第二章 第七节 有源噪声控制ppt课件.ppt

第二章 噪声污染及其控制,第一节 概述第二节 声学基础第三节 噪声的评价和标准第四节 噪声控制技术吸声第五节 噪声控制技术隔声第六节 噪声控制技术消声,第七节 有源噪声控制简介,第七节 有源噪声控制简介,有源噪声控制系统,二,（一）有源噪声控制原理,（二）自适应有源噪声控制,有源噪声控制（ANC）技术：在指定区域内人为地产生一个次级声信号，通过次级声源产生与初始声源的声波大小相等，相位相反的声波辐射，二者相互抵消，达到降噪的目的。作用：消除低频噪声。 与人们日常生活密切相关的噪声大多以低频噪声为 主，如空调、冰箱的噪声，有源噪声控制技术给出了 一种新的解决办法。,基本原理：根据两列声波相消性干涉或声辐射抑制的原理，在管道上游布置的前置传声器拾取噪声信号，经电信号处理馈送给管道下游的次级声源，调整次级声源的输出使得在下游与原噪声信号相位相反而实现“静区”的目的。,图2-49 有源噪声控制示意图,控制依据：电信号处理速度远远大于声传播的速度，电信号处理过程可以实现十分精确的反相位声压的控制。问题点：次级声源在向下游声场辐射的同时也向上游传播，被上游传声器所接收,形成声-电-声的闭合回路，引起消声系统出现“自激现象”，即声反馈过程。因此，ANC技术的发展一度受到制约。改进方法：1953年，美国的H.Olson创造性地将声反馈过程同控制系统中的反馈过程有机地结合起来, 运用负反馈控制方法设计了有源消声装置，在对声场信息未知的情况下(即无需前置传声器)来实现有源消声控制过程（图2-50）。,采用反馈控制结构,无需获得待抵消噪声的先验知识，并且将声反馈环节作为整个ANC系统的一部分加以控制，从而更符合实际声场状况。到目前为止，有源噪声控制大都沿用前馈控制与反馈控制两种基本思想。,图2-50 H. Olson的电子吸声结构原理图,（一）有源噪声控制原理,（二）自适应有源噪声控制,基本原理：在控制中采用自适应方法，以自动调节次级声信号，确保次级声信号能有效地抵消初始声信号，提高消声效果，达到降噪目的。,有源噪声控制系统中包括多个次级声源和误差传感器，这种控制器的传递函数十分复杂，用模拟电路难以实现。因此采用自适应有源噪声控制方法。,图2-51 自适应有源噪声控制原理图,由初始声源S发出的噪声传播到点E，同时，M1传感器检测初始声源，送入自适应控制器，经功放由扬声器P，即次级声源发出，传播到点E和初始声源叠加，由M2传感器监测残余噪声送入自适应控制器，经特定的自适应算法进行控制，使点E的残余信号最小。由此可见，自适应控制器的输出输入信号、误差信号的获取都不是直接的，而是通过扬声器和传感器，如麦克风等声器件输出和拾取的。,第七节 有源噪声控制简介,有源噪声 控制系统的组成,构造简单，成本低廉，只能完成传递函数简单的单通道控制器，系统特性不能适应环境的变化。,有源噪声控制系统的分类方法达数十种之多，涉及的分类因素也很复杂，详见表2-22所示。,有源噪声控制系统的分类：,表2-22 有源噪声控制系统的分类,表2-22中，每一列任选一项，从左到右排列，就构成了一种典型的有源噪声控制系统。,在实际中下列系统的分类要特别注意,多数情况下，多通道系统对扩大消声空间，提高降噪量是必需的；随通道数增多，控制器算法复杂程度大幅度增加，对保持系统的实时性和稳定性都十分不利,单通道系统 和多通道系统,模拟系统 和数字系统,优点：可完成特定算法，自适应性，适合多通 道和时变环境，可靠性好。缺点：价格相对较高，电路结构复杂。,模拟电路,数字电路,优点：构造简单，成本低廉 缺点：仅适应传递函数简单的单通道控制器 系统特性不能适应环境的变化,（一）,（三）,一个次级声源一个误差传感器,多个次级声源多个误差传感器,第七节 有源噪声控制简介,有源噪声控制系统,二,有源噪声控制技术在低频范围、软件可行性及成本等方面有着无源控制技术无可比拟的优越性，已成为噪声控制界的一个研究热点。随着有源降噪技术的日趋成熟，一些工程设计也取得了良好的效果。20世纪70年代后，一些理论技术已逐步实用化并转换为商品，如管道有源消声器和有源降噪耳罩等。美国DIGSONIX公司的管道有源消声系统，在40150Hz范围内消声量为1220dB；BOSS公司设计的有源抗噪声耳罩在301000Hz范围内获得25dB的降噪量。,第七节 小结,有源噪声控制系统：组成、分类、特点,第二章,