一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能控制系统，特别是一种用于复杂稳定声场声压测试装置的智 能控制系统。
【背景技术】
[0002] 近场声全息技术是近年来声学研究的前沿，通过近场声全息技术(NAH)，可以较精 确地进行声源识别和定位，运用这种技术可以实现近场声场重建与可视化，因此，NAH技术 的研究对于抑制噪声污染具有非常重大的意义，NAH技术的中一个关键点是如何测得全息 面上的声压分布，而现有的测试装置都比较笨重，调试安装都非常麻烦，工作量非常大，需 要大量的人力与物力，而且测试结果一般不能现场完成，需要回到实验室进行处理，因此需 要一种小型，轻量化的新型声压测试装置，该装置在该智能控制系统的控制下，能自动调 试，自动测试，自动计算结果，以减少大量的人力与物力，减轻人们的劳动强度，同时特别能 适合于大型复杂稳定声场的现场作业，因此有必要发明一种新的声压测试装置及控制这种 装置的智能控制系统。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种高精度、高可靠的复杂稳定声场声压测试装置智能控制 系统，这种智能控制系统能智能控制测试装置，自动进行测试通道校正，自动进行空间坐标 定位与坐标校正，自动调试，自动实时测试数据，自动实时计算测试结果，从而可以减少大 量的人力与物力，减轻人们的劳动强度，同时特别适合于大型复杂稳定声场的现场作业，同 时也为将来利用NAH技术来抑制噪声提供技术上的支持。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种复杂稳定声场声压测试装置智 能控制系统，该智能控制系统所控制的复杂稳定声场声压测试装置包括整个装置运动的驱 动机构I、声学探头阵列升降及旋转驱动机构II，声学探头阵列伸缩驱动机构III、声学探头 阵列IV、声学探头阵列测试通道校正驱动机构V、声源参考位置测量柱VI，点声源标准声波 发生器VII。该智能控制系统包括控制中心模块及分别与控制中心模块相连的附属模块、与 上位机接口模块、电磁检测模块、测距模块、声压测试计算模块、整个装置运动驱动模块、声 学探头阵列升降及旋转驱动模块、声学探头阵列伸缩驱动模块、声学探头阵列测试通道校 正驱动机构驱动模块、信息输入显示模块。所述的控制中心模块包括数字信号处理芯片 DSP28335,分别与DSP28335相连的晶振电路、电源电路、数据交换有线、无线接口电路IA、数 据交换有线、无线接口电路IIa，数据交换有线、无线接口电路Ια还与声压测试计算模块相 连，数据交换有线、无线接口电路ΙΙα还与信息输入显示模块相连；所述附属模块包括与 DSP28335相连的Κ1、Κ2、Κ3位置信号检测电路和遥控发射接收信号电路，与上机接口模块包 括与DSP28335相连的与上位机交换信息电路，电磁模块包括与DSP28335相连的电磁检测电 路，电磁检测电路与底座上的电磁检测机构相连。所述测距模块包括分别与DSP28335相连 的测距激光I发射、接收电路、测距激光II发射、接收电路、测距激光III发射、接收电路、步 进电机D3驱动电路，与步进电机D3驱动电路相连的步机电机D3,步机电机D3通过齿轮与量 角传感器I相连，量角传感器I设有测距激光接收器I，还包括步进电机D10驱动电路，与步进 电机D10驱动电路相连的步进电机D10,步进电机D10通过齿轮与量角传感器II相连，量角传 感器II上设有测距激光发射器I，测距激光I发射、接收电路分别与测距激光发射器I、测距 激光接收器I相连，测距激光II发射、接收电路分别与测距激光发射器II、测距激光接收器 II相连，测距激光III发射、接收电路分别与测距激光发射器III、测距激光接收器III相连。
[0005] 本发明的进一步技术方案是:所述整个装置运动驱动模块包括分别与DSP28335相 连的步进电机D1驱动电路，步进电机D2驱动电路，与步进电机D1驱动电路相连的步进电机 D1，与步进电机D2驱动电路相连的步进电机D2,步进电机D1通过齿轮副A与驱动轮相连，步 进电机D2通过齿轮副B与另一个驱动轮相连;所述声学探头阵列升降及旋转驱动模块包括 分别与DSP28335相连的步进电机D4驱动电路，步进电机D5驱动电路，与步进电机D4驱动电 路相连的步进电机D4,步进电机D4通过齿轮副C与滑槽I相连，以及与步进电机D5驱动电路 相连的步进电机D5,步进电机D5通过齿轮I与齿条I相连。
[0006] 本发明的再进一步技术方案是:所述声学探头阵列伸缩驱动模块包括与DSP28335 相连的步进电机D6驱动电路，与步进电机D6驱动电路相连的步进电机D6,步进电机D6通过 齿轮II与齿条II相连;所述声学探头阵列测试通道校正驱动机构驱动模块包括与DSP28335 相连的步进电机D7驱动电路，以及与步进电机D7驱动电路相连的步进电机D7,步进电机D7 通过齿轮副D与丝杆II相连，还包括与DSP28335相连的步进电机D8驱动电路，以及与步进电 机D8驱动电路相连的步进电机D8,步进电机D8能过齿轮副F与丝杆I相连，还包括与 DSP28335相连的步进电机D9驱动电路，以及与步进电机D9驱动电路相连的步进电机D9,步 进电机D9通过齿轮副E与丝杆III相连。
