舱室有源噪声控制系统中初级声场对降噪效果的影响
民用飞机舱内噪声标准及控制方法综述

源.1 降低飞机噪声的主要途径 1冤制定飞机噪声标准袁在综合考虑的基础上袁提出合理的尧严格的
噪声控制指标和噪声控制设计目标遥 圆冤充分重视降低飞机各噪声源的噪声控制工作袁尤其是要从动力
浅谈职业教育对城镇化的重要作用
方 波 周 欢 刘海红 渊重庆能源职业学院袁中国 重庆 402260冤
揖摘 要铱城镇化是我国现代化建设的历史任务袁也是扩大内需的最大潜力所在遥以我国城镇化建设为背景袁从职业教育对农村剩余劳动力 转移和智力支持的角度论述职业教育对中国城镇化进程的推动与稳定作用遥
揖关键词铱城镇化曰职业教育曰农村劳动力
2 职业教育对城镇化的促进作用
2.1 发展职业教育是城镇化推进的保障 城镇化过程的实质是生产力的发展引起人口与其他经济要素由
乡村向城镇的转移袁而作为城镇化主要特征之一的人口转移又会受到 转移劳动力受教育程度的重要影响遥 城市转移的预期收入与农村居民 的受教育程度成正相关关系袁农民受教育越高袁其向城市转移的预期 收入也就越高袁因此迁移的可能性也就越大遥 由于一直以来我国农村 地区的教育缺乏相关配套设施袁相关学校的教育水平尧资源有限袁老师 的教育教学能力不强袁再加上教育问题也不为大多数农民重视袁这都 使得广大农民受教育程度低下袁文化层次不高袁从而影响到广大农民 工进入城镇后的稳定就业袁 从而导致农民工群体就业的巨大的流动 性袁而这给我国城镇化的深入发展带来的将是巨大的负面影响遥
66
65Βιβλιοθήκη 676767
舱内噪声设计目标值
舱内座位的相对位置淤渊m冤 15.24 35.56 10.26~14.05 14.05~19.81 19.81~20.70 20.70~32.01 32.01~39.88
关于船舶减振降噪的原理与措施

关于船舶减振降噪的原理与措施关于船舶减振降噪的原理与措施段世忠(黑龙江省航道局)摘要:船舶噪音的污染源主要是由于船舶的动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的,并提出了传播的的途径及应采取的措施来减振降噪.关键词:船舶;噪音;控制方法一,船舶噪音源1.空气动力噪音1.1由主机空气流动产生的噪音.如果进气管直径为0.35m,则其平均流速可达64m/8,再考虑到各缸的进气必然存在间断性和不均匀性,于是在进气管中会出现空气动力噪音并向四周传播,形成空气动力噪音场.1.2排气产生的噪音.主要有排气压力脉动噪音,气流通过气阀等处发生的涡流声,边界层气流扰动发生的噪音和排气出口喷流噪音.在多缸柴油机排气噪声的频谱分析中,低频处有一明显的噪声峰值,即低频噪声.这时由于柴油机每一缸气阀开启时,缸内燃气突然高速喷出,气流冲击到排气阀后面的气体上,使其产生压力巨变而形成压力波,从而激发噪声,由于各缸排气阀是在指定的相位上周期性运行,因而这是一种周期性的噪声.另外排气系统中气体的共振是在主机与烟囱之间的排气管中形成的强烈压力脉动,除了引起涡轮鼓风机和排气管系统的振动外,还可以在船舶烟囱附近产生振动.1.3来自增压器气流的噪音.对废气涡轮增压器来讲,空气与压气机叶片之间的相对速度很大,在叶片附近必然会出现大量涡流,在形成强烈而尖厉的空气动力噪音的同时,激励叶片振动而发出噪音.2.柴油机的噪音柴油机主要是由于气动,机械两方面产生的噪声.燃烧过程中气体在气缸中产生声驻波,声压起伏通过换气过程等直接辐射并通过气缸壁以结构声形式传播和辐射.燃烧过程中冲击波激励的机械振动通过活塞,连杆,曲柄轴传到柴油机构架上,并由曲轴箱,壳体等向外辐射声能.低速柴油机(转速低于每分钟200转)的噪声主要是从柴油机的上表面,增压器和换气系统附近向外辐射的,其频率主要随机器的转速和燃烧周期而定,中速柴油机(转速每分钟300~750转)的噪声通常高于低速柴油机.主要噪声级出现在中频段,这是燃烧过程压力增长速率大的缘故.阀门盖,检修门,曲轴箱侧壁等处最响.