喷泉是一种将水经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。现在的喷泉一般为完全依靠喷泉设备的人工造景喷泉。主要就是通过变频器的控制实现节奏韵律，音乐喷泉中水形变化丰富，配合灯光给人真实直观的美感。音乐喷泉中的各种摇摆能让人感受到喷泉的柔性美。径向摇摆的产生是由于水面下设摇摆机构，使水景优美动人，赏心悦目，给人神奇的感觉，是时代高科技发展的表现。
摇摆喷泉的位置和运动速度的变化是产生摇摆水型潇洒风彩的重要因素。喷泉摇摆机构的位置传感器应当是防水的不接触定位装置。经常采用由磁铁感应的霍尔传感器、光纤引导的光电传感器或磁铁吸引的旋转位置编码器等。例如对于采用位置编码器的喷泉摇摆机构的定位装置包括：装在摇摆电机轴上的位置编码器、高速计数器、控制计算机以及通信接口等。由于摇摆机构的连杆一般会有较大的间隙，为了达到定位只能使摇摆机构从一个方向到达定位点，才能保证其重复精度。因此，摇摆机构需要停车时，每次都必须从一个方向到达定位点。
摇摆机构的定位精度受运动力矩与阻力矩的影响。运动力矩决定于电动机的电源电压和停车前的运动速度等，而阻力矩则由摇摆机构的摩擦力、水流的速度、周围的风力等合成。可见，这些都是不能事先确定的因素。所以，为了达到定位的目的，我们必须每次改变其控制参数。对于采用电动机能耗制动来定位的控制参数一般有两个，直流制动电流的大小和启动制动时间。对计算机控制较为方便的方式是采用改变制动时间。
在控制系统中，电动机制动时间可用检测到位点的偏差来进行修正。根据摇摆机构定位偏差值的统计数据，经过数学模型的计算，后确定制动时间。
音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，它根据美学设计并且经常会产生3维的效果。在此过程中，水流被操控，散射及折射光，然后一个3维的画面就产生了。音乐喷泉随着音乐变换，为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴，是快节奏的城市生活夜间一项颇为浪漫闲适的娱乐项目。那么，在音乐喷泉中，到底是如何根据声音来控制喷泉的呢？
音乐表演喷泉是在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统，计算机通过对音频及MIDI信号的识别，进行译码和编码，终将信号输出到控制系统，使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步，从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合，使喷泉表演更加生动更加富有内涵及体现水的艺术。音乐喷泉：可以根据音乐的高低起伏变化。用户可以在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序。播放系统可以实现音乐、水、灯光气氛统一，播放同步。
1、音调及其提取方法
音量、音调和音色是反映声音特征的3个主观量，它们共同反映了人耳对声音的感受，其中音调反映的是人耳对声音调子高低的主观感受。虽然音调大小也与声压等其他因素有关，但它主要取决于频率。所以一般频率越高，音调也就越高，反之频率越低则音调越低。
频率决定音调，所以音调的检测主要是基频的检测，即对音调周期的研究。系统采用了传统的自相关基频检测算法，它是一种基于时域分析理论的算法，具有简单、计算量小等优点，还能直接对时域信号采样值求自相关函数。
2、音量信号的处理
音量反映声音信号的幅值，声波振幅的大小决定音量的高低。不同音乐信号的音量各不相同，因此在以音量为信号控制水泵工作时，就会出现高低起伏的水柱。但是如果不处理音量信号，当声波幅值比较大时，水柱就会出现明显的变化；反之，当声波幅值较小时，水柱变化也就不会很明显。
自动控制技术是音乐喷泉中关键的技术，其主要特点表现在以下几个方面：
一、高水平的音乐信号处理系统
