次级通路估计误差偏移下的滤波-x最小均方算法收敛性能

实现自适应有源噪声控制算法时,次级通路辨识是其关键环节。由于环境干扰等因素的存在,实际的次级通路特性不是恒定的,而是在一定范围内随机变化。次级通路传递函数建模结果与实际通路之间会存在随机偏移误差,将影响自适应有源控制算法的收敛性能,严重的可能导致系统不稳定,因此研究此种情况下的系统收敛性能十分必要。以单频噪声为例,通过建立滤波-x最小均方算法(Fx LMS)的等效传递函数,用线性时不变(LTI)系统的稳定性判据求解算法稳定条件,求得次级通路误差存在时收敛系数的取值范围,然后通过系统极点来分析此时算法收敛特性,并研究收敛系数取值对次级通路误差的承受能力。最后,通过实验证明了分析的有效性。     

次级通路特性对有源控制系统中滤波器参数的影响

在有源噪声控制系统实现过程中,次级通路特性对有源控制算法实现、系统的稳定性及降噪量都有着重要影响。文章首先研究了通路建模过程中,通路传递函数极点位置对建模精度及建模滤波器长度的影响表明:在IIR滤波器模型中,极点位置越靠近单位圆,在使用FIR滤波器进行逼近时,所需的滤波器长度越长;与极点位置对建模FIR滤波器长度的影响相比,极点个数对建模FIR滤波器长度的影响相对要小。然后以矩形封闭空间为例,通过计算机仿真深入研究了次级通路特性对有源控制的影响。仿真结果表明:在相同建模滤波器长度情况下,阻尼系数越小,有源控制效果越差。     

基于DSP的前馈式自适应有源低频噪声控制系统设计

本文阐述了前馈式有源噪声控制系统原理及FxLMS算法。设计了一种基于DSP的前馈式自适应有源低频噪声控制系统,采用LMS算法实现次级通路辨识,采用FxLMS算法实现自适应有源噪声控制。实验结果表明,对于频率为300Hz的低频噪声,能够取得14dB左右的降噪量。     

多通道自适应有源噪声控制研究

对多通道滤波-X LMS和滤波-U LMS算法进行了研究。统一滤波-X LMS和滤波-U LMS算法的计算公式并进行了仿真。设计多通道自适应有源噪声控制系统,利用滤波-X LMS算法进行封闭环境的噪声控制实验。将此系统应用于公交车的噪声控制,取得良好的降噪效果。     

基于多模型的自适应有源噪声控制算法研究

针对有源噪声控制中次级通道存在很大不确定性的问题，建立次级通道模型集以覆盖次级通道的不确定性，每个模型都有一个相对应的采用Modified FXLMS算法进行权值更新的自适应滤波器。在系统运行过程中，算法首先依据切换准则实时判断当前次级通道所处状态，选出最匹配的次级通道模型，同时把采用最匹配模型进行权值更新的自适应滤波器的参数复制给参与控制的滤波器。仿真和实验结果表明，采用多模型自适应的有源噪声控制算法提高了系统的鲁棒性。     

自适应有源控制器的算法及实现

在自适应有源噪声控制的实际应用中,控制器是决定整个系统性能和价格的关键因素.针对不同噪声特性和声环境,就实际工程中常用的自适应算法和控制器实现方式进行了详细深入的分析和比较研究,以期对有源控制产品开发有所帮助.     

一种用于主动噪声抑制系统的次级通道特性识别算法的改进

本文着重研究窄带信号噪声自适应主动抑制技术中的次级通道特性在线识别问题。针对窄带噪声信号，提出了基于自适应陷波器的次级通道特性在线识别算法，该方法利用自适应陷波器技术解决在线识别时存在的激励信号干扰问题，从而提高次级通道特性在线识别的速度。同时研究了选定参数对算法性能的影响。仿真结果表明，基于自适应陷波器的次级通道特性在线识别算法能较大程度的提高对次级通道特性的识别速度。     

