有源噪声控制外文
国外振动噪声有源控制技术发展现状

国外振动噪声有源控制技术发展现状刘小玲;王旭;郭莹;刘亚凤【摘要】With the development of the economy,noise pollution is more and more realized to be a major concern in modern industrial societies. Traditionally, the reduction of structure-borne sound is achieved by means of passive methods. These methods include using damping materials, vibration isolation,and vibration absorber. Passive techniques give good performance in the mid and high frequency range.Unfortunately ,the added mass or volume required to reduce low frequency noise is often impractical. With the advances in digital computers, active control methods have emerged as practical alternatives to passive methods for reducing unwanted noise in the low frequency range. Active noise control has become a research hotspot in the field of modern vibration and noise control. This paper presents the importance of the active noise control, then analyses the development of active noise control in America, the UK and Australia.%随着经济的发展,噪声污染已成为工业社会主要关心的问题.传统的噪声控制主要采用被动的方法,如使用阻尼材料、隔振、吸振.被动控制在中高频段能起到很好的效果,但在低频段效果很不理想.随着电子技术的发展,作为用来替代被动控制以减少低频段噪声的有源控制方法出现了,并且逐渐成为现代振动噪声控制领域的研究热点.本文主要介绍了有源控制技术的重要性,以及该技术在美国、英国和澳大利亚等国家的发展现状.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】5页(P151-155)【关键词】噪声有源控制;智能弹簧;选择性阻尼【作者】刘小玲;王旭;郭莹;刘亚凤【作者单位】中国船舶信息中心,信息资源部,北京,100192;中国船舶信息中心,信息资源部,北京,100192;中国船舶信息中心,信息资源部,北京,100192;中国船舶信息中心,信息资源部,北京,100192【正文语种】中文【中图分类】U661.440 引言有源控制技术最早起源于20世纪30年代,并在20世纪80年代中期至90年代中期达到高潮。
第二章 第七节 有源噪声控制

(二) 前馈控制系统 和后馈控制系统
前馈滤波器
误差传感器
(三) 单通道系统 和多通道系统
一个次级声源 一个误差传感器 多个次级声源 多个误差传感器
多数情况下,多通道系统对扩大消声空间, 多数情况下,多通道系统对扩大消声空间, 提高降噪量是必需的; 提高降噪量是必需的; 随通道数增多, 随通道数增多,控制器算法复杂程度大幅度 增加, 增加,对保持系统的实时性和稳定性都十分 不利. 不利.
第七节
噪声控制技术 ——有源噪声源噪声控制系统 三
有源噪声控制的工程应用
二 有源噪声控制系统
控制器部分 有源噪声 控制系统 的组成 电声部分
构造简单,成本低廉, 构造简单,成本低廉,只能完成传递 函数简单的单通道控制器, 函数简单的单通道控制器,系统特性 模拟电路: 不能适应环境的变化. 不能适应环境的变化. 由数字信号处理器完成特定算法, 由数字信号处理器完成特定算法,通 常是自适应性的, 常是自适应性的,适合完成多通道和 数字电路: 时变环境下的有源噪声控制, 时变环境下的有源噪声控制,可靠性 但价格较高,电路结构复杂. 好,但价格较高,电路结构复杂. 主要包括次级声源(电声器件,振动作动器), 主要包括次级声源(电声器件,振动作动器), :参考传感器(对前馈控制方式而言), 参考传感器(对前馈控制方式而言), 误差传感器. 误差传感器.