利用中科院自动化所在语言识别方面的国际技术，研制了音乐信号32位计算机处理系统（M UCS ），将音乐信号进行频谱分析和延时处理，提取音乐信号中适合喷泉控制的有效成分送给主控机，并能将音乐信号任意延时，使喷泉和音乐同步。
二、集中分散式控制系统
本喷泉由主控机直接控制，主控机具有如下特征：
1．音乐信号采集功能，按频率特征抽取有效成分。
2．对喷泉设备进行故障诊断，可以对主机运行状态、漏电及驱动柜工作状态进行诊断。
3．中文菜单式操作系统，使操作者能够在短时间内学会操作，具有音乐喷泉的各种动态造型和花样变化显示功能，使操作人员通过计算机屏幕就能观察到喷泉的各种变化，极大地方便了音乐喷泉的配曲和操作人员使用。
4．开放式结构，人机界面友好，通讯接口及编程技巧对用户开放，只需通过鼠标的两个键即可完成音乐喷泉的配曲，这样就容易使音乐喷泉配曲库不断丰富，总给人耳目一新的感觉。
5．对音乐喷泉的直接控制，直接驱动泵、变频器或伺服器。
6．摇摆电机的摇摆速度及方向控制，控制量1024或更多。喷泉控制器采用了MUCS系统，能够与任何音源相接（CD机、录音机、现场演出等），在保证音乐信号不失真的情况下，使音乐与喷泉完全同步。
三、及可靠性
1．每一路被控制设备均安装过电压、过电流、漏电保护装置，一旦发生故障，能够自动切断电源，可靠的保护该路喷泉设备不受损失，保证人身。
2．从工业控制工程实践中总结出一套独特的接地保护方式，进一步提高性。
3．驱动器部分大规模地采用大功率无触点继电器，减少了电磁火花干扰，大大减少了主回路的故障，延长了使用寿命。
作为音乐喷泉，不可能在内长时间表演，这里因为：耗电量大，第二长时间开启会使之缺乏新鲜感，尤其在白天无灯光时，效果欠佳。喷泉作为整个广场的一景，除音乐表演外还需考虑作为固定景点时水型的艺术效果。固定水型的使用时间是长的。因此，喷泉水型设计与选择上除考虑表演音乐时的美感，同时也考虑作为水景时的效果，所以控制上的设置有不同的功能。
1．手动控制：在白天或夜间音乐表演间歇时，点击鼠标独立打开某些水型，形成一组合造型固定不变。节约用电，平时常用。
2．程序控制：如果您希望有不同的组合造型变化，则可打开程度功能，使水型按设定的程序变化，出现不同的造型，使人感受不同景色的美妙。
3．实时声控：为目前国内绝大多数公司普遍采用的一种控制方式，它的特点是可响应任何音源信号，现场演奏卡拉OK等，但此种控制方式有一些缺点。
首先，水型动作要比音乐滞后，使人感觉喷泉动作与音乐不协调。其次，水型的出现组合与出现时间长短，为固定重复的而且不论任何曲目，所以会出现表演水型与音乐所表达的情感不一致。如激昂的乐符，可能出现摆动水型，而轻柔旋律时，又出现高大的水体，使人听觉感受与视觉感受不一致。第三，乐曲的情感段落与水型变化时间不符，而且千篇一律。
4．预编控制方式：是根据某一首乐曲的情感与意境，人工编制各种水型、动作、灯光、水泵的开启和关闭，使喷泉的表演与音乐的情感和意境相吻合。此功能在控制技术、计算机技术、通讯技术方面有一定的综合难度。
【音乐喷泉设计需要注意什么】
基于大多数音乐喷泉的表演程序设计费时费力的问题，下面将介绍一种音乐喷泉的计算机辅助设计系统。该系统根据提取音乐的基本特征，分析曲式特点和情感特征，匹配出相应的喷泉表演程序，并同时生成三维仿真动画。该系统具有人机界面友好的特点。
1、音乐特征识别
选用MIDI格式的音乐文件进行输入，该文件记录了音乐的全本乐曲和演奏特征。可以从中提取旋律、和声、节奏等信息。
2、音乐特征与喷泉动作的匹配
匹配包括段匹配和音符匹配。这两个层次的匹配即音乐喷泉表演程序的设计过程，匹配过程中，段匹配首先找到表达某一特定情感的典型动作序列；接下来音符匹配则根据特定音符表演特定的喷射动作。
3、动画仿真和手动修改
动画仿真可以代替直接在喷泉装置上的演示，省时省力。并且用户有修改需求时，可以直接友好的人机界面上进行修改，而省去修改源程序。
4、编译控制程序
可以将用户通过人机界面设计的表演程序编译并输出为控制程序。
5、同步播放
同步播放程序可以保持喷射与音乐的同步，有效防止延时问题。