微穿孔板吸声结构以其良好的吸声特性被广泛应用，典型微穿孔板吸声结构的孔径和板厚均控制在毫米级以内，这些极薄的板材因其强度低，通常不适合民用，尤其是室内装修，从而使得微穿孔板的使用受限。为了改善板材的强度，最简单直接的方法是增加板的厚度，但是厚度增加，板的声阻增大，微穿孔板的声阻抗与空气特性阻抗的匹配能力减弱，从而使得吸声性能下降。本文基于微穿孔板吸声结构的理论基础，通过数值分析孔径、板厚、空腔厚度以及穿孔率对微穿孔板吸声结构吸声性能的影响，作为厚微穿孔板吸声结构的一种改进，用变截面孔代替传统微穿孔板的圆柱形孔，改善了厚微穿孔板吸声结构的吸声性能。然后通过建立数值模型分析了变截面厚微穿孔板吸声结构的吸声特性。由于变截面厚微穿孔板吸声结构的吸声性能受多参数影响，为了得到吸声效果较好的吸声结构，异于传统的参数确定方法，应用智能优化算法-粒子群优化算法，根据不同的设计要求建立相应的目标函数，对各个参数进行优化，从而得到吸声性能相对较好的变截面厚微穿孔板吸声结构。本文主要讨论了锥形孔和对数形孔两种不同的变截面厚微穿孔板吸声结构，分别对这两种结构进行单参数、双参数、三参数以及四个参数的优化。优化结果表明：(1)对大孔孔径进行优化后的变截面厚微穿孔板吸声结构的最大吸声系数有明显的增大；(2)以大孔孔径和空腔厚度为优化参数得到的吸声结构不仅能够增大最大吸声系数，而且能够保持原厚微穿孔板吸声结构的共振频率不变；(3)分别对大孔孔径、小孔孔径和空腔厚度进行优化，优化后的吸声结构在整个频率范围内的吸声曲线较为饱满；(4)对大孔孔径、小孔孔径、小孔穿孔率以及空腔厚度进行四参数优化后的吸声性能较三参数优化结构的吸声性能有所改善。此外还分别对锥形孔和对数形孔变截面吸声结构的吸声性能进行了对比分析，结果表明：相同参数设置条件下，对数形孔的吸声性能较优于锥形孔吸声结构的吸声性能。但由于对数形孔结构的复杂性，在实际设计中应综合考虑各种因素，以便选择更好的吸声结构。