(二)自适应有源噪声控制
(二)自适应有源噪声控制
基本原理:在控制中采用自适应方法,以 自动调节次级声信号,确保次级声信号能 有效地抵消初始声信号,提高消声效果, 达到降噪目的
有源噪声控制系统中包括多个次级声源和误差传感 器,这种控制器的传递函数十分复杂,用模拟电路难以 这种控制器的传递函数十分复杂, 实现.因此采用自适应有源噪声控制方法. 实现.因此采用自适应有源噪声控制方法. 自适应有源噪声控制方法
多通道有源噪声分布控制系统的研究

【 中图分类号 】T 2 3 P 7
【 文献标识码】A
ZHANG a y Xi o u
S u y o e De e t a ie u t —Ch n e tv ie Co to y tm t d ft c n r l d M l h z i a n l i e No s n r l se Ac S
l tt n,t e mu t —c a n lF MS a g rt msu e y s b—s se r d f d n o d rt mp o e t e p r r n e i ai mi o h l i h n e XL l o i h sdb u y t msa e mo i e ,i r e i r v e o ma c i o h f o e s se t ru h rd cn h n e e e c s ewe n t e s b—s se . h x e i na e u t s o a i to s ft y tm h o g e u i gt ei t r rn e t e h u h f b y t ms T ee p rme tl s l h w t t h smeh d i r s h t
dig a l r ea un fc mp tng p we ,c n b i ie n o s v rls b — s se n o d rt e uc h h n l nd e n a g mo to o u i o r a e d vd d it e ea u y t msi r e o r d e t e c a nesha l d
whc y c u e so e n e g n e s e n e r d he p ro ma eo h ci e n ie c n rls se ih ma a s l w o v r e e pe d a d d g a e t e r nc ft e a tv o s o to y tm.T vec me t i f o o r o hs
南京大学的有源噪声控制研究——纪念沙家正先生

【 K e y w o r d s 】a c t i v e n o i s e c o n t r o l ; p i p e l i n e a c t i v e s i l e n c e r ; a c t i v e a n t i —n o i s e t r a n s m i t t e r
发 展 。有源 噪声 控制 全 球范 围 内 的真正 系统 性 的研
博士 研究生 , 我感 到分 外悲 痛 。1 9 9 2年 , 因为久 慕先
生 的学术成就 , 我从 北京大学转 到南京大学 声学研 究 所攻 读博士学 位 , 有 幸在 先 生引 导下 , 进入 有 源噪声 控制研 究 领域 。毕 业 后 留校 , 进入 先 生 的课 题 组工
【 A b s t r a c t 】S h a J i a z h e n g i s t h e p i o n e e r o f a c t i v e n o i s e c o n t ol r i n C h i n a , f a m o u s a c o u s t i c i a n , p r o f e s s o r o f N a n j i n g U n i v e r s i —
声 控制领域世 界权威 的英 国南汉 普 顿 大学 声 与振 动 研 究所 的 E l l i o t t 和N e l s o n直 到 1 9 8 4年才发 表他们第
声控制的研 究过 程以及沙 正明、 沙家正、 田静、 邱小军、 杨军 、 邵 军等人所做 的研究工作, 尤其是沙老 师对 中国有源噪
声控制所做的贡献。
【 关键词 】有源 噪声控制 ; 管道有源消声器 ; 有源抗噪声送话器 【 中图分类号 】T N 9 7 2 【 文献标志码 】A
飞机噪音 主动降噪的原理

飞机噪音主动降噪的原理
飞机噪音主要来自于发动机喷气、机翼和机身的空气流动以及起落架等部件的运动所产生的气动声和结构声。
为了降低飞机噪音对飞行员和乘客的影响,现代飞机采用了主动降噪技术。
主动降噪技术主要通过以下几个步骤来实现:
1. 噪音检测:飞机上布置有用于检测噪音的传感器,可以实时监测飞机产生的噪音水平。
2. 噪音分析:通过处理检测到的噪音信号,对噪音进行频谱和时域分析,确定主要的噪音频率和强度。
3. 噪音反馈:将噪音信号反馈给控制系统,用于调节噪音降低装置的工作状态。
4. 噪音降低:根据噪音信号的反馈,控制系统调节噪音降低装置的操作方式,降低噪音的强度。
主动降噪采用的主要技术包括:
- 有源噪声控制(Active Noise Control,ANC):通过在飞机内部布置多个微型扬声器,以与噪音相位相反的方式产生反噪声,实现噪音的抵消和消减。
- 传感器和控制系统:可实时检测和分析噪音信号,并根据分析结果控制消噪系统的运行。
- 消噪器:利用振动控制和声波阻挡等技术,对噪音源进行物理隔离或降噪处理,从而减少传入飞机内部的噪音。
通过以上方式,主动降噪技术可以减少飞机发动机噪音、飞行器尾流噪音等引起的噪音污染,提高飞行员和乘客的舒适度。
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。
电动汽车有源噪声控制技术的研究

电动汽车有源噪声控制技术的研究近年来,随着环保理念逐渐深入人心,电动汽车成为了越来越多人的选择。
与传统燃油车相比,电动汽车优势明显,其中之一就是在发动机噪声方面相对更为安静,但是电动汽车也会存在一定的噪音问题,或因车轮与路面摩擦、车架共振等原因产生。
为了更好地提升电动汽车的舒适性,有源噪声控制技术的研究应运而生。
一、有源噪声控制技术的概念有源噪声控制技术(Active Noise Control Technology,ANC)是指利用反向振动波原理,通过相位反相等特定信号的干扰,使车内噪音得以消除、降低或者抑制的一项技术。
简单来说,就是通过在汽车内部安装喇叭、麦克风、控制器等设备,通过干扰原噪音的信号发出反向的波,实现噪声消除的目的。
二、有源噪声控制技术原理1.噪声源信号采样首先,需要对车内噪声的频率、幅值、相位等情况进行采集处理。
通过在汽车中外接麦克风,将噪声信号传递到控制器中,通过控制器的控制,提取出噪声信号的频率、幅值、相位等参数信息。
2.参考信号生成通过控制器内嵌的信号处理模块,处理采样得到的噪音参数信息,将噪声参数转化为可以用来产生反向干扰信号的参考信号。
利用参考信号可以产生反相同等特定信号,从而进行干扰,进而消除噪声。
3.发射声波当参考信号产生后,需要将其转化为声音信号,通过喇叭进行放大并发射出车内。
由于反向干扰信号的存在,可以与原噪音相消,达到降噪的目的。
