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无需次路径建模的振动噪声有源控制

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引 言

1、 噪声的主要来源

2、 噪声主要危害

3、 噪声治理方法

第1章 有源噪声控制综述

1.1 发展历程

1.2 声学基本知识

1.2.1 声波方程及声压、声强

1.2.2 有界空间声场

1.3 有源噪声控制系统

1.3.1 前馈ANC系统

1.4 有源噪声控制与无源噪声控制比较

第2章 有源噪声控制算法

2.1 自适应滤波器

2.1.1 自适应滤波

2.1.2 自适应滤波的组成

2.1.3 维纳滤波器

2.2 最速下降算法

2.2.1 最速下降算法的基本思想

2.2.2 最速下降算法应用于维纳滤波器

2.3 LMS算法

2.3.1 滤波-X LMS算法

2.3.2 归一化最小均方算法

第3章 同步方程方法

3.1 同步方程方法基本原理

3.2 基于同步方程方法无需次路径滤波器的噪声控制

3.2.1 基本原理

3.2.2估计Hopt(z)

3.2.3在线辨识

3.3 基于同步方程方法无需附加滤波器的噪声控制

3.3.1 基本原理

3.3.2 估计Hopt(z)

3.3.3 在线辨识

3.4 辨识方法讨论

第4章实验系统

4.1 管道噪声有源控制实验系统的硬件组成

4.1.1 系统组成

4.1.2 管道结构以及扬声器、传声器的布置

4.1.3 控制系统的硬件结构

4.1.4 信号调理板

4.1.5 软件环境

4.2 有源耳罩实验系统的硬件组成

4.2.1 系统组成

4.2.2 硬件结构

4.2.3 软件环境

4.3 控制算法

第5章仿真与实验研究

5.1 仿真研究与分析

5.1.1 Filtered-x控制算法的仿真

5.1.2 同步方程方法的仿真

5.1.3 两种仿真结果的比较及相关结论

5.2 实验研究与分析

5.2.1 管道噪声控制系统实验

5.2.2 耳罩系统试验

第6章结束语

6.1 结论

6.2 进一步的工作

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

参考文献

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摘要

在低频噪声控制领域,基于声波相消干涉原理的有源噪声控制(ANC)方法越来越受到人们的青睐。鉴于声学系统的复杂性和时变性,当前有源噪声控制一般都采用自适应技术,其中前馈自适应控制是一种非常典型的有源噪声控制系统结构。本文主要针对无需次路径模型的同步方程方法进行探讨。
   有源噪声控制最常用的是基于自适应滤波及最小均方(LMS)算法的一系列有源噪声控制算法。在采用模型控制的有源噪声控制算法中,一般都要先进行次级声路径辨识,然后利用此次级声路径作为控制的初始参数来控制噪声。可以看出,这类方法存在一个严重问题,即对次路径数学模型的依赖,对在控制过程中次路径发生变化的情况无能为力。
   同步方程方法为研究有源噪声控制问题提供了一条新的思路。此方法不依赖于次路径模型,即无需提前辨识受控系统的模型参数。在控制过程中加一附加滤波器,设定两组滤波器参数,直接利用测得的参考信号和误差信号建立同步方程,从而获得控制器参数。
   本文对单通道线性前馈自适应的Filter-x算法和同步方程方法进行了仿真,并在管道系统和耳罩两个系统做了试验。仿真及试验结果表明:噪声控制过程中,次路径固定不变时,两种方法控制效果基本相同:但当次路径发生变化时,同步方程方法明显优于Filter-x方法。

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