基于DSP的有源噪声控制方法研究

论文摘要

随着现代工业的发展,噪声控制问题越来越引起人们的重视和关注。有源噪声控制技术是噪声控制领域中近几十年发展起来的一项新技术。随着电子技术的发展,将自适应滤波技术应用于有源噪声控制,已成为有源噪声控制研究的重点。这种降噪方法应用于低频噪声能达到很好的降噪效果,并且具有体积小、重量轻、易于控制等优点。本文主要研究了有源噪声控制算法及实现技术。首先对自适应有源前馈控制系统原理和结构进行了分析,其次推导单通道与多通道FXLMS算法,归纳了算法的运算步骤,对算法的性能进行了简要的分析。结合自适应有源噪声控制器DSP器件的实现特点,总结出自适应有源噪声控制算法的运算量统计准则,并具体统计得到单通道与多通道滤波-XLMS算法的运算量,同时通过计算机仿真研究了单通道和多通道条件下该算法的性能。最后采用TMS320C5509A DSP设计一个双通道的自适应有源噪声控制器。控制器主要包含硬件设计和软件设计两个部分,并使用控制器搭建了自适应算法实验系统。编写基于DSP的LMS算法程序,实验结果表明,控制器可以达到设计要求,整个系统能够达到一定的降噪效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 附图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及研究意义
• 1.2 有源噪声控制的发展概况
• 1.3 本论文的组织结构
• 第2章 有源噪声控制基本原理与算法
• 2.1 有源噪声控制原理
• 2.2 有源噪声控制的物理机制
• 2.3 自适应有源控制系统及其控制算法
• 2.3.1 自适应有源控制系统概述
• 2.3.2 自适应有源控制算法
• 2.3.3 影响有源噪声控制的各种因素
• 2.4 本章小结
• 第3章 有源噪声控制算法仿真和分析
• 3.1 引言
• 3.2 Simulink仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于DSP的有源噪声控制系统
• 4.1 数字信号处理和DSP系统
• 4.1.1 实时数字信号处理技术的发展
• 4.1.2 数字信号处理器的特点
• 4.2 自适应有源控制系统实现
• 4.2.1 外围电路
• 4.2.2 数字信号处理器的选取
• 4.2.3 TMS320C5509A性能介绍
• 4.3 自适应有源控制系统硬件设计
• 4.3.1 模数转换模块
• 4.3.2 数模转换模块
• 4.3.3 DSP电路设计
• 4.3.4 FPGA电路设计
• 4.3.5 电源设计
• 4.3.6 系统软件设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 有源噪声控制的DSP实现
• 5.1 CCS功能简介
• 5.2 自适应滤波器算法实现
• 5.2.1 程序设计
• 5.2.2 实验结果
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 发表的学术论文目录