利用波形合成技术对柴油机排气噪声实行有源控制的研究

对四冲程柴油机（４－８５）的排气噪声的机理和特性进行了研究;利用波形合成的原理,控制高速信号处理芯片ＴＭＳ３２０Ｃ２５合成次级声源的声波,可以实现宽带消声。对柴油机的排气噪声进行了有源消声的初步设计。     

自由空间中集群式有源噪声控制系统布放对稳定性的影响分析

一般来说,采用集中式多通道有源噪声控制系统有利于提升降噪性能和扩展静区大小,但该系统复杂且实现成本很高。与之相比,分散式系统中用多个互相独立的单输入单输出控制系统来代替大规模的集中式系统,体现一种能有效地降低实现成本的系统实现策略。但其主要缺点为存在全局稳定性风险。而集群式系统通过用多个小规模的多通道集中式系统实现降噪控制,能在集中式系统的复杂度和分散式系统的稳定性风险之间取得折衷。对集群式系统在自由空间中的布放对稳定性的影响进行研究,通过将集群式的迭代方程变换为等价的线性时不变系统传递函数,研究次级源和误差传感器布放对系统零极点的影响,得到使集群式系统在自由空间中保持稳定的布放规律。这一布放规律仅与次级源和误差传感器在空间中的几何位置分布有关。     

《次级通道在线辨识的神经网络方法》

有源噪声控制系统中次级通道对系统性能有重要影响,次级通道的辨识精度直接影响控制系统的稳定性和控制的有效性。实际的被控系统经常是时变的,因而次级通道的在线辨识成为有源控制系统的关键。神经网络具有很强的自适应和容错能力,可以将其用于次级通道的在线辨识,仿真结果表明采用神经网络在线辨识方法的有源控制系统完全是可行和有效的。     

三维空间有源消声的一种通用优化方法

本文根据声源辐射理论、声场叠加原理以及测得的声功率大小与所选取的测量面无关这一特点,提出了一种通过最小化初级声源和次级声源总的声功率对三维空间噪声的主动控制进行优化的数值方法。文中采用边界元近似,将总的声功率表示成次级声源复强度的二次型正实函数。本优化方法是Bullmore 等人提出的解析方法的推广,具有广泛的适用性,可用于设计初级声源在各面元上的声压可知、次级声源到各面元上的声传播可确定的任何场合下控制器优化传递函数。计算过程中仅用了几次复矩阵乘法和一组复系数线性方程组的求解,因此计算简便、速度较快。文中采用这种方法对圆柱壳和无幕活塞辐射器这两种具有典型指向特性的分布初级声源辐射噪声的优化控制问题进行了研究,说明了方法的有效性。文中还给出了实验验证结果。     

基于压电智能材料的自适应吸声实验研究

提出了用压电材料进行水下主动宽带低频吸声的方法,用PVDF复合智能材料作为主动吸声系统中的吸声材料,在滤波-X LMS算法基础上,研究了一种在工程中实现简便的次级通道建模方法——通道时延估计法。构建了数字时延控制系统,直接从实际声场中分离入射声波与反射声波作为控制系统的参考信号和误差信号,在脉冲声管中进行了管道声有源吸声控制实验。实验结果表明,在施加控制的情况下PVDF压电智能材料能有效地对低频入射声进行吸收。     

自适应空间有源消声最佳消声效果的实现

本文针对一个自适应有源消声控制系统以及一个以点声源为次级源的声系统，就如何实现空间最佳消声效果问题进行了讨论，给出了误差传声器的个数及空间位置与空间消声效果之间的关系，提出误差传声器应放置在实现消声后声压的极小方向上。所得结论在实验中得到了证实。     

高速铁路减振CRTS-Ⅲ型无砟轨道桥梁振动噪声研究

以减振CRTS-Ⅲ型轨道系统为研究对象,基于车辆、轨道、桥梁系统二维模型,利用动柔度法分别计算车辆和轨道系统的动柔度,建立频率域的车辆-轨道耦合模型,计算桥梁振动加速度并与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比较。采用有限元法计算桥梁结构近场点和远场点噪声,探讨桥梁各子结构板对近场点和远场点噪声的声贡献率。计算结果表明：与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比,减振CRTS-Ⅲ型轨道系统下,桥梁的振动峰值加速度减小69.9%,加速度平均值降低60.4%;近场和远场噪声计算点声压级分别降低8.4、8.5dB;桥梁顶板声贡献率分别达65.28%,68.30%。采用减振CRTS-Ⅲ型轨道系统能够有效的降桥梁结构噪声。声贡献率计算表明顶板振动是导致桥梁噪声的主要噪声源。     

