水下主动吸声理论与实验研究

论文摘要

随着声呐技术的发展,主被动声呐的工作频率开始向几百赫兹的低频延伸。传统噪声控制的方法是采用无源的控制技术,这对控制高频噪声较为有效,对低频噪声控制效果不大。而有源控制技术在消除低频噪声方面有着巨大的优势。本论文将有源噪声控制技术与自适应控制技术相结合,设计了自适应有源宽带吸声系统。系统采用F-XLMS算法,在DSP平台上实现了自适应有源宽带吸声。本文通过自适应有源吸声原理的介绍、系统的软硬件设计以及系统实验结果的讨论等三方面内容来介绍本系统。本文通过实验证明,无论在空气介质还是在水介质当中,本文所设计的自适应宽带吸声系统能对单频声信号、扫频信号和一定带宽的白噪声进行控制,具有很好的吸声效果。基于以上工作的成果,作者又进一步设计了水下主动吸声材料,并根据实际情况简单制作了水下智能吸声材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 有源噪声控制的有关概念
• 1.2 噪声控制的发展历史
• 1.2.1 无源噪声控制的应用现状
• 1.2.2 有源噪声控制的应用现状
• 1.3 水下主动吸声材料的研究进展
• 1.4 水下主动吸声材料实现的难点
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第2章 自适应主动吸声的原理
• 2.1 主动噪声控制的基本思想
• 2.2 自适应概念和LMS自适应算法
• 2.2.1 自适应概念
• 2.2.2 LMS自适应算法
• 2.3 F-XLMS算法
• 2.3.1 算法的推导
• 2.3.2 算法的实现
• 2.4 系统建模
• 2.5 本章小结
• 第3章 自适应主动吸声控制的软硬件设计
• 3.1 系统硬件设计
• 3.1.1 信号处理板
• 3.1.2 系统前端
• 3.1.3 系统后端
• 3.2 系统软件设计
• 3.2.1 分离声波
• 3.2.2 系统辨识
• 3.2.3 在线控制
• 3.3 本章小结
• 第4章 空气中自适应主动吸声的实验结果
• 4.1 复反射系数、吸声系数的测量
• 4.2 空气中的实验装置
• 4.3 控制系统原理
• 4.4 系统辨识的实验结果
• 4.5 空气中吸声控制的实验结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 水介质中自适应主动吸声控制的实验结果
• 5.1 水声声管测试概述
• 5.1.1 水声声管的构造与特性
• 5.1.2 水声声管的测量原理
• 5.1.3 声管的测量方法
• 5.2 水声实验装置
• 5.3 系统辨识的实验结果
• 5.4 水介质中吸声控制的实验结果
• 5.5 水下主动吸声材料
• 5.5.1 消声覆盖层的厚度考虑
• 5.5.2 智能型消声覆盖层的设计
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录A 传声器置换技术