低频段的扩展与气缸中最大压力有关,而高频段的噪声则是由气缸中压力脉动引起的,这种机器的增压器系统产生高频段噪声,高速柴油机(转速每分钟超过800转)的低频段噪声级较低.这种机器具有高的燃烧压力和急剧燃烧的特点,所以机器的转动部件,摆动部件和阀门机构等发出强噪声,齿轮啮合的噪声频率决定于齿数乘转速.电机槽极的噪声频率决定于轴速乘上定子极数.燃汽轮机的噪声频率决定于轴转速乘上叶片数.泵在工作时,管路中由于压力脉动产生流体动力噪声.柴油机的配气机构之间,气阀和阀座之间,高压油泵的滚轮和柱塞之间,喷油器的针阀和针阀体之间,活塞裙部和缸套之间等都会产生金属撞击和摩擦噪音.各种机械在工作时除直接向周围辐射噪声外,还通过各自的基座将机器的振动传递给船壳,引起船壳的构架和壳板振动.这些结构振动形成结构声,在船体中传播并向周围媒质(空气,水)辐射噪声.3.辅助机械噪音辅助机械包括各种舱室机械如水泵,油泵,风机,锅炉等;甲板机械如货物装卸设备,锚绞设备以及各种挖泥机等工作机构等锅炉噪音主要在燃烧室附近较明显,自然通风时空气卷入火焰及可燃物小团粒随机爆裂;人工通风时通风机是主要的噪音源.液压系统的噪音,可来自液体动力引起的冲击力,脉动,气穴声和机械振动及管道,油箱的共鸣声等.4.螺旋桨噪音主要有旋转噪声和空化噪声(当桨叶表面的水分子压力降低到水的汽化压力以下时,产生汽泡,汽泡上升后破裂).旋转噪声是螺旋桨在不均匀流场中工作引起干扰力(其频率主要决定于桨轴转速乘桨叶数,常称为叶频) 和螺旋桨的机械不平衡引起的干扰力(其频率为桨轴转速,常称为轴频)所产生的噪声.螺旋桨出现空化现象以后,船舶水下噪声主要决定于螺旋桨噪声.出现空化时的航速称为临界航速.空化噪声具有连续谱的特征,空化噪声特性与桨叶片形状,桨叶面积,叶距分布等因素有关.在一定转速下,随着螺旋桨叶片旋转产生的涡旋的频率与桨叶固有频率相近时,产生桨鸣,螺旋桨噪音的强度较主辅机噪声的强度要弱,影响范围也主要限于尾部舱室.5.船体振动的噪音船体振动的噪音是由主辅机及螺旋桨的扰动和各种机械及波浪的冲击引起的振动而产生.辅助机械一般功率较小,噪声的强度相对说来也较低. 但是,如果泵和风机等设备安装在临近驾驶室或客舱附近而不采取防噪措施,也容易造成严重的噪声干扰.6.水动力噪声主要是由于高速海流的不规则起伏作用于船体,激起船体的局部振动并向周围媒质(空气,水)辐射的噪声.此外,还有船下附着的空气泡撞击声呐导流罩,湍流中变化的压力引起壳板振动所辐射的噪声(声呐导流罩内的噪声一部分就是因此产生的)等等.7.金属撞击和摩擦噪声柴油机的配气机构之问,气阀和阀座之间,高压油泵的滚轮和柱塞之间等等,产生的噪声属于高频域,当活塞或气阀间隙偏大时,噪声会达到很高的程度.二,船舶噪音的控制船舶噪声的防护,必须在船舶设计时就应加以考虑,因为在使用后,采取减噪措施就会受到限制,首先是使用噪声小的主机,辅机和螺旋桨,其次是合理进行船舶舱室的布置.(一)机舱噪音控制机舱是船舶动力装置的集中地,主辅机等各种机器设备发出的噪声经久不息.在大型低速柴油机为主机的机舱里,其噪声主要是空气噪声:中速柴油机为主机的机舱,其噪声由强度相当的空气噪声和结构噪声混成;以高速柴油机为主机的机舱里,则主要是结构噪声.因此必须结合实际情况来减噪.1.增加机座的尺寸和刚性从理论上讲当机座的刚度足够大时,可以使机座的振动趋向于零;增加机座的尺寸则可以降低振动的幅度;当然还要服从于实际布置和经济性的需要.2.采用弹性支撑和连接弹性支撑一般是采用隔振器,有橡胶隔振器和金属隔振器等形式.橡胶隔振器是价格便宜,不易塑性变形,但缺点是高温下易老化及弹性变差.金属隔振器是抗水耐油,高温下不变形就是价格较贵.弹性连接一般采用弹性联轴器,允许有一定的轴向和径向位移及一定的角偏差.3.敷设阻尼材料4.要根据机型分析确定噪音来源,测定噪音大小.机舱中平均噪音数值大小可以测量出来,关于测量点的选择要求是:根据机器的尺寸,将测量点置于机器周围2—3个高度点,并且距机器表面大约lm,在机器左右两侧每个高度上的测量点数必须等于气缸数的一半5.二冲程柴油机普遍采用定压增压方式,在气缸废气出口和增压器之间安装一个大大的废气总管,若其安装位置适当(比如靠近声源),则其会具备消音器的作用,尤其是减弱低频的废气噪音.(二)居住舱室噪音控制在一般情况下,对居住舱室产生影响的几乎全部来自机舱的结构传播噪音.因此,隔音措施是解决居住舱室减噪的主要办法,即切断与有噪音源舱室结构体的联系,如采取浮筑结构,在承重楼板与地面之间夹一弹性垫层并把上下两层完全隔开,不使地面层与任何基层结构(包括墙体)有刚性连接._49..一。
