[發明專利]一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法

有效

• 申請號: 201811247815.4
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109326296B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 韓寧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G10L21/00
• 分類號: G10L21/00;G10L21/02;G06F30/20
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發明公開了一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法，主要解決自由聲場中的散射聲有源控制算法在非自由場中無效的問題，其控制原理是：根據鏡像原理，計算初級源鏡像和控制源鏡像的坐標；計算或測量初級源及其鏡像至虛擬誤差傳感器的散射聲壓傳遞函數，并進行變換；計算或測量控制源及其鏡像至虛擬誤差傳感器的總聲壓傳遞函數，并進行變換；計算最優控制源強，并實施散射聲的有源控制。本發明針對聲場中包含反射表面的情況，能最優地計算控制源的源強并有效降低散射聲壓。

技術領域

本發明屬于有源噪聲控制領域，具體涉及一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法。

背景技術

散射聲控制在軍事上有重要的應用，可使潛艇等水下物體避開主動聲納等探測系統的監測。傳統的方法是在散射體表面鋪放吸聲材料，然而它在低頻段降噪效果不佳。散射聲有源控制技術可作用于低頻范圍，其前期研究已取得了相當進展(Friot E,Bordier C,Real-time active suppression of scattered acoustic radiation,J.SoundVib.Volume 278,563-580；Han N,Qiu X,Feng S,Active control of three-dimensionimpulsive scattered radiation based on a prediction method.MechanicalSystemsSignal Processing,Volume 30,267-273)，但均是針對自由聲場。而在實際應用時常會面臨各種復雜聲場，其中較常見的情況為聲場中包含反射表面，如海洋聲場中的海底、海面等。此時，自由場中的散射聲控制算法可能是無效的。因此，有必要提出一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法，該方法針對聲場中包含反射表面的情況，能最優地計算控制源的源強并有效降低散射聲壓。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種非自由場條件下的散射聲有源控制方法，主要解決自由聲場中的散射聲有源控制算法在非自由場中無效的問題，其控制原理是：根據鏡像原理，計算初級源鏡像和控制源鏡像的坐標；計算或測量初級源及其鏡像至虛擬誤差傳感器的散射聲壓傳遞函數，并進行變換；計算或測量控制源及其鏡像至虛擬誤差傳感器的總聲壓傳遞函數，并進行變換；計算最優控制源強，并實施散射聲的有源控制。主要包括以下步驟：

(1)

根據初級源、控制源和反射面的坐標并基于鏡像原理，即初級源與初級源鏡像的位置關于反射表面對稱，控制源與控制源鏡像的位置關于反射表面對稱，計算初級源鏡像和控制源鏡像的坐標。

(2)計算或測量N_p個初級源及其N_p個鏡像至N_e個虛擬誤差傳感器的散射聲壓傳遞函數，并構成一個N_e×2N_p的矩陣Z_ps，

將其按如下方式變換為

在數值仿真中，根據設定的反射表面的反射系數，各散射聲壓傳遞函數可通過解析公式計算；在實驗和實際應用中，各散射聲壓傳遞函數可通過測量獲得。

(3)計算或測量N_c個控制源及其N_c個鏡像至N_e個虛擬誤差傳感器的總聲壓(散射聲壓和入射聲壓之和)傳遞函數，并構成一個N_e×2N_c的矩陣Z_c，

將其按如下方式變換為