通风管路噪声主被动复合控制研究

【摘要】：通风管路噪声是舰船舱室的主要噪声源之一,有效控制通风管路噪声对提高船员的工作生活质量和舰船的战斗力都十分重要。采用主被动复合控制,能够结合两种控制技术的优点,更加有效的控制通风管路噪声。本文针对通风管路噪声的主被动复合控制,研究了以下内容:针对通风管路噪声的分析与测量。首先,确定了通风管路噪声的两个主要来源:风机噪声与管路气流再生噪声。然后,阐述了风机噪声与管路气流再生噪声的产生机理,建立管路气流再生噪声仿真模型进行了气流再生噪声的数值仿真分析。最后,现场测量了实验通风管路的管口辐射噪声。噪声的分析与测量为被动消声器的选型与设计提供了依据。针对前馈有源噪声系统中存在的声反馈问题。首先,从理论角度分析了声反馈对控制效果产生影响的机理,以此为基础阐述了各种声反馈解决方法的原理及其优缺点。然后,采用可以补偿声反馈的FvLMS算法作为声反馈解决方案,推导其实现过程并将方程误差法引入到FvLMS算法中,得到了EEM-FvLMS算法。通过仿真实验对比了调整前后算法对控制线谱噪声、宽带噪声、误差传感器处附加干扰噪声的效果,并利用实测传递函数进行了声反馈控制的仿真实验,证明了EEM-FvLMS解决声反馈的有效性。最后,提出了一种新的变步长算法,与已有的变步长算法的仿真对比表明新的变步长算法稳态误差更小、收敛速度更快。针对主被动复合消声器的物理配置与设计。首先,采用基于平面波理论的传递矩阵法进行了主动消声器的物理配置研究,主要是次级声源与参考传感器距离对传递损失的影响。然后,采用三维有限元法进行了被动消声器的物理配置研究,包括穿孔管参数、膨胀腔参数和吸声材料参数。最后,根据主动消声器和被动消声器物理配置研究得到的结论,结合通风管路噪声分析与测量的结论并考虑加工条件等客观因素,完成了主被动复合消声器的结构设计并加工得到了主被动复合消声器实物。利用已有的通风管路实验台以及设计加工的主被动复合消声器完成了通风管路噪声主被动复合控制系统的搭建。根据确定的实验方案,进行了扬声器噪声有源控制实验和通风管路噪声主被动复合控制实验,验证了控制系统以及算法的有效性和控制效果,并分析总结了影响实验效果的因素以及存在的问题。