發(fā)動機(jī)排氣噪聲自適應(yīng)主動控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究.pdf

1、該文以聲學(xué)、自適應(yīng)控制、系統(tǒng)辨識和自適應(yīng)信號處理理論為主要依據(jù),結(jié)合發(fā)動機(jī)排氣噪聲的特點(diǎn),對發(fā)動機(jī)排氣噪聲主動控制系統(tǒng)的聲學(xué)機(jī)理、控制理論、次級通道的抗干擾辨識、以及系統(tǒng)集成和優(yōu)化等方面進(jìn)行了深入研究.首先,對發(fā)動機(jī)排氣有源消聲與傳統(tǒng)消聲器相結(jié)合的聲學(xué)機(jī)理進(jìn)行了研究.明確了有源消聲系統(tǒng)對消聲管道及電聲元器件的要求,并推導(dǎo)出了與單室擴(kuò)張式消聲器相結(jié)合的發(fā)動機(jī)排氣有源消聲理論模型.其次,對窄帶自適應(yīng)有源消聲系統(tǒng)的控制理論、次級通道及其建模誤

2、差對系統(tǒng)控制算法和消聲性能的影響、以及影響次級通道建模精度的干擾因素進(jìn)行了分析.重點(diǎn)研究了克服次級通道建模干擾的控制結(jié)構(gòu)與方法:研究了利用自適應(yīng)線性增強(qiáng)器ALE(adaptive line enhancer)來消除次級通道建模過程中的周期性窄帶干擾成分的理論與算法.首次就ALE引起的次級通道建模誤差進(jìn)行了理論分析和計算機(jī)仿真,將次級通道建模中的自適應(yīng)最小均方LMS(least mean square)算法修改為自適應(yīng)濾波最小均方FXLM

3、S(filtered-XLMS)算法,次級通道的辨識精度和系統(tǒng)性能均得到提高.首次將對象干擾消除器PDC(plant disturbance canceller)應(yīng)用于發(fā)動機(jī)排氣自適應(yīng)有源消聲系統(tǒng),創(chuàng)造性地提出了結(jié)合可調(diào)PDC的發(fā)動機(jī)排氣自適應(yīng)有源消聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對集成后的系統(tǒng)穩(wěn)定性與消聲性能進(jìn)行了理論分析與計算機(jī)仿真.結(jié)果表明:該系統(tǒng)在部分消除了影響次級通道建模精度的寬帶干擾噪聲的同時,充分發(fā)揮了前向窄帶控制系統(tǒng)的作用,提高了次級通道

4、建模精度,系統(tǒng)穩(wěn)定性及消聲性能得到提高.在此基礎(chǔ)上,研制了具有開放性和可移植性特點(diǎn)的發(fā)動機(jī)排氣自適應(yīng)有源消聲試驗(yàn)臺,開發(fā)了發(fā)動機(jī)排氣窄帶自適應(yīng)、結(jié)合ALE的窄帶自適應(yīng)和結(jié)合可調(diào)PDC的窄帶自適應(yīng)三種控制系統(tǒng)軟件,并分別進(jìn)行了消聲試驗(yàn).結(jié)果表明:采用干擾消除技術(shù)后的系統(tǒng)的消聲效果好于窄帶系統(tǒng),而結(jié)合可調(diào)PDC的系統(tǒng)則比結(jié)合ALE的系統(tǒng)優(yōu)越性更多,更適合于參考信號相關(guān)性較差的情況下使用.此外,論文還首次對次級聲源安裝角度對自適應(yīng)控制系統(tǒng)性能