一种噪声定向主动控制方法

1.本发明属于噪声控制技术领域，具体为一种噪声定向主动控制方法。


背景技术：

2.噪声主动控制方法由于适用频带宽，控制效果好而被广泛应用。一般是用参考传感器测得噪声源声信号，将其移相放大后，推动次声源产生与噪声源等幅反相的同频声音，抵消噪声源声音，达到控制噪声的目的。由于次声源没有指向性，要实现指定方向或区域的噪声控制，就要靠多个次声源在空间的合理布局来实现，不但增加了次声源的数量，而且增大了控制系统的难度。
3.在具体噪声控制中，由于控制目的和成本的需要，往往需要对某个指定方向或指定区域的噪声进行控制，对于有混响声的室内噪声，如果能对声源发出的直达声进行有效的控制，将可以大大减小整个室内的噪声。但由于用于噪声主动控制的次声源没有指向性，实现起来就比较困难，另外传统的次声源由于没有方向性，不可能实现对移动噪声源的跟踪控制。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种噪声定向主动控制方法，以解决上述噪声主动控制技术中存在的不足之处。
5.本发明提供的噪声定向主动控制方法，通过定向次声源实现对噪声的有效控制，不但可以实现对指定区域的噪声进行控制，而且可以直接对声源直达声进行控制，且能对移动噪声源进行跟踪控制。
6.本发明提供的噪声定向主动控制方法，原理如图1所示，使用如下器件组成的控制系统：比较传感器，参考传感器，控制器，信号处理器，功率放大器，次声源；具体步骤为：（1）确定噪声控制点或区域，把比较传感器置于控制点，调整次声源方向，使其轴线对准比较传感器的位置，根据所需控制噪声的区域，调整次声源的发射角，使其发出的声波能够覆盖所要控制的噪声区域；（2）参考传感器置于噪声源附近，用于测量噪声源的幅值、频率和相位。把参考传感器得到的信号，经控制器进行移相放大和相关的处理，然后送到信号处理器进行载波调制，再把调制波经功率放大器进行放大，推动次声源发出有指向性的声波；（3）用比较传感器检测控制点的声压级是否达到控制目标，如果没达到，把比较传感器信号反馈到控制器，通过控制器调整输入信号处理器的信号大小，经功率放大器推动次声源，调节次声源声压级的大小，直到比较传感器测得的控制点声压级达到控制目标为止。
7.本发明中，当噪声源有移动时，比较传感器和次声源的位置跟随噪声源同步移动。
8.本发明中，可以通过调相或机械方法对次声源进行指向性调节，以实现对不同噪声控制点的跟踪控制。
9.本发明中，所述次声源是根据参量阵原理设计的有源定向声源。
10.本发明中，所述次声源由超声波换能器阵列组成，通过发射以超声波信号为载波、调制信号为噪声控制信号的调制波，实现次声源声波的定向发射。其中，单个超声波换能器的直径是10—16mm的一种，发射超声波频率是15—120khz的一种；所有超声波换能器紧密排列，超声波换能器的数量是几十到几万只（如50
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50000只），阵列的形状可以是圆形、六边形、矩形、正方形、椭圆形或几种形状的组合。
11.本发明方法，对于混响声场、直达声场或混响和直达声场皆有的噪声场，皆适用。
附图说明
12.图1为本发明噪声定向主动控制图示。
具体实施方式
13.参见图1，使用如下器件组成的控制系统：比较传感器，参考传感器，控制器，信号处理器，功率放大器，噪声源、次声源；噪声定向主动控制方法的具体步骤为：1、确定噪声控制点或区域，把比较传感器置于控制点，调整次声源方向，使其轴线对准比较传感器的位置，根据所需控制噪声的区域，调整次声源的发射角，使其发出的声波能够覆盖所要控制的噪声区域；2、把参考传感器得到的信号经控制器进行移相放大和相关的处理后，送到信号处理器进行载波调制，再把调制波经功率放大器进行放大，推动次声源发出有指向性的声波；3、用比较传感器检测控制点的声压级是否达到控制目标，如果没达到，把比较传感器信号反馈到控制器，通过控制器调整输入信号处理器的信号大小，经功率放大器推动次声源，调节次声源声压级的大小，直到比较传感器测得的控制点声压级达到控制目标为止。
14.对于移动噪声源的控制，比较传感器和次声源的位置应跟随噪声源同步移动。
15.对于混响声场、直达声场或混响和直达声场皆有的噪声场，上述实施方式皆适用。