舱室有源噪声控制系统中电声器件对降噪效果的影响

舱室有源噪声控制系统中电声器件对降噪效果的影响摘要:有源噪声控制(Active Noise Control,ANC)系统中,次级声源和误差传声器是其核心组成部件,是对降噪效果有直接影响的电声器件。
本文对有源噪声控制系统中不同数量和位置的误差传声器和次级声源的降噪效果进行了测试与分析。
结果表明,次级声源和误差传声器的布放应结合背景声场特性,数量越多对空间的噪声控制效果越好。
关键词:有源噪声控制;误差传声器;次级声源;空间降噪;电声器件1引言传统的噪声控制技术主要以研究噪声的声学控制方法为主,主要技术手段包括吸声处理、隔声处理、使用消声器、振动隔离、阻尼减震等。
这些技术手段的机理是通过噪声声波和声学材料或声学结构的相互作用消耗声能,从而达到降低噪声的目的,属于无源噪声控制(Passive Noise Control,PNC)技术。
一般来说,无源噪声控制对中高频噪声较为有效,而对低频噪声效果不大。
因此近年来,有源噪声控制[1](Active Noise Control,ANC)技术发展十分迅速。
ANC是根据声波的相消性干涉原理[2],通过抵消声源(次级声源)产生与被抵消声源(初级声源)的声波幅度相等、相位相反的辐射声波,使其相互抵消,从而达到降低噪声的目的。
该技术相对于传统的PNC技术而言,低频降噪效果明显,它能够在没有其它任何声学措施的情况下仍然能产生降噪效果。
目前,几乎所有的ANC系统均采用自适应控制方式[3],也就是依据误差传感器输出的监测信号经控制器自动调节次级声源强度达到预期的控制目标。
从ANC技术的使用的空间范围来看,有管道噪声控制、局部小空间噪声控制、舱室噪声控制和自由空间噪声控制几类。
2系统原理2.1系统组成ANC系统包括两部分:有源控制器和电声器件部分。
有源控制器可以实现多通道、自适应控制,它包括信号处理器及其外围电路。
电声部分主要包括次级源(电声器件、扬声器)、参考传感器和误差传声器。
航空发动机的声学特性与降噪技术研究

航空发动机的声学特性与降噪技术研究航空发动机作为现代飞行器的核心部件,为飞机提供了强大的动力。
然而,其运行过程中产生的噪声却成为了一个不可忽视的问题。
航空发动机的噪声不仅会影响乘客的舒适度,还可能对周边环境造成严重的噪声污染。
因此,深入研究航空发动机的声学特性以及降噪技术具有重要的现实意义。
航空发动机的噪声来源较为复杂,主要包括风扇噪声、压气机噪声、燃烧室噪声、涡轮噪声以及喷流噪声等。
风扇噪声通常是由于叶片与气流相互作用而产生的,尤其是在高速旋转时,气流的不稳定流动会引发强烈的噪声。
压气机噪声则主要源于叶片的周期性扰动以及气流在压气机内部的复杂流动。
燃烧室中的燃烧过程不稳定性以及高温高压气体的快速膨胀也会产生噪声。
涡轮噪声与叶片的高速旋转以及气流的冲击有关,而喷流噪声则是由于高速喷出的气流与周围大气相互作用所导致。
这些噪声具有不同的频率和幅度特性。
例如,风扇噪声往往在低频段较为显著,而涡轮噪声则在高频段表现突出。
不同类型的发动机,其声学特性也存在差异。
涡扇发动机由于风扇直径较大,风扇噪声相对较为明显;而涡喷发动机则由于喷流速度高,喷流噪声更为突出。
为了降低航空发动机的噪声,科研人员和工程师们开展了大量的研究工作,开发出了多种降噪技术。
在设计阶段,通过优化发动机的结构和气动布局,可以从源头上减少噪声的产生。
例如,采用先进的叶片设计,如掠形叶片、宽弦叶片等,可以改善气流的流动状态,降低叶片与气流相互作用产生的噪声。
