有源声辐射控制的误差传声器布放位置研究

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有源噪声控制系统中的物理配置主要包括参考传声器、次级源以及误差传声器。在自由场全局声辐射控制中,次级源的数目和位置固定后,误差传声器的布放是决定整个控制系统降噪量的关键因素。本文针对自由场全局声辐射控制中近场声压误差传声器的布放问题进行研究。首先,研究了单通道有源控制系统中误差传声器的布放。针对单极子初级声源、偶极子初级声源和多级子初级声源,推导了误差传声器低频近场最优布放位置。仿真发现将误差传声器置于初级源与次级源之间且偏向次级源的位置降噪效果更好;随着频率升高,最优误差传声器的位置会随频率向初级源方向发生偏移。其次,研究了多通道有源控制系统中误差传声器的布放。基于次级源在球面均匀分布的模型,针对单极子初级声源,理论推导了多通道控制系统的低频最优误差点位置。依次对初级声源为单极子、不同尺度的偶极子和不同尺度的多级子初级声源的情况进行仿真,给出了多通道控制系统的近场最优误差点布放位置以及最优误差点布放位置与初级源的关系。通过对误差点球面和整个声场控制前后的声场分布进行比较,得到误差传声器处于最优布放位置时系统的控制机理。最后,针对偶极子初级声源和三级子初级声源,在消声室中分别进行了多通道有源声辐射控制实验,测量了误差点处于初级源与次级源连线上不同位置时的降噪量,得到近场误差传声器最优布放位置。4通道、8通道和12通道的实验结果验证了在初级源与次级源之间区域存在近场最优误差传声器布放位置,且实验中最优位置与理论仿真结果基本吻合。
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