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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于相角控制的多旋翼飞行器噪声抑制方法，步骤如下：系统获取目标降噪位置的三维坐标，并将该位置信息发送至噪声预测模块；飞控模块将姿态角和速度作为特征参数发送至噪声预测模块；噪声预测模块通过快速噪声预测方法计算旋翼在目标位置产生的噪声信息并发送给相角寻优模块；相角寻优模块基于优化算法得到最优相角组合并发送给相同步控制模块；相同步控制模块根据接收的最优相角组合，结合相角位置信息，调节多个旋翼的相角位置实现目标位置的降噪。本发明能够根据降噪需求，调整优化目标函数，与被动降噪方法相比，该方法能够针对性地控制噪声的成分，对多旋翼低频段噪声有更好的抑制效果。

主权项：1.一种基于相角控制的多旋翼飞行器噪声抑制方法，其特征在于：包括安装在多旋翼飞行器上的飞控模块、噪声预测模块、相角寻优模块和相同步控制模块；步骤如下：步骤1，多旋翼飞行器的旋翼在飞行过程中产生旋转噪声，为抑制该噪声，系统将目标噪声位置的三维坐标信息发送至噪声预测模块；飞控模块控制飞行器的飞行姿态和速度，并将姿态角和速度作为特征参数发送至噪声预测模块；步骤2，噪声预测模块通过快速噪声预测方法计算旋翼在目标位置产生的噪声信息并发送给相角寻优模块，具体的，先建立噪声预测模型，再结合二级声辐射球模型方法，在旋翼和观测点之间引入二级声辐射球模型，将噪声预测模型计算出的噪声信息存储于二级声辐射球面上，通过二维插值方法获得二级声辐射点处的噪声信息，最后利用点声源规律传播计算得到远场观测点的噪声信息；其中，建立所述噪声预测模型的步骤为：先建立适用于求解多旋翼飞行器旋翼载荷分布的多旋翼气动模型，对其进行求解后获得旋翼载荷分布，然后以旋翼载荷分布为输入参数，通过噪声预测方法计算观测点处的噪声信息；所述噪声预测方法为：以旋翼载荷分布为输入参数，采用基于FW-H方程的Farassat1A公式积分计算观测点处的噪声信息，并将多个旋翼的声压线性叠加，得到多旋翼在观测点处辐射的噪声信息；所述二级声辐射球模型方法中设有以姿态角和速度为特征参数的离线二级声辐射球特征参数数据库，根据飞控模块实时监测的姿态角和速度，从特征参数数据库中选取相应的二级声辐射球，并根据目标降噪位置的坐标信息确定二级声辐射点及该点处的噪声信息；步骤3，相角寻优模块基于优化算法得到最优相角组合，并生成相角差指令发送给相同步控制模块，其中，优化算法为相角寻优算法，以特定位置的噪声水平为优化目标，以多个旋翼的相角差为变量进行降噪优化迭代计算，以获得使目标降噪位置噪声最小化的最优相角组合，具体的，输入优化变量、约束条件及MIGA参数，算法内部模仿生物进化过程中的遗传繁殖机制，对优化问题解空间的个体进行编码，并在多个岛上实行选择、交叉和变异遗传操作，选择迁移子群体中的最优个体，经过多次迭代优化后，最终选择出使目标位置处噪声最小的最优相角组合；所述优化问题可以描述为：S1优化目标：将单个观测目标声压级最小化：Minimize其中peff为目标声压，pref为参考声压，然后将多个观测目标形成的区域噪声转化为平均声压级：MinimizeS2优化变量：选取其中一个旋翼作为参考旋翼，其相角设定为ψr,1＝0，则其它旋翼的相角为优化变量；S3约束条件：多个旋翼的相角取值范围0≤ψr,nπ，其中n为旋翼个数，取值范围n≥2；步骤4，相同步控制模块根据接收的相角差指令，结合相角传感器反馈的相角位置信息，调节多个旋翼的相角位置至指定的最优相角组合，实现目标位置的降噪。

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