有源噪声控制技术在开放空间或大尺寸封闭空间中的应用目前已经越来越普遍。然而,在这些环境中,有源噪声控制系统通常需要大数量的次级源和误差传感器。实现传统集中式控制系统所需的运算能力、硬件复杂度等成本随着系统规模的增加而快速增加。为了降低大规模系统的复杂度,人们提出了分散式控制系统。这种系统由多个互相独立的反馈控制单元组成,每个反馈控制单元只包括一个误差传感器和一个次级源,只需考虑自身次级源到误差传感器的次级通路传递函数,而不考虑其他控制单元的影响。但是与集中式系统相比,分散式控制系统可能会出现全局降噪性能下降和系统不稳定,且次级源和误差传感器必须一一对应。集群式控制系统由多个局部化的多通道子控制单元组成,这些控制单元均为较小规模的集中式控制系统。与分散式系统相比,集群式系统能根据需要灵活地选择各个控制单元的次级源和误差传感器数量,其控制单元考虑了更多数量的误差传感器和次级源的相互影响,因此可以期待比分散式系统有更好的全局性能和稳定性。本论文对集群式有源噪声控制系统在各种声环境中的自适应算法、控制单元划分方式、系统布局、稳态性能和稳定性进行了系统研究。本文主要内容包括:（1）对应用在集群式与集中式系统中的自适应控制算法进行性能分析,得到了集群式系统稳定条件。（2）对自由空间集群式系统进行研究,得到了集群式系统与集中式系统的等效条件,即系统误差传感器数量小于或等于次级源数量,且控制单元声阻抗矩阵和系统声阻抗矩阵满秩。发现控制单元声阻抗矩阵的秩与控制性能正相关,并提出了集群式系统的控制单元划分准则。研究了自由空间中,控制单元次级源和误差传感器位置对性能的影响。（3）在矩形封闭空间中,对集群式系统次级源和误差传感器位置对性能的影响进行研究,发现当次级源和误差传感器在避开声模态节线时,系统有较好的控制效果,且在矩形空间中集群式系统的阻抗矩阵总是满秩的。对集群式系统中的控制算法进行了研究,发现集群式系统在封闭空间中通常是不稳定的,通过对代价函数进行正则化处理可使集群式系统变得稳定。以飞机舱室为例,通过仿真验证了矩形空间的研究结果也适用于复杂封闭空间中。（4）在全尺寸直升机舱室模型中,分别对集中式、分散式和集群式系统的性能进行了实验研究。结果显示三种系统在满足等效条件时,经过充分收敛后的控制效果是一致的。对分散式系统和集群式系统的稳定频率区间进行比较,结果显示集群式系统比分散式系统有更好的稳定性。（5）通过舱室模型实验和真机飞行试验,对涡桨飞机舱室中的集群式系统进行了研究。结果显示,集群式系统在实际工程中实现了与集中式系统相近的降噪效果,初步证明了集群式系统在实际工程中的可行性。