优化风扇和压气机的级间匹配,减少气流的分离和漩涡,也能有效降低噪声。
声学衬垫技术是一种常用的降噪手段。
在发动机的内部表面,如进气道、风扇涵道等部位,安装具有吸声性能的声学衬垫。
这些衬垫通常由多孔材料或多层结构组成,能够有效地吸收噪声能量,从而降低噪声的传播。
主动降噪技术是近年来发展迅速的一种方法。
通过在发动机内部或外部布置传感器和作动器,实时监测噪声信号,并产生与之相反的声波,从而实现噪声的抵消。
降低航空飞行噪声的机理分析与优化研究

降低航空飞行噪声的机理分析与优化研究Introduction随着航空运输业的发展,由于飞机产生的噪声对周围环境和居民造成的影响越来越显著,因此研究降低航空飞行噪声的机理与优化方案至关重要。
本文将从噪声的机理出发,分析影响飞机噪声的因素,并提出一些有效的优化措施,以降低航空飞行噪声对周围环境的影响。
Noise Mechanism航空飞行噪声是由飞机发动机喷气流、翼尖涡流、襟翼涡流和底部反射噪声等多种声源产生的。
这些噪声源在飞机起飞、爬升、巡航和下降过程中持续产生,对地面和周边环境造成影响。
各个阶段噪声源的主要特点如下:1. 起飞、爬升阶段:此时,飞机需要产生大量的推力,因此喷气噪声是影响最大的噪声源。
此外,发动机冷却气体也会产生噪声,加剧了噪声问题。
2. 巡航阶段:翼尖涡流是巡航阶段最显著的噪声源。
这种噪声难以传导,会随着飞机向下方传导,影响到地面居民。
3. 下降阶段:襟翼、隔翼、襟翼缝隙等处的涡流噪声会在下降阶段达到最高峰。
此外,地面反射的噪声也会加剧下降阶段的噪声问题。
Factors Affecting Aerial Flight Noise飞机噪声受到多种因素的影响,如飞行高度、速度、发动机型号、天气、飞行状态以及机型等因素。
这些因素的不同组合会对噪声产生显著的影响。
以下是常见因素对噪声的影响分析:1. 飞行高度:飞行高度导致声波传播距离增加或减少,进而影响噪声传播范围和强度。
一般而言,飞机高度越高,噪声传播范围越广,声强度越低。
2. 飞行速度:飞行速度能够通过影响喷气流速度和翼尖涡流产生的频率和振幅等方式影响噪声产生和传播。
3. 天气:气象条件对噪声的传播也有重要影响。
例如,湿度高且温度低的天气会增加声音传播的距离和声强度,因为水分能够吸收声波。
4. 飞行状态:不同的飞行状态对噪声产生的方式和传播的方向有很大的影响。
5. 发动机类型和机型:飞机的发动机型号和机型不同会导致噪声特征不同,并对噪声水平产生显著影响。
航天器降噪性能分析与设计

航天器降噪性能分析与设计第一章:引言天空中的航空器或航天器造成的噪音是城市及其周边地区的常见问题。
随着人们对噪音污染的关注度不断提高,减少航空器和航天器的噪音污染已经成为一项紧迫的任务。
为了达到这个目的,需要采用一些专门的技术来分析和设计航天器的降噪性能。
第二章:航天器噪声来源该章节将介绍航天器各个部件造成的噪声源。
航天器发射过程中的噪声主要来自几个部分,包括推进器、散热器、电路板和气动噪声等。
其中推进器噪声源包括发动机燃烧时的爆炸和燃气在喷嘴处的剧烈振动等。
散热器的噪音主要来自涡流产生的湍流噪声和液体振动。
电路板噪声主要是电流造成的磁场和电磁波辐射。
气动噪声主要是机体在高速运行时所造成的气流的湍流噪声。
第三章:航天器噪声的影响该章节将介绍航天器噪声对人类和生物环境的影响。
航天器噪声不仅可以影响到航天器自身,也会对其周围环境造成负面影响。
例如,高噪声水平会导致人类和动物的听力损伤和心理疾病等问题。
此外,噪声还会对生态系统造成破坏,包括对动植物的繁殖和迁移等方面。
第四章:航天器降噪技术在降噪技术的实施方面,包含以下多种手段。
(1)外部降噪:该方法主要改变航天器自身的形状来减少噪声的产生。
例如减小航天器发动机和气流入口的尺寸,采用减震材料等方法来降低震动和振动。
此外,也可以通过湍流模拟软件模拟航天器在飞行过程中的亚音速流场,以便预测噪音产生的位置和大小,从而针对性地采取降噪手段。
(2)内部降噪:该方法主要针对电子设备和仓室内部的噪声降低。
