电气设备噪声主动控制的研究及输出电路的设计

论文摘要

噪声作为当今世界三大污染源之一,给人们的工作和生活都带来了不可忽视的影响。对人的身体和精神上都造成了巨大的影响,因此能够有效的抑制噪声势在必行。高技术含量和高性价比的噪声主动控制系统,以其良好的动态响应和补偿特性,将取代被动噪声控制技术成为未来噪声抑制技术的主要发展方向。本文对噪声的产生、危害及噪声主动控制技术在各个领域中的应用进行了综述。介绍了噪声主动控制技术的发展与工作原理。特别针对于变压器、电动机产生的电磁噪声进行了分析。本文根据麦克风和扬声器的响应特性,采用快速傅立叶变换进行信号检测。快速傅立叶变换可以很方便地计算出各次频率下信号的相角和幅值,以便补偿信号失真。补偿电流控制决定了噪声主动控制系统的补偿特性和效果。本文对噪声主动控制系统的输出电路进行了设计,该电路采用桥式结构及电流跟踪速度快的滞环比较PWM控制方式。本文对主电路的各个参数,如直流电压、滞环宽度以及滤波电路参数等,进行了深入的研究,得出了各个参数对补偿效果的影响和对电力电子器件的要求。最后利用MATLAB根据本文提出直流电压、滞环宽度及滤波电路参数的设计方案进行了仿真试验。结果表明该方案可以达到很好的补偿效果,各项控制参数的作用与理论推导的结果相吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 噪声问题的产生、危害及研究的意义
• 1.2 噪声问题在国内的现状及治理的要求
• 1.3 电力设备噪声污染的近况及相应治理办法
• 1.4 噪声污染问题的治理办法
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 噪声主动控制的理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 噪声主动控制中的声学基础
• 2.2.1 声波的产生和声压
• 2.2.2 声学波动方程
• 2.2.3 声波的能量
• 2.3 噪声主动控制原理
• 2.4 噪声主动控制的方法
• 2.4.1 自适应技术在噪声主动控制中的应用
• 2.4.2 灰色系统在噪声主动控制中的应用
• 2.4.3 本文采用的控制方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 麦克风与扬声器的特性分析
• 3.1 声音传感器
• 3.2 扬声器
• 3.3 麦克风和扬声器的补偿方法
• 3.4 快速傅立叶算法
• 3.5 快速FFT 的仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 输出电路的设计与仿真研究
• 4.1 引言
• 4.2 输出功率放大电路的主电路结构和电流控制策略分析
• 4.3 主电路各项参数的选择
• 4.3.1 桥式功率放大器中开关器件的选择
• 4.3.2 输出电路的滤波器参数的设计
• 4.4 仿真试验结果分析
• 4.4.1 输出电路的传递函数推导
• 4.4.2 二阶系统动态性能的性能指标
• 4.4.3 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 有源噪声主动控制的硬件设计
• 5.1 引言
• 5.2 有源噪声主动控制的应用电路设计
• 5.2.1 核心处理单元的选择
• 5.2.2 模拟信号检测电路的结构设计
• 5.2.3 声音传感器放大电路的选取
• 5.2.4 带通滤波器与比较电路的设计
• 5.2.5 实测结果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