[发明专利]一种用于噪声环境试验的声谱控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于噪声环境试验的声谱控制方法，包括：根据预设采样频率采集噪声信号，并根据所述信号得到驱动信号；根据预设采样频率采集噪声环境的响应信号，并根据所述响应信号确定所述噪声环境当前的声压级谱；根据所述声压级谱以及参考声压级谱的对比结果，调整并输出所述驱动信号，以使当前的声压级谱逐渐逼近所述参考声压级谱。本发明可实现低成本、高精度和实时控制能力强大的噪声声谱数字控制，利用滤波器方法可对噪声信号进行实时的声压级谱分析，并利用滤波器增益来调整驱动信号，在过程中实现对不同1/3倍频程声压级谱的精确控制。

技术领域

本发明涉及噪声环境试验技术领域，尤其涉及一种用于噪声环境试验的声谱控制系统及方法。

背景技术

噪声环境是指大幅度的空气压力脉动，通常这些压力脉动在5kPa～87kPa的幅值范围内和10Hz～10kHz的宽频带内是随机性的，噪声环境试验的目的是为了验证飞行器设备能承受规定的噪声环境，而不出现不可接受的功能特性、结构完整性的衰退。目前，噪声环境试验已经成为飞行器研制过程中或投入使用前的一项重要的常规试验类型。

噪声环境试验的声谱控制原理是根据试验条件要求的声压级，计算机产生一随机驱动信号，经数/模转换器(A/D)和功率放大器后，驱动气流调制器，产生混响声场，混响室内的声压级用传声器经阻抗变换器和模/数转换器(D/A)将其反馈到计算机，计算机进行谱分析并与要求的声压级谱相比较，根据比较结果修正驱动信号，此过程不断重复，直到混响室的声场符合试验条件要求的声压级。

目前市场上的噪声控制系统等均是基于PSD的方法控制的，其利用逆Welch方法生成驱动信号，采集得到的信号通过求其功率谱密度来得到声压级，通过比较声压级的差值修正功率谱密度，从而修正驱动信号，完成对声谱的控制。

在上述现有的噪声控制技术方案中，由于要修正功率谱密度，会造成低频段控制的谱线数少，高频段控制的谱线数多，在频率间隔较大时低频的控制精度小，频率间隔较大时影响计算效率。驱动信号生成时，运用的逆Welch方法需要进行随机化和大量的IFFT运算，频域的转换均是按帧进行，实时性较差。

发明内容

针对现有的噪声控制技术方案低频段控制的谱线数少、高频段控制的谱线数多，在频率间隔较大时低频的控制精度小，计算效率低，以及生成驱动信号实时性较差的缺陷，本发明提出如下技术方案：

本发明提供了一种用于噪声环境试验的声谱控制方法，包括：

根据预设采样频率采集噪声信号，并根据所述信号得到驱动信号；

根据预设采样频率采集噪声环境的响应信号，并根据所述响应信号确定所述噪声环境当前的声压级谱；

根据所述声压级谱以及参考声压级谱的对比结果，调整并输出所述驱动信号，以使当前的声压级谱逐渐逼近所述参考声压级谱。

可选地，所述根据预设采样频率采集噪声信号，并根据所述信号得到驱动信号，包括：

根据所述预设采样频率从信号发生器处采集噪声信号，通过九个通道的1/3倍频程滤波器组对所述噪声信号进行处理，得到27个1/3倍频程的信号；其中，所述1/3倍频程滤波器组包含3个1/3倍频程滤波器；所述噪声信号为第一通道数据，第二通道至第九通道数据分别由前一通道数据通过抗混叠低通滤波器并进行降采样得到。

可选地，所述根据预设采样频率采集噪声信号，并根据所述信号得到驱动信号，包括：

将所述第一通道至第九通道数据通过1/3倍频程滤波器组后，获取表示不同1/3倍频程频带的信号，并从所述第九通道数据开始不断地升采样，并通过抗镜像的低通滤波器，然后同上一通道的数据相加，直到生成最后的驱动信号。

可选地，还包括：