例如采用声学隔离材料、静电吸附材料等,在液氦蓄冷室和电力控制盘等电子设备处加装噪声吸收材料和减震系统。
(3)制备隔音材料:隔音材料的研制是航天器降噪技术的关键。
研究人员需要研究不同的隔音材料、厚度和表面形态等因素。
该方法可以通过实验室里的水槽振荡实验和模拟荷载下密聚石墙构件的弹性分析来研究材料在不同环境下的隔音效果。
此外,例如在低温度下,液氦具有很好的减震性能等方面可以在材料选型中考虑。
舰船舱室环境噪声分析与控制

舰船舱室环境噪声分析与控制窦松然,张思维,王桂波,王 添,王 勃(中国船舶信息中心,应用声学研究中心,北京 100101)摘要: 舱室环境噪声对人员的健康有着较大的影响,是衡量船舶适居性的重要指标。
本文以某船舱室的噪声情况为例,对现有舰船舱室的噪声进行分析。
以舰船通风系统为分析重点,对舱室环境噪声的特点、产生的原因以及不同类型舱室的噪声情况进行总结,并针对不同舱室的噪声特性,提出各种噪声主/被动控制措施中的新技术,为舰船舱室环境噪声控制提出更多切实有效的方法。
关键词:舱室环境噪声;通风系统;噪声源;分析;综合控制中图分类号:TB535.1 文献标识码:A文章编号: 1672 – 7649(2019)06 – 0057 – 05 doi:10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.06.012Compartment ambient noise analysis and controlDOU Song-ran, ZHANG Si-wei, WANG Gui-bo, WANG Tian, WANG Bo(Applied Acoustics Research Center, Ship Information Center of China, Beijing 100101, China)Abstract: Compartment ambient noise has great impact on crew′s health, it is therefore an important criteria to evalu-ate the adaptability of a ship. This paper took ambient noise in a typical compartment as an example, analyzed the current ambient noise level, focused on ship’s ventilation system analysis and summarized the characteristics, causes and different noise conditions in separate compartments as well. After analyzing, several new passive and active noise-control technolo-gies which according to researches on noise characteristics in diffident compartments were proposed, which contribute more useful and efficient methods to practical ship ambient noise control.Key words: compartment ambient noise;ventilation system;noise source;analysis;comprehensive control0 引 言现如今我国舰船在设计建造中不断升级换代,舰载设备不断增加,而舱室环境中的噪声问题也逐渐显现出来。
通过控制机舱噪声降低风电场噪声影响