[0007] 本发明的再进一步技术方案是:所述的声压测试计算模块包括主控制单元、标波 声波产生单元、测试通道单元，数据交换单元，信息显示单元，主控制单元基于FPGA组成，位 于FPGA芯片内部的分单元包括全息声压采集单元、时钟信号管理单元、同步脉冲分配单元、 外部DDS接口单元、全息声压计算单元、内部控制单元、内部的各个分单元通过内部总线相 连，外部的分单元包括分别与FPGA芯片相连的FPGA配置单元、电源单元、键盘接口单元、 FPGA外部振荡电路单元、系统复位单元;所述标准声波产生单元的分单元包括与主控制单 元相连的外置多支路DDS单元、与外置多支路DDS单元相连的多支路比较单元，与多支路比 较单元相连的高速多支路电子选择开关、与高速多支路电子选择开关一个支路相连的单一 标准声波发生器或标准声波发生器阵列，与高速多支路电子选择开关另一个支路相连的点 声源标准声波发生器;所述的测试通道单元的分单元包括与主控制单元相连的多支路高速 A/D网络单元、与多支路高速A/D网络单元相连的多支路信号偏置单元、与多支路信号偏置 单元相连的多支路信号放大单元、与多支路信号放大单元相连的声学传声筒阵列；所述的 数据交换单元的分单元包括与分别主控制单元相连数据交换有线、无线接口单元Ib，数据 交换有线、无线接口单元Π Ια，其中数据交换有线、无线接口单元Ib还与控制中心模块相连， 数据交换有线、无线接口单元Π Ια还与信息输入显示模块相连;所述的信息显示单元包括 与主控制单元相连IXD接口单元，与IXD接口单元相连的IXD。
[0008] 本发明的再进一步技术方案是:所述的信息输入显示模块包括主控制单元、信息 显示单元、数据交换单元，其中主控制单元基于FPGA芯片组成，位于FPGA内部的分单元包括 内部控制单元、IXD输出控制单元、同步时钟分配单元、时钟单元，内部单元通过内部总线相 连，外部的分单元包括与FPGA芯片相连的电源电路单元、复位单元、FPGA配置单元、外部晶 振单元、键盘单元。信息显示单元包括以下分单元，与主控制单元相连的LCD驱动单元、与 IXD驱动单元相连的LCD。数据交换单元包括以下分单元，分别与主控制单元相连的数据交 换有线、无线接□单元Πβ、数据交换有线、无线接□单元II Ib，数据交换有线、无线接口单元 IIb还与控制中心模块相连，数据交换有线、无线接口单元II Ib与还声压测试计算模块相连。
[0009]由于采用上述结构，本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统 [0010]具有以下有益效果：
[0011] (1)减轻人们的劳动强度
[0012] 本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统，装置在该智能控制系统的 控制下，能自动调试，自动测试，自动计算结果，可以减少大量的人力与物力，减轻人们的劳 动强度，同时特别能适合于大型复杂稳定声场的现场作业
[0013] (2)精确控制，数据精度较高
[0014] 本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统由于采用智能控制，大大减 少人为因素的干扰，同时由于采用了较新的计算算法，所以能精确控制，所得的数据精度较 高，计算结果较为精确。
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统 作进一步说明。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统整体结构方框图；
[0017] 图2是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统内部结构方框图；
[0018] 图3是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统声压测试计算模块内 部结构方框图；
[0019] 图4是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统信息输入显示模块内 部结构方框图；
[0020] 图5是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统整个装置从原点到达 待测全息面处的示意图；
[0021] 图6是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统主流程图；
[0022] 图7是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统声学探头阵列坐标定 位分流程图；
[0023] 图8是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统测试通道校正步骤分 流程图；
[0024]图9是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统声压测试计算步骤分 流程图；
[0025]图10是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制系统声压实测计算步骤 分流程图；
[0026] 图11自适应算法示意图；
[0027] 图12是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制所控制的复杂稳定声场 声压测试装置主体结构示意图；
[0028]图13是本发明一种复杂稳定声场声压测试装置智能控制所控制的复杂稳定声场 声压测试装置去掉声学探