基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置，包括管道、聲速傳感器、噪聲抑制揚聲器、噪聲抑制功率放大器和主動控制器，主動控制器與自適應(yīng)濾波器和外圍電路構(gòu)成嵌入式噪聲主動控制器，嵌入式噪聲主動控制器與在管道的內(nèi)壁上不同位置設(shè)置的誤差噪聲傳感器、參考噪聲傳感器、聲速傳感器和噪聲抑制揚聲器連接，本實用新型通過對多模型之間進行切換，能夠適應(yīng)次級通道模型的快速改變，同時使用外加測量設(shè)備，便于進行安裝和擴展，并通過聲波的相消干涉原理，采用自適應(yīng)濾波器，實現(xiàn)對管道噪聲進行抑制。
【專利說明】
基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及一種噪聲控制裝置，特別是涉及一種基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]目前廣泛使用的噪聲控制技術(shù)主要分為無源噪聲控制和有源噪聲控制兩種，其中有源噪聲控制，即噪聲主動控制技術(shù)是當前研究的熱點。噪聲主動控制技術(shù)主要利用聲波的相消干涉原理來進行噪聲抑制。由于噪聲源和聲學(xué)環(huán)境通常是時變的，尤其是噪聲抑制揚聲器與誤差噪聲傳感器之間的次級通道會隨著溫度和聲音傳播條件的改變而改變。諸多研究人員提出了許多噪聲主動控制方法來實現(xiàn)次級通道的在線辨識與噪聲的實時抑制，但當次級通道的模型突變時，目前已有的方法很難實現(xiàn)次級通道模型的實時準確辨識與噪聲的實時有效控制。
[0005]【實用新型內(nèi)容】:
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過對多模型之間進行切換，能夠適應(yīng)次級通道模型的快速改變，同時使用外加測量設(shè)備，便于進行安裝和擴展的基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置。
[0007]—種基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置，包括管道、聲速傳感器、噪聲抑制揚聲器、噪聲抑制功率放大器和主動控制器，所述主動控制器與自適應(yīng)濾波器和外圍電路構(gòu)成嵌入式噪聲主動控制器，所述嵌入式噪聲主動控制器與在所述管道的內(nèi)壁上不同位置設(shè)置的誤差噪聲傳感器、參考噪聲傳感器、聲速傳感器和噪聲抑制揚聲器連接。
[0008]所述嵌入式噪聲主動控制器與噪聲抑制揚聲器之間設(shè)置有噪聲抑制功率放大器，所述誤差噪聲傳感器和參考噪聲傳感器均由噪聲傳感器和外圍電路構(gòu)成。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]1、本實用新型通過對多模型之間進行切換，能夠適應(yīng)次級通道模型的快速改變，同時使用外加測量設(shè)備，便于進行安裝和擴展，并通過聲波的相消干涉原理，采用自適應(yīng)濾波器，實現(xiàn)對管道噪聲進行抑制。
[0011]2、本實用新型采用噪聲主動控制的硬件為通用設(shè)備，易于實現(xiàn)，方便擴展，噪聲抑制效果與聲速傳感器、參考噪聲傳感器、誤差噪聲傳感器、噪聲抑制揚聲器的安裝位置無關(guān)，適用范圍廣，便于人員進行安裝。
[0012]3、本實用新型把聲速傳感器檢測的聲速和不同的溫度值輸入到自適應(yīng)濾波器，并設(shè)置多模型集，工作時通過快速切換多模型集，并結(jié)合主動控制后的誤差噪聲傳感器檢測的殘差信號進行實時控制，工作運算量極小。
[0013]4、本實用新型通過改變實驗溫度的方式，實現(xiàn)慢時變時與快時變的工況，便于人們對多種工況進行操作，通過檢測到的實驗數(shù)據(jù)對噪聲的抑制效果進行觀察，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行修改，便于對噪聲更好的抑制。
[0014]【附圖說明】:
