本课题提出了一种新型的控制排气管道低频噪声的半主动消声装置,其既解决了传统消声器在低频段消声效果不佳的难题,又解决了现有的基于HQ管的半主动消声装置不能精确和快速的随着入射噪声频率调节相匹配的路径差从而导致降噪效果有限的技术问题。本课题提出的半主动消声装置,包括主管道、伸缩式旁通管装置、固定旁通支管、用于改变噪声通过路径的电磁阀和检测噪声频率并操作电磁阀和步进电机的控制系统。噪声流经主管道时,在旁通管与主管道第一次交汇处,一部分噪声进入旁通管,一部分噪声则继续沿着主管道前行。通过设置在噪声入口处的传声器,检测出噪声的频率并计算出相匹配的旁通管与主管道的路径差,并通过控制电磁阀的闭合位置和调节伸缩式旁通管的长度来实现这一路径差,使在不同路径中行进的两列噪声波在旁通管与主管道第二次交汇处相位相反,而发生相消性干涉,从而达到消声的目的。在本文中,利用Matlab软件对半主动消声装置的控制系统进行仿真研究,模拟结果表明,本文建立的数字信号处理系统,可以准确的提取出噪声的基频频率,并能有效的控制步进电机和电磁阀获取与基频噪声频率相匹配的路径差。本文还通过ANSYS软件对该半主动消声装置的性能进行仿真研究,从分析结果可以看出,该半主动消声装置在低频段,具有良好的消声性能,尤其是150Hz以下的频段,平均消声量在35dB左右。在本文中,还通过实验获得在30Hz-465Hz频段该半主动消声装置的消声量曲线图,并分别将其与有限元仿真结果和传统的抗性消声器消声曲线进行对比。同仿真结果对比表明,在150Hz的低频段,实验与仿真的结果基本吻合,在150Hz以上的频段,实验的消声量要低于仿真值。同传统的抗性消声器对比表明,在150Hz以下的低频段,半主动消声装置的消声性能都远远优于抗性消声器;在350Hz以下的频段,半主动消声器整体消声性能要优于抗性消声器;在350Hz以上的频段,半主动消声器的消声性能相比于抗性消声器则较差。基于以上分析可以得出,对于350Hz以下的低频噪声,采用本课题研究的半主动消声装置进行控制是行之有效的。