出双导弧导流罩,经过试验验证分析,表明双导弧导流置与目前普遍使用的导流罩相比具有更好的气动性能,能进一步降低空调器室外要的噪声。     

Modified-filtered-u LMS algorithm for active noise control and its application to a short acoustic duct

This paper presents a new adaptive algorithm for active noise control (ANC) that can be effectively applicable to a short acoustic duct, such as the intake system of an automobile engine, where the stability and fast convergence of the ANC system is particularly important. The new algorithm, called the modified-filtered-u LMS algorithm (MFU-LMS), is developed based on the recursive filtered-u LMS algorithm (FU-LMS) incorporating the simple hyper-stable adaptive recursive filter (SHARF) to ensure the control stability and the variable step size to enhance the convergence rate. The MFU-LMS algorithm is implemented by purely experimental ways, and is applied to active control of noise in a short acoustic duct, and is validated using two experimental cases of which the primary noise sources are a sinusoidal signal embedded in white noise and a chirp signal. The experimental results demonstrate that the proposed MFU-LMS algorithm gives a considerably better performance than other conventional algorithms, such as the filtered-x LMS (FX-LMS) and the FU-LMS algorithms.     

内藏式空调室内机噪声控制研究

为了控制内藏式空调室内机的噪声,运用分步运转、频谱分析等方法判断出主要噪声源。根据1／3倍频程分析的结果,采用穿孔结构导流装置实施噪声控制方案,并对降噪结果运用Zwicker理论的噪声客观评价方法等观点进行分析。实践表明,此方法能有效地控制空调室内机的噪声,改善了噪声的频谱,降低了噪声的总响度和尖锐度,噪声控制后流量损失小于1％。     

高速列车风道传声特性及其优化设计

空调系统噪声是高速列车静置噪声的主要噪声源之一,改善风道传声特性是其减振降噪的关键所在。针对某高速列车阻抗复合消声风道结构,采用FE-SEA混合法,建立了风道传声特性分析模型,计算了100～3 150 Hz频率区段的风道传声特性,同时,基于声学有限元法计算了风道结构的声学模态,并据此分析了风道传声损失峰值和谷值的成因。为提高风道传声损失,分别从声学阻性和抗性优化两方面着手,对风道进行优化,包括选材、吸声包数量和位置等优化设计。计算结果表明：吸声选材优化可显著提高其传声损失,最大可达11.3 dB;吸声包数量和位置优化可提高其传声损失4.8 dB;阻抗复合优化方案最高可提高风道传声损失15.6 dB。相关结论可为高速列车空调系统减振降噪提供参考。     

基于响度控制的封闭腔有源噪声控制

传统有源噪声控制（ANC）通常是控制声压平方和最小，但声压与人耳对声音强弱的主观感觉并不完全一致。为了考虑人的主观听觉作用，在传统ANC系统中加入若干个响度滤波器，使其控制目标从声压转变为响度。从心理声学出发，建立了用于ANC的人耳听觉响度模型，给出了矩形封闭腔响度ANC模型以及基于FLMS算法的响度控制算法。仿真结果表明，与声压控制相比，基于响度控制的ANC系统的声压下降量稍小，但响度的减小量更大，具有更好的主观听觉效果。