三、有源噪声控制技术的优势1. 车内空间更为宽敞明亮有源噪声控制技术不仅可以消除噪音,还可以消除一些噪声产生的共振。
因此,在消音的同时,也能够减少车身共振,使得车内空间得到了更好的保持,显得更加宽敞明亮。
2. 提升行车安全性噪声源有可能对驾驶员的听力造成损害,甚至使他们无法听到紧急事件的发生,因此有源噪声控制技术也能够从根本上提高行车的安全性。
3. 行驶体验更为舒适电动汽车噪音相对较小,但长途驾驶或在嘈杂的环境下行驶,仍然会引起人们的不适感。
有源噪声控制

有源噪声控制
有源噪声控制又称反声(antisound)、有源噪声抵消(active noise concellation)、有源降噪(active noise reduction)、有源吸收(active sound absorption)等。
以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。
1947年奥尔森(H.F.Olosn)就提出有源噪声控制技术,但进展不大,直到80年代以来,由于信号处理技术和电子技术的高度发展才有了明显的进展。
现代有源噪声技术是声学、信号处理技术、控制工程学和电子学的交叉综合运用。
其基本过程为:用传声器提取现有噪声的信息,经“实时”分析后筹建一反声信号,再用扬声器(次级声源)“实时”播放反声信号。
反声信号与现有噪声产生相消干涉,从而使该区域内的噪声得以降低。
现有噪声的能量可能被次级声源吸收,也可能仅仅被转移到其它区域。
有效噪声控制的效果与“实时”很有关系。
对低频噪声做到“实时”较容易,故有源技术对控制低频噪声特别效。
现代有源噪声控制的内容有两个方面:一是噪声源抑制(或全空间消声),二是局部声吸收;二者原理相同,只是次级声源的布置不同。
有源噪声控制有局限性,主要是有效频带很窄。
但使用自适应技术和高速计算机则可部分克服这些缺点而提高效益。
有源噪声控制的应用目前还不广泛,但有潜在前景,可望用于各中风机、汽轮机、内燃机、压缩机的进排气管道噪声、变压器等室外空间噪声源和机舱、燃烧室等封闭噪声场的抑制,还可做成抗噪声送、受话器。
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Designing practical active noise control systemsM. Cuesta, T. Bravo, P. Cobo, C. Ranz, and M. SigueroInstituto de Acústica, CSIC. Serrano 144. 28006 Madrid. SPAINAbstract: This paper deals with the practical aspects of the design of twoactive noise control (ANC) systems to attenuate low frequency noise. In thefirst instance, a hybrid passive-active control system to reduce the noiseradiated by a small generator has been designed. A SISO ANC system, in aside branch of the exhaust tube, attenuates some of the harmonics of thelowfrequency exhaust noise as much as 27 dB. In the second instance, aMIMO ANC system is designed to alleviate the booming inside a van. Thebooming is reduced more than 20 dB at the front seats.1.IntroductionActive noise control (ANC) techniques rely on the destructive interference between the existing, or primary, noise and the anti-phase, or secondary, noise set up by an electronic controller(Nelson and Elliott, 1992; Hansen and Snyder, 1997; Kuo and Morgan, 1996). The simpler adaptive ANC system processes a reference signal to generate the control signal that drives the secondary source. An error signal monitors the control performance. The adaptive filter must extrapolate the acoustic field from the reference sensor to the error sensor (primary path) and compensate for the transfer function between the control source and the error sensor (secondary path) (Cobo, 1997). Since ANC works best on low frequency noises, the active approach complements the traditional passive control methods.The aim of this paper is to illustrate the design of two ANC systems. In the first instance, a hybrid passive-active control system is designed to reduce the noise radiated by a small generator. Passive control is afforded by a close-fitting enclosure lined with absorbing material. The low frequency noise radiated through the exhaust is controlled by a SISO ANC system implemented in a side-branch configuration. In the second instance, a MIMO ANC system is designed to alleviate the booming inside a van. The ANC system uses the reference signal provided by an accelerometer on the left