结构声辐射主动控制研究及实现

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由结构的振动而引起的声辐射及其控制问题一直是相关声学工程领域的重要研究课题。在车辆驾驶室封闭空间内对结构振动导致的声辐射,主动控制方法与传统的被动控制方法相比具有控制系统体积小、重量轻,控制易等诸多优点,结构声辐射主动控制技术具有广泛的应用前景。因此,研究封闭空间内的结构声辐射主动控制技术及其硬件实现具有重要的应用价值。结构声辐射主动控制的控制机理为:通过对振动结构的表面施加次级力源,抑制结构振动,从而减少结构向外辐射声音,使声场内噪声强度降低。本文对由旋转机械结构振动经固体件传播,导致薄板振动,向如汽车、舰船等舱室的封闭空间内辐射噪声的控制方法进行了研究,主要研究了结构声辐射自适应控制方法,设计制作了硬件平台,在实验箱上完成封闭空间结构声辐射主动控制。主要工作概括如下:1)研究适合硬件实现的结构声辐射的自适应控制算法:FXLMS算法和不需要次级通道建模的DSLMS和QDSLMS算法。通过仿真比较FXLMS算法和QDSLMS算法的收敛速度和降噪量。2)对多频率噪声有源抵消器结构进行了改进,改进结构减少了利用QDSLMS控制算法进行多谐波噪声主动控制中方向搜索的平均耗时。通过仿真比较结构改进前后的控制效果。3)针对多谐波噪声频率变化的情况,设计了运算量小,易于硬件实现的频率跟踪算法,实现多谐波频率变化时的基频跟踪。4)设计激振器和压电陶瓷片的功率放大器,配置结构声辐射主动控制中使用的多通道信号处理板,编写和优化结构声辐射主动控制算法。5)设计实验箱初级通道和次级通道的数据获取方案并进行通道辨识。通过实验的方式确定了误差传感器和次级力源的位置布放和选择。对实验箱进行结构声辐射主动实时控制,并对结果进行测试和分析,基本消除噪声量达到:基频降低大约10dB、二次谐波降低大约15dB、三次谐波降低大约10dB和总降噪量降低大约10dB。
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