[0015]圖1為基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為實施例中次級通道模型慢時變時的噪聲抑制效果圖。
[0017]圖3為實施例中次級通道模型快時變時的噪聲抑制效果圖。
[0018]【具體實施方式】:
[0019]實施例:參見圖1、圖2和圖3，圖中，1-聲速傳感器，2-參考噪聲傳感器，3-誤差噪聲傳感器，4-噪聲抑制揚聲器，5-噪聲抑制功率放大器，6-嵌入式噪聲主動控制器，7-管道。
[0020]基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置，包括管道7、聲速傳感器1、噪聲抑制揚聲器4、噪聲抑制功率放大器5和主動控制器，主動控制器與自適應(yīng)濾波器和外圍電路構(gòu)成嵌入式噪聲主動控制器6，嵌入式噪聲主動控制器6與在管道7的內(nèi)壁上不同位置設(shè)置的誤差噪聲傳感器3、參考噪聲傳感器2、聲速傳感器1、溫度傳感器和噪聲抑制揚聲器4連接。
[0021]嵌入式噪聲主動控制器6與噪聲抑制揚聲器4之間設(shè)置有噪聲抑制功率放大器5，誤差噪聲傳感器3和參考噪聲傳感器2均由噪聲傳感器和外圍電路構(gòu)成。
[0022]本實施例采用上述的基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置進行噪聲主動控制實驗，實驗的操作步驟如下:
[0023](I)硬件安裝:在管道7內(nèi)部不同位置，分別安裝一個聲速傳感器1、一個參考噪聲傳感器2、一個誤差噪聲傳感器3、一個噪聲抑制揚聲器4，在噪聲抑制揚聲器4附近安裝噪聲抑制功率放大器5以及包含多模型自適應(yīng)切換控制算法的嵌入式噪聲主動控制器6;
[0024](2)打開所有設(shè)備電源，通過改變實驗室溫度，進行次級通道多模型集的建立:將偽隨機噪聲輸入噪聲抑制揚聲器4，聲速傳感器I測量得到的最小聲速為325米/秒，最大聲速為355米/秒，包含多模型自適應(yīng)切換控制算法的嵌入式噪聲主動控制器6采集誤差噪聲傳感器3的信號，對照不同溫度，得到十個固定參數(shù)模型，十個固定參數(shù)模型構(gòu)成多模型集；
[0025](3)通過改變試驗溫度，實現(xiàn)模擬級通道模型慢時變時與快時變工況，并進行噪聲主動控制實驗:使用聲速傳感器I測量得到管道噪聲的聲速，使用參考噪聲傳感器2，測量管道噪聲的參考信號，通過測量的聲速，把多模型集中的一個固定參數(shù)模型作為主動抑制信號，并通過噪聲抑制揚聲器4實現(xiàn)對管道噪聲的主動抑制，使用誤差噪聲傳感器3，測量管道噪聲主動抑制后的殘差信號，將參考信號和殘差信號輸入包含多模型自適應(yīng)切換控制算法的嵌入式噪聲主動控制器6，參考信號通過自適應(yīng)濾波器得到控制信號，控制信號經(jīng)過噪聲抑制功率放大器5，作用于噪聲抑制揚聲器4，實現(xiàn)對管道噪聲的抑制。
[0026]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置，包括管道、噪聲抑制功率放大器和主動控制器，其特征是:所述主動控制器與自適應(yīng)濾波器和外圍電路構(gòu)成嵌入式噪聲主動控制器，所述嵌入式噪聲主動控制器與在所述管道的內(nèi)壁上不同位置設(shè)置的誤差噪聲傳感器、參考噪聲傳感器、聲速傳感器和噪聲抑制揚聲器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模型自適應(yīng)切換控制的管道噪聲主動控制裝置，其特征是:所述嵌入式噪聲主動控制器與噪聲抑制揚聲器之間設(shè)置有噪聲抑制功率放大器，所述誤差噪聲傳感器和參考噪聲傳感器均由噪聲傳感器和外圍電路構(gòu)成。
【文檔編號】F16L55/033GK205560104SQ201620344132
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月23日
【發(fā)明人】劉曉樂, 李小魁, 陳素霞, 張秋慧, 任磊, 閆絮, 陳勝昌, 林偉鵬
【申請人】河南工程學(xué)院