[发明专利]一种面向目标的声辐射生成方法

摘要

本发明公开了一种面向目标的声辐射生成方法，是基于对统一的声场模型进行声辐射模式分析而提出的声辐射生成方法，包括步骤：1)建立面向目标的由声辐射模式构成的分析模型；2)通过分析声辐射模式，搜寻最大、最小增益模式；3)计算出相应于最大(或最小)增益模式的向量，并用之于输入端声源阵列的各个单元的输入信号，得到声场控制系统的解。本发明将制造个性化聆听声场和控制噪声的研究统一在声场控制的框架内、注重结构与控制系统两者之间的整体有机性、能够面向目标的生成声辐射。

主权项

1、一种面向目标的声辐射生成方法，步骤如下：1)建立面向目标的由声辐射模式构成的分析模型，包括如下子步骤：(1)将N个声源布放形成多输入多输出系统的输入端多声源；(2)对目标区域进行M个网格划分，在每个网格中放置“虚拟声传感器”对目标区域/方向离散采样，M个“虚拟声传感器”就形成多输入多输出系统的输出端多传感器；(3)由声源和虚拟传感器的位置、声辐射的频率和应用场合，确定声传递矩阵，即声辐射阻抗矩阵G和Hermitian矩阵R＝GHG，其中GH表示G的共轭转置；2)通过分析声辐射模式，搜寻最大、最小增益模式；过程如下：假设要求的多声源强度和多传感器的声压分别是q＝[q1，q2，...，qN]T和P＝[p1，p2，...，pM]T，T表示向量的转置，系统的控制增益为：$g\left(q\right)=\frac{E_{\mathrm{out}}}{E_{\mathrm{in}}}=\frac{q^H\mathrm{Rq}}{q^{H}q}$ 其中，H表示共轭转置，R＝GHG是由声辐射阻抗G组成N×N的Hermitian矩阵；g(q)的极值代表系统对目标区域的声场控制能力，对应极值的方程如下： gq＝RqHermitian矩阵R的特征值就是函数g(q)的极值，而其特征向量就是对应的声源强度；根据上式，得到N个特征向量q1，q2，...，qN和N个实的特征值g1，g2，...，gN；对N个实的特征值按照大小顺序排列后，最大的特征值g1＝gmax，q1为最大增益模式，对应产生声场“亮区”；对应于最小的特征值gN＝gmin，qN为最小增益模式，对应产生声场“暗区”；3)基于上述步骤2)，计算出相应于最大增益模式的向量q1或计算出相应于最最小增益模式的向量qN，并用之于输入端声源阵列的各个单元的输入信号，得到声场控制系统的解。