engine mount to drive six loudspeakers that radiate the out-of-phase booming. The signals picked up at six microphones adapt the controller in the least mean squareway.2.Passive-active control of noise radiated by a small generatorThe noise source is a small combustion Honda EG1900 engine that radiates periodic noise related to its rotational velocity. It is enclosed in a steel box designed to have the highest Insertion Loss. The interior walls of the enclosure are lined with absorbing material and a three-layers damping material has been sandwiched between the generator mounts and the floor.A MOTRAN HTL6 loudspeaker, which supports temperatures as high as 174 ºC, is used as secondary source. An electret FONESTAR 2214 microphone in the exhaust picks up the error signal. To reduce the high noise levels downstream the exhaust pipe, the microphone is inserted into a brass tube, closed at the end in contact with the gas flow. To avoid heating problems, the microphone is isolated from the brass tube by a Teflon ring. The designed active control system is feedforward, so that a good quality reference signal, coherent with the primary noise, is required. The optimal reference is afforded by two accelerometers over the air filter case of the generator, close one another. Two accelerometers filtered in overlapping frequency bands are used to provide redundant reference information.A configurable ANC system, implemented on a TI TMS320C40 DSP, which incorporates both FX-LMS and FU-LMS algorithms, was used to optimise the SISO control system. An IIR filter yielded the best results. Sampling rate and antialiasing frequencies were 2000 and 500 Hz, respectively. References 1 and 2 were filtered in (40-150 Hz) and (100-300 Hz), respectively. The error signal was filtered in (40-300 Hz).Fig. 1. (a) Coherence between the error signal and references 1 (dashed, blue) and 2 (solid, red). (b) Relative level of the error signal with the ANC system off (light, blue) and on (thick,red)Fig. 1a shows the coherence between the references and error signals. Fig. 1b exhibits the averaged log-magnitude spectrum of the exhaust noise with the ANC system on and off. Most of the harmonics in the frequency band (50-300) Hz were attenuated. The fundamental frequency, N = 32.5Hz, is out of the response frequency band of the loudspeaker. The maximum attenuation, 27 dB, occurs at the frequency 2N = 65 Hz.3.Active control of the booming inside a vanFor a typical four-cylinder powered vehicle, the most significant contribution to the interior noise is the 2nd order harmonic of the engine rotational speed. Under usual driving conditions, when the operating engine speed runs from 1500 to 6000 rpm, the 2nd order excitation varies from 50 Hz to 200 Hz. Internal acoustic modes are excited in this frequency range resulting in increased sound, known as “booming”.A 6I/6O ANC system has been designed to control the booming inside the van over the whole frequency range under hard driving conditions.In the 6I/6O ANC configuration, a reference signal feeds a digital controller,which drives six