自适应