[发明专利]一种旋翼飞行器的全局主动降噪方法

权利要求书

1.一种旋翼飞行器的全局主动降噪方法，其特征在于，包括：

通过测量装置测量旋翼飞行器的噪声；

以所述噪声的声压信号为输入，利用傅里叶声学分析方法与声压边界条件，得到旋翼旋转区域外噪声解的函数表达形式；

根据声全息方法构建声学模态系数与测量装置阵列声压信号的关系函数，提取最优声学模态系数，预测旋翼噪声声全息声场；

根据所述旋翼噪声声全息预测声场，利用声场重构方法分析所要重构的目标声场；

以所述最优声学模态系数为输入，利用声模态匹配关系，提取单极子声源群的控制信号；

利用自适应最优相位搜索方法对所述单极子声源群控制信号的在线调节，从而对旋翼噪声的全局主动降噪与自适应控制；

其中，所述以所述噪声的声压信号为输入，利用傅里叶声学分析方法与声压边界条件，得到旋翼旋转区域外噪声解的函数表达形式，进一步包括：

当旋翼桨尖速度小于音速时，旋翼噪声方程可简化为式(1)，旋翼旋转区域外噪声满足无源齐次波动方程式(2)，引入傅里叶变换进行推导；

其中，p为声压，c为声速，v_n为桨叶表面的法向运动速度，ρ₀为空气密度，l_i为单位面积介质的载荷，f(x,t)＝0为物面运动方程，δ(f)函数表明厚度和载荷噪声源仅分布在桨叶表面，为面声源，r,θ,φ分别为观测点与原点距离、仰角、方位角，ω为噪声频率，为波数；

在球坐标系中，测量装置的布置位置表示为式(3)，球坐标系声学波动方程的频域形式为式(4)

r_j＝(r_j,θ_j,φ_j),j＝1…J (3)

则基于傅里叶声学分析方法的满足索默菲尔德辐射条件的旋翼噪声解的级数展开形式为式(5)

其中，C_m,n(k)为声模态系数，为一阶spherical Hankel函数，Y_n^m(θ,φ)为球谐函数。

2.根据权利要求1所述的全局主动降噪方法，其特征在于，所述根据声全息方法构建声学模态系数与测量装置阵列声压信号的关系函数，提取最优声学模态系数，进一步包括：

根据HELS方法在指定基函数中对测量点噪声声压信号进行最佳逼近，以估计最优声学模态系数，声学模态系数与麦克风阵列测量点声压信号满足如下关系：

利用最小二乘法解得最优声学模态系数为：

{C_m,n(k)}＝([Ψ⁽¹⁾]^H[Ψ⁽¹⁾])^-1[Ψ⁽¹⁾]^H{p^d} (8)。

3.根据权利要求2所述的全局主动降噪方法，其特征在于，所述根据所述旋翼噪声声全息预测声场，利用声场重构方法分析所要重构的目标声场，进一步包括：

球坐标系下扬声器阵列的布置位置可表示为r_s＝(r_s,θ_s,φ_s),s＝1…S，则位于r_s的单极子声源辐射声场在原点展开形式为式(9)

其中，Q_S为扬声器质量源强度，Q_S＝-iωρ₀q_S，q_S为扬声器体积源强度；

扬声器阵列所产生的声场可表示为式(10)，声场重构的目标声场应满足式(11)所示关系