Gu n‘ q i n g 。 ,L I Z h e n g — g u a n g ,QI H a i - j n ( u I n s t i t u t e o f E n v i r o n me n t a l P o l l u t i o n a n d C o n t r o l T e c h n o l o g y ,Z h e j i a n g Un i v e r s i t y , Ha n g z h o u 3 1 0 0 5 8 , C h i n a ) . C h i n aE n v i r o n me n t a l S c i e n c e , 2 0 1 3 , 3 3 ( 2 ) :3 7 2  ̄ 3 7 6
Ab s t r a c t :S o me yp t i c a l f e a t u r e s o f a c o u s t i c a l s t r u c t re u o f h o me ma d e wi n d ur t b i n e , i n c l u d i n g r e v e r b e r a t i o n t i me o f e n g i n e
v i b r a t i o n d a mp i n g nd a s o u n d i n s u l a t i o n ,mu le f r ,s o u n d a b s o r p t i o n ,v i b r a t i o n i s o l ti a o n we r e s o r t e d a n d d e s i g n e d f o r
关键词 :风 电机 组 ;机 舱 ;噪 声;振 动 ;控制 中图分 类号 :x1 2 1 ; T B 5 3 文 献标 识码 :A 文章 编号 :1 0 0 0 — 6 9 2 3 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 3 2 7 — 0 5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
舱室有源噪声控制系统中初级声场对降
噪效果的影响
摘要:在舱室中使用有源噪声控制系统时,初级声场的特性与降噪效果有直接的关系,本文对舱室中使用不同噪声特性的初级声场进行有源噪声控制测试与分析。
结果表明,初级声场频域组成方式及频率大小对控制效果有直接影响,对低频噪声的控制效果好,初级声场的噪声越高,降噪效果越好。
关键词:有源噪声控制;降噪效果;初级声场;空间降噪
1引言
随着现代社会的发展和人们生活水平的提高,噪声控制问题日益引起人们的重视,尤其在飞机、汽车、舰船等封闭空间的噪声控制问题。
舱室的噪声过大会影响驾驶员正常驾驶和降低了乘坐者的舒适度,因此对舱室内噪声进行控制具有重要意义。
噪声控制分为有源噪声控制和无源噪声控制[1]。
对于舱室内的低频噪声,传统的被动噪声控制,例如吸声处理、隔声处理以及使用消声器等,由于体积庞大,对低频噪声降噪效果不好,无法在舱室内的降噪上良好应用。
有源噪声控制(Active Noise Control,简称ANC)所占空间小,对低频噪声有明显的消除,因而在降噪中有很好的应用前景。
ANC在商业上应用已很广泛,如有源耳罩、有源管道消声、变压器消声等。
2有源噪声控制理论
2.1原理
有源噪声控制系统包括两部分:控制器和电声器件部分(包括参考传感器、次级声源和误差传声器)。
控制器可以实现多通道、自适应控制,它包括信号处理器及其外围电路。
电声部分主要包括次级源(电声器件、扬声器)、参考传感器和误差传声器。
目前大多数控制系统均采用数字式、自适应控制方式。
这种方式可以适应复杂的声场环境,具有更广泛的实用领域。
2.2 滤波-XLMS算法
滤波-XLMS算法[2]是LMS算法在ANC有源噪声控制领域的推广,在滤波-XLMS 算法中,应用横向结构的FIR滤波器[3]作为自适应滤波器,次级通路模型是空间中次级通路的估计,通常也采用FIR滤波器建模得到。