control signals to minimise the pressure levels at six microphones.The vertical vibration signal picked up by an accelerometer at the left engine mount has been used in this system as reference signal (Bravo et al., 1999a). Six electret microphones were used, all of them placed on the interior side of the seat headrests (Bravo et al., 1999b). Four loudspeakers were located at the upper corners and two under the middle and back seats.A configurable ANC system that implements the FX-LMS algorithm in a TI TMS320C40 DSP was used. Both the system identification and the adaptive filters were FIR in order to reduce the computational effort. Fig. 2 (a,b) shows the 2nd order tracking curves at the front seats, for a fast run-up of the engine at 3rd gear, with the ANC system off (solid, blue) and on (dashed, red). The tests were carried out in a rolling bank within a semi-anechoic room. The booming is evident around 3600 rpm. The ANC system reduces the 2nd order SPL more than 20 dB at some frequencies. This reduction in the 2nd order harmonic provides an improvement in overall Aweighted sound pressure level. Fig. 2 (c, d) shows this A-weighted sound pressure level at the front seats (error microphones M1 and M2), under the same driving conditions (3rd gear, fast acceleration). The booming is again obvious in the overall levels around 3600 rpm. The ANC system is able to cancel out the booming.Fig. 2. 2nd order tracking in the front-left (a) and frontright (b) error microphones with the ANC system off (solid, blue) and on (dashed, red). Overall A-levels at front-left (c) and front-right (d) microphones with the ANC system off (solid, blue) and on (dashed, red)AcknowledgmentsThis work was supported by the CICYT, through grant AMB97-1175-C03-01. We are grateful to Nissan European Technology Centre-España (NETC-E) for supplying the van.ReferencesBravo, T., Cobo, P., and Martin, J.M. (1999a). “Active noise control of harmonic sound in a van:A case history”, in Proceedingsof European Automotive Congress, edited by C. Grasas,European Automobile Engineers Cooperation (Barcelona, Spain).Bravo, T., Cobo, P., and Martin, J.M. (1999b). “A multichannel active system for control of the booming inside a van”, J. Acoust. Soc. Am. 105, 1244.Cobo, P. (1997). Control Activo del Ruido: Principios y Aplicaciones, Colección Textos Universitarios, Nº 26 (CSIC, Madrid).Cuesta, M. and Cobo, P. (1999). “A hybrid passi ve-active system for control of the noise radiated by a small generator”, J. Acoust. Soc. Am. 105, 1156.Cuesta, M. and Cobo, P. (2000). “Active control of the exhaust noise radiated by an enclosed generator”, Applied Acoustics, accepted for publication.Nelson, P.A. and Elliott, S.J. (1992). Active control of sound, (Academic Press, London). Hansen, C.H. and Snyder, S.D. (1997). Active control of sound and vibration, (E&FN Spon, London).Kuo, S.M. and Morgan, D.R. (1996). Active noise control systems. Algorithms and DSP implementations, (Wiley, New York).有源噪声控制系统设计实践M.Cuesta,T.Bravo,P.Cobo,C.Ranz,and M.Siguero西班牙马德里赛拉诺声学研究所,CSIC.144.28006摘要:本文论及了两例应用有源噪声控制系统来削弱低频噪声的实例。