有源噪声控制 --转载自网络

潘福刚

传统的控制噪声的声学措施主要有吸声、隔声以及使用消声器等方法，这些方式统称为"无源"噪声控制，一般来说，它们仅对中高频噪声的控制有效。1933年，德国物理学家Paul Leug（1898～1979）提出的专利"消除声音振荡的过程"，开创了有源噪声控制（Active Noise Control ）研究的先河。有源噪声控制技术擅长于低频噪声的控制，与无源噪声控制的互补性极强。70年来，在全世界科学家的共同努力下，有源噪声控制研究确实取得了令人鼓舞的巨大进步，已经建立了它自己的理论体系和独具特色的研究方法，工程应用也正在逐步走向成熟。毫不夸张地说，有源噪声控制（还有振动主动控制）已完全有条件作为一个新的学科分支。

                               
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2  有源声控制     为了抵消初级噪声，必须人为地产生一个声场（次级声场）。上世纪90年代以前，产生次级声场的次级源均为声源（一般为扬声器），因此，这种有源控制方式又称有源声控制，在有的文献中被称为"以声消声"。有源声控制的应用场合一般包括：管道声场；自由声场；封闭空间声场。有源声控制研究在80年代中期至90年代中期达到高潮，以英国南安普顿（Southampton）大学声与振动研究所（ISVR）的P.A.Nelson、S.J.Elliott等人的研究最为出色。 2  有源力控制     我们知道，有相当一部分噪声是由于结构振动辐射引起的。对于这类噪声，人们试图用有源声控制的方法加以控制，然而，理论研究结果表明：只有在极低的频率下，用少量点声源可以取得降噪效果。如果次级结构振动变得稍稍复杂一些或激励频率稍微高一些，用点声源来控制声辐射就变得异常复杂，结果也不能令人满意。1985年，美国弗吉尼亚理工与州立大学的C．R．Fuller等人开展了用次级力源控制结构声辐射或声透射的研究，这种方法称为有源力控制。最初的工作研究了采用点力源为次级力源，位于声场远场的传声器作为误差传感器，拾取远场声压为误差信号，以有限点的远场声场平方和为控制目标函数。研究内容主要包括：

• 降噪效果与次级力源个数、位置的关系；
• 有源力控制方式与有源声控制方式的比较；
• 用次级力源控制圆柱结构向声腔内外的声辐射；
• 次级力源控制封闭空腔内弹性板声透射。

2  有源声学结构     不管是有源声控制，还是有源力控制，都属于分布式系统。系统中的致动器、传感器、控制器的结构和形式依赖与具体的声学、振动环境，这样，系统的安装、调试、维修均需要深入的专业知识，这给它的工程应用和市场推广带来严重限制。近年来，正在展开研究的有源声学结构在一定程度上可以克服上述缺点。这种结构主要包括：产生次级声场的致动材料、检测振动与声功率或反射声功率，由此构成的结构称为有源隔声结构或有源吸声结构，其作用范围主要在低频。当然，它可以与传统的"无源"材料相结合，形成混合式有源声学结构，使得作用频段更加宽广。 2  工程应用及发展前景     有源噪声控制是一种针对性极强的应用技术，它经历曲折而蓬勃发展的动力就在于它巨大的应用潜力。经过70多年来的努力，在多个领域获得应用，已经有部分商业产品出现。如管道噪声有源控制及有源消声器、有源抗噪声耳罩和送话器、车厢内部噪声有源控制、飞行器舱室噪声有源控制，等等。
     未来的发展有很大的空间，主要在两个方向进行，一是改进现有的控制系统，增强系统的通用性、提高系统的可靠性，可维护性，改善人机操作环境，使具有少量专业知识的人士可以进行操作和维护；其次是方向将有源控制的思想与其它学科进行交叉融合，形成新的研究方向，譬如机翼颤振的有源控制、不稳定的有源控制、电磁波有源控制、非线性系统有源控制，等等。

潘福刚

呵呵,一块学习学习共同进步