通过参考传感器拾取的参考信号通过次级通路模型产生滤波信号,参考信号通过自适应滤波器w 产生次级信号y驱动次级声源产生次级声场,次级声场通过空间中的次级通路
后与初级声场叠加,通过误差传声器拾取叠加后的声场得到误差信号。
误差信号作为系统的反馈输入LMS算法进行迭代运算,以不断调整自适应滤波器,从而使收敛。
滤波-XLMS算法在LMS算法基础上引入滤波-X(filtered-X)信号,由它组成的列矢量称为滤波-X信号矢量,有
(1)
滤波-X信号与参考信号矢量关系是
(2)
于是,误差传声器接收到的信号可以表示为
(3)
使用最陡下降法原理递推滤波器权系数,获得权矢量迭代公式,有
(4)
其中即为滤波-X信号。
3实验及分析
3.1实验环境
试验在舱室模型内进行,模型长5.6m,宽2.4m,高2.75m,水平放置在空旷的厂房地面。
舱内噪声控制区域长3.85m,宽1.85m,高1.35m。
为了更贴近实际
噪声特性,使用6个大功率扬声器放置在外两侧,使用计算机播放录制的真实噪声,经8通道声卡输出到调音台,再输出给每个扬声器对应的功率放大器。
最后功放驱动每个扬声器模拟噪声场。
3.2实验设计
将调音台的一组输出信号直接连接控制器作为参考信号。
控制器有DSP仿真器接口、传感器和扬声器相连的输入输出信号接口。
采用27V直流电源给控制器供电。
DSP控制器根据输入的参考信号、误差信号,以滤波-XLMS算法自动调整自适应滤波器的各权系数,然后通过带有功放的D/A输出端输出后激励安装在顶部的扬声器。
为更好的检测控制效果和进行控制前后的数据对比,在舱内水平布置若干传感器,测得信号接入两台B&K 3560型数据采集系统前端,然后通过PULSE数据分析软件观察整个控制过程以及控制前后的声压大小变化,并记录相应的数据[4]。
将舱室模型顶部的扬声器和误差传声器进行标号,以舱尾上方为坐标原点建立三维坐标系,每次实验只在软件中修改扬声器和误差传声器的编号映射即可实现不同的误差传声器扬声器布局和数量。
3.3结果及分析
实验采用包含100Hz和350Hz的噪声进行控制对比,在模型舱内,各使用12个传声器和次级源组成多通道有源噪声控制系统,试验中传声器和次级源位置不变。
使用PULSE 3560 记录实验数据,并使用MATLAB对实验数据处理,控制前后两个频率的降噪量如图1和图2所示。
两图中●表示扬声器即次级声源的坐标位置,×表示误差传声器的坐标位置。
图1 100Hz的降噪效果云图
图2 350Hz的降噪效果云图
从图1和图2可以看出,频率越高,初级声场分布越复杂,高低声压分布成
更小的块状分布,由此导致声压级较低的区域被次级源影响而导致降噪效果减弱。
低频的100Hz噪声控制效果明显好于350Hz,有源噪声控制对低频噪声有更好的
控制效果。
其次在布放次级声源的地方降噪效果明显低于布放误差传声器位置的
降噪效果。
分析认为这是由于自适应有源噪声控制是以误差传声器接收到的误差
信号作为误差计算目标进行自适应迭代。
因此可理解为系统自适应的目标是为了
让误差传声器的周围产生更好的降噪效果。
4结论
在舱室中多通道有源控制系统具有良好的收敛特性和降噪效果。
初级噪声频
率大小对控制效果有直接的影响,有源噪声控制对低频噪声的降噪效果优于高频
噪声。
在实际需要的降噪区域内必须布放一定数量的传声器和次级源。
降噪目标
区域应该放置误差传声器,避免布放次级声源。
参考文献
[1] 陈克安.有源噪声控制[M]. 北京:国防工业出版社,2003 .
[2] 陈克安, 马远良. 自适应有源消声与滤波-X LMS算法及实现[J]. 应
用声学, 1993, 7(3):26-30
[3]
Tan L, Jiang J. Adaptive Volterra filters for active control of nonlinear noise
processes [J]. Signal Processing, 2001, 49(8), 1667-1676.
[4] 陈克安,曾向阳,扬有粮.声学测量[M]. 北京:机械出版社,2010 .。