管道风机主动噪声控制系统的设计与实现

发布时间：2020-07-23 14:09

【摘要】：在人们生活所处环境中,充斥着各种各样的污染,其中噪声污染也越来越被大家所关注。在噪声污染的各种来源中,风机噪声是重要的组成部分,其广泛分布于汽车排气、地下排风、室内换气等场合。在风机噪声中气动噪声是主要噪声源,而气动噪声中又包含离散噪声与宽带噪声两类。针对窄带特性的离散噪声和宽带噪声的中低频段,使用一般的被动降噪手段难以取得较好的效果。故本设计以管道声场为主要研究对象,拟采取主动噪声控制的方法。并主要针对风机噪声中的频率失调问题,打算应用改进的主动噪声控制算法进行测试。验证过程首先通过软件仿真验证算法的有效性,再以DSP芯片作为主处理器的控制器进行硬件管道降噪实验验证算法,来建立一个应对风机低频窄带噪声的主动噪声控制系统。本设计主要分风机平台设计、硬件外设设计和DSP软件设计三个部分。1)风机平台设计。先是分析了风机噪声的产生机理及频响特性,而后为了应对风压信号对采集的影响,对于如何选取管道、风机及麦克风位置进行研究,验证风机噪声特性并得到风机噪声频率失调情况。2)硬件外设部分。针对主流开发平台没有多路音频接口的弊端,基于DSP最小系统板,对于语音芯片AIC23B及相关外设电路原理进行设计,并完成硬件焊接及调试工作。3)DSP软件部分。分析了原软件控制系统在运行和调试中的弊端,拟加入自动基频识别、发散检测等改进模块,以实现提升系统整体的稳定性和实用性的目的。最后,将软件、硬件、平台设计三个部分结合起来,进行了功能和算法的验证。分别进行了改进模块的实用性测试、频率失调算法性能测试和风机噪声主动噪声控制的仿真测试,并以此为依据对目前取得成果及存在的问题进行了分析与展望。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP311.52;TB535
【图文】：

外观图,风机,轴流式通风机,风机转速

HF-200P SE-A100 ） 840 273 B） 63 57 200 100 128 20 ） 2450 5100 ） 10 7 z） 408 595 现，HF-200P 风机存在风量大、风-A100 风机存在风机转速不稳、主论基频过高，由于 200mm 直径的-2 次谐波，不利于实验进行。故将-D 的轴流式通风机，其外观图如图

风机测试,外观图,管道,平台

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3.3.3 麦克风位置选择由于受到风机产生的高风压影响，如果还像处理普通声音信号时直接将麦克风放置于管道的出口正面，普通的误差信号采集麦克风无法采集到真实的风机声学噪声信号。故本实验平台设计时参考了之前学者研究的设计[22]，并钻孔以透声，将参考麦克风偏置放在孔外的方式进行参考信号采集，详见 3.4 节。3.4 风机噪声采集测试由于选择风机的管径是 200mm 尺寸的，在管道模型中选用连接件与管道也均为 200mm 尺寸。为了减小风压影响，采用了排气烟管连接在风机与管道中。为增强管道系统封闭性，在风机与烟管和烟管与管道间均采用了连接件进行连接。在管道系统的末端，钻了一个直径约 2cm 的圆孔，用以透声，设计的风机管道噪声测试平台外观图见图 3-2 所示。

频谱图,时域,频谱图,采样点

- 23 -c) 风机上方结果图 d) 圆孔上方结果图图 3-4 各采样点时域及频谱图在风机在使用设计的系统进行风机噪声采集时分为 4 个采集点，进行采集分析。从图 3-4 的四张图中可以看出，在管壁上方采集的声音信号幅值很小，

【参考文献】