有限长圆柱壳结构水下声辐射有源控制实验

以水下有限长圆柱壳为对象,实验研究水下结构声辐射有源控制。实验中通过引入次级力源,以单个或两个误差点处的声压最小为目标函数,分析次级激振器和误差传感器布放（位置和数目）以及激励频率对控制效果的影响。结果表明：有源控制能够有效控制水下圆柱壳线谱噪声;增加次级激振器和误差传感器的数目,能够增大降噪区域;有源控制在3 000 Hz高频处对壳体噪声控制依然有效。有源控制能够对多线谱信号激励壳体辐射噪声产生抑制作用。     

基于实验室重现噪声的高速列车车厢主动降噪实验研究

为降低高速列车运行时的车厢内低频噪声,研究了车厢内大范围区域的噪声主动控制问题.针对高速列车运行实测噪声频谱与目标降噪区域尺寸(1.8 m×2.5 m×1.3 m),设计48通道的前馈主动控制系统.按照比较匀称的排列方式,次级声源布放在车厢内除底部的其余5个面上,误差点分布在目标区域.通过测量各声学路径传递函数,离线计...     

基于方程误差法的IIR滤波有源噪声控制算法

在前馈有源噪声控制系统中会存在声反馈现象:次级声源产生的声信号反馈至参考传感器处.采用IIR滤波器能更好匹配有零极点的最优解,减弱声反馈影响.为克服FvLMS算法全局收敛性差的缺陷,提出采用比方程误差法(EEM)的计算量更小的EEM-FvLMS算法.在考虑声反馈的情况下,进行基于FvLMS算法和EEM-FvLMS算法的...     

自适应消声系统的设计与性能研究

为了有效控制低频宽带噪声,结构简单的声衬被广泛应用。传统声衬只能消除固定频率的噪声,即当环境噪声频率发生改变时,传统声衬消声性能明显下降。为此,提出了一种自适应消声系统,利用压电声衬工作原理,通过LabVIEW串口通信技术传输与控制数据程序,驱动压电声衬使它能根据噪声频率的变化自适应控制信号;通过调节电源输出电压,改变压电声衬共振腔体积,从而及时有效地调节压电声衬消声频率,拓宽压电声衬的消声频带。分析结果表明,压电声衬共振腔体积减小时,消声频带向低频方向偏移,反之向高频方向偏移;当输出电压为-100~200 V时,自适应消声系统可在噪声频率为1 364~1 420 Hz的环境中一直保持最佳的消声效果,实现了自适应消噪。研究结果表明,对声衬施加直流电源可以对其消声频率进行调节,使其消声频带随着噪声频率的变化而偏移,拓宽其消声频带。设计的消声系统可以实现噪声的自适应控制,可为声衬的主动控制及优化提供参考。     

基于结构表面声压的自适应有源声吸收控制研究

研究了实际系统中有源声吸收自适应控制方案。首先提出三种控制准则：反射声功率最小、弹性板表面声压平方和最小及有限点声压平方和最小;然后根据求声功率的近场方法、求耦合声波／振动方程的声弹性理论及无约束最优化技术,推导了三种准则下声吸收的计算公式;最后通过仿真实例,研究了采用不同准则时,次级力源与监测传感器个数和位置对吸声效果的影响     

结构诱发声的有源控制

本系统地总结了近几年来国内外在结构诱发声有源控制研究方面所取得的进展。讨论了自由声场结构辐射／透射声的有源控制；在存在内部噪声源或外力激励弹性结构条件下的封闭空间声场有源控制。比较了声控制和力控制方式有源控制机理及控制效果的影响。最后，对三维空间声场有源控制的进一步发展提出看法。