[发明专利]直升机舱室全局有源噪声控制的误差传感器布放优化方法

摘要

本发明提出一种直升机舱室全局有源噪声控制的误差传感器布放优化方法，该方法基于量子粒子群优化算法，对误差传感器的位置进行编码，并将一条编码串作为一个粒子，进行迭代计算，每次迭代中计算每个粒子的适应度值，并对粒子进行元素值更新。该方法具有记忆性，每个粒子在算法结束时仍然保持其个体历史极值，针对直升机舱室中误差传感器安装有约束的情况，可以给出多种有意义的选择方案。而且可以在多个误差传感器工作面内搜索位置，在直升机舱室中选择出更优的误差传感器布放。另外可以同时考虑多个频率，可以获得多个谐波频率下的误差传感器鲁棒布放，即该误差传感器布放在这些频率下都有很好的降噪效果。

主权项

1.一种直升机舱室全局有源噪声控制的误差传感器布放优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立需要进行噪声控制的直升机舱室模型，并固定次级声源的位置；步骤2：考虑误差传感器的空间安装约束条件，在直升机舱室中选择N个可以布放误差传感器的工作面A_n，n＝1,2,…,N；根据控制器能力确定误差传感器个数M，并根据实际选择工作面的大小，将M个误差传感器分配于N个工作面上，工作面A_n上安装误差传感器个数为M_n，步骤3：选择控制目标区域为整个直升机舱室，根据公式计算降噪量AL，其中表示控制后总声场，表示初级声场，ω为角频率，ω＝2πf_j，f_j为第j个待控制的频率，j＝1～J，J为待控制的频率个数；构建适应度值函数为：其中AL_j为对应待控制频率f_j的降噪量，al_j为对应待控制频率f_j的期望降噪量；步骤4：根据以下步骤对直升机舱室的误差传感器布放进行优化：步骤4.1：对M个误差传感器的位置进行编码，并将一条编码串x作为一个粒子；粒子中的元素表示某个误差传感器位置的一个坐标：x＝[r₁ r₂ …r_m … r_M]^T＝[x₁ y₁ z₁ x₂ y₂ z₂…x_m y_m z_m … x_M y_M z_M]^T其中r_m＝(x_m,y_m,z_m)表示第m个误差传感器位置；步骤4.2：根据工作面的约束范围，对粒子中的每一维元素在约束范围内随机赋值，实现对粒子群的初始化，其中粒子群中包含I个D维粒子x_i，i＝1,2,…,I，D＝3M；步骤4.3：进行迭代计算，每次迭代中计算每个粒子的适应度值，并对粒子进行元素值更新：对于第k+1次迭代，第i个粒子第d维元素值的更新方程为：其中是均匀分布在(0,1)上的随机数，是第k次迭代后I个粒子第d维元素值的平均值，是第k次迭代后第i个粒子第d维元素值，为均匀分布在(0,1)上的随机数，当时，α前取“+”，时，α前取“‑”，α为压缩扩张因子；为第k次迭代后第i个粒子对应其历史最优适应度时的第d维元素值，为粒子群在第k次迭代中，取到最优适应度的粒子的第d维元素值；步骤4.4：当达到最大迭代次数时，迭代结束，输出每个粒子对应其历史最优适应度时的粒子值p_i＝[p_i1 p_i2 … p_iD]^T，以及当前迭代运算后，取到最优适应度的粒子值p_g＝[p_g1 p_g2 … p_gD]^T，共得到I+1个误差传感器布放方式，取其中适应度值最优的误差传感器布放方式。