复杂声学环境中人耳附近空间有源降噪研究综述

复杂声学环境中人耳附近空间降噪是有源噪声控制研究的重要课题,目前采用的主要方法为有源降噪头靠(AHR)和虚拟声屏障(VSB).本文简述AHR与VSB的发展历史和研究现状,介绍其物理原理和设计方法,评述其在实际应用中的优缺点,讨论了目前存在的问题与未来相关的研究方向.已有理论、数值仿真和实验研究验证了相关技术在人耳附近空间产生静区的可行性. AHR系统需要较少控制源,系统相对简单易实现,但静区范围较小,结合虚拟传声器技术和人头跟踪技术后可实现随人头移动的静区,降噪频率可达中高频; VSB产生的静区范围较大,但控制源个数较多,系统复杂和成本高,可通过代价函数和控制源优化,以及主被动混合控制技术来提高有效降噪频率范围和减少控制源个数.

分散式有源声屏障系统稳定性研究

有源声屏障可提升传统声屏障的低频降噪性能.使用多通道控制系统的有源声屏障分为集中式系统和分散式系统,前者复杂度高,后者采用具有独立控制单元的分散式系统来降低前者的复杂度,但稳定性降低.首先从理论上分析保持分散式系统稳定的必要条件和提升系统稳定性的方法,其次,通过数值仿真研究分散式系统次级路径传递函数相关的特定矩阵的特征值分布规律,最后根据分布规律提出一种简单易行的方法,即通过调整特定矩阵特征值的相位,提升分散式系统的稳定性.仿真结果表明,该方法可使满足一定条件的不稳定分散式系统变得稳定,且不影响系统收敛稳定后的降噪性能.

小开口声传输有源控制的次级源和误差传感策略研究

为建筑物提供自然通风和采光功能设置的开口有时成为整个结构隔声的薄弱部分.开口的有源控制一般用于低频降噪,针对4000Hz以下频段噪声,研究无限大障板上小开口有源控制及其次级源和误差传感策略.基于模态展开法建立了无限大障板上矩形开口声传输的数值模型,通过仿真比较不同初级声场条件下,不同次级源和误差传感策略对有源控制系统性能的影响.结果表明,有源控制系统的控制频率上限由开口模态对应的特征频率决定,使用合理的次级源和误差传感策略可提升有源控制的频率上限.对于厚度为31.8cm的墙上边长为6cm的方形开口,实验结果表明单通道控制系统和4通道控制系统分别在2750Hz和3900Hz以下获得10dB以上降噪量.这一系统可应用于同时有通风和降噪要求的场合.