[发明专利]一种基于等离子体流动控制的高速列车降噪系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于等离子体流动控制的高速列车降噪系统及方法，该系统包括激励电源装置、等离子体发生装置、噪声采集装置、控制器和计算机；激励电源装置的输入端与控制器连接，其输出端与等离子体发生装置连接，所述控制器还与计算机连接，噪声采集装置与计算机连接。本发明提供的降噪系统及方法在保证列车可用空间不变的情况下，利用等离子体主动流动控制技术，实现对气动噪声源的有效控制。

技术领域

本发明属于高速列车降噪技术领域，具体涉及一种基于等离子体控制的高速列车降噪系统及方法。

背景技术

随着高速列车的蓬勃发展，列车运行速度稳步提升，一些低速环境下被忽略的问题逐步显现并影响列车的运行。普通列车的动态环境以机械、电气作用为主，而高速列车的动态环境以气动作用为主，由此带来的最大限制是气动噪声。随着高速列车速度等级的提升，气动噪声与运行速度的六次方成正比，成为了高速列车噪声的主要来源，过大的气动噪声会严重影响乘客乘车的舒适感并给沿线居民生活带来困扰。

目前，控制噪声源强度与隔绝传播路径是降低高速列车气动噪声的主要手段，具体表现在安装消音器与利用阻尼减振材料等方法，缺少主动抑制噪声源以减小气动噪声的方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于等离子体流动控制的高速列车降噪系统及方法解决了现有列车降噪方法中缺少主动抑制噪声源以减少气动噪声的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于等离子体流动控制的高速列车降噪系统，包括激励电源装置、等离子体发生装置、噪声采集装置、控制器和计算机；

所述激励电源装置的输入端与控制器连接，其输出端与等离子体发生装置连接，所述控制器还与计算机连接，所述噪声采集装置与计算机连接。

进一步地，所述激励电源装置设置于列车车头舱体内部，用于给等离子体发生装置提供能量输入与外部激励；

所述等离子体发生装置有四个，且均与激励电源装置连接，分别固定安装于列车头部纵向中轴线上、列车头部左侧最大轮廓线上、列车头部右侧最大轮廓线上和列车尾部；

所述噪声采集装置设置于列车车厢内部，用于实时监测车厢内部的环境噪声，并将监测到的环境噪声实时上传至计算机；

所述控制器设置于列车车头舱体内部，用于根据计算机的控制信号进而控制激励电源装置的动作；

所述计算机用于对噪声采集装置上传的信号进行分析，并向控制器发出控制信号。

进一步地，所述噪声采集装置包括信号采集单元、信号放大单元和信号转换单元；

所述信号采集单元通过信号放大单元与信号转换单元连接；

所述信号采集单元中包括型号为CM6022P的噪声传感器；

所述信号转换单元包括依次连接的A/D转换电路和DSP处理器，所述DSP处理器与计算机连接。

进一步地，每个所述等离子体发生装置包括暴露电极、上绝缘介质板、嵌入电极和下绝缘介质板；

所述暴露电极设置于上绝缘介质板的上表面，所述下绝缘介质板的上表面设置有嵌入电极，所述上绝缘介质板和下绝缘介质板堆叠在一起，形成嵌入电极的封装；

所述下绝缘介质板的下表面固定于列车顶部外侧表面；

所述上绝缘介质板和嵌入电极之间的横向距离可调；

所述暴露电极和嵌入电极均与激励电源装置连接。

进一步地，所述控制器的主控芯片为Stratix III FPGA系列器件。

进一步地，所述激励电源装置包括信号源、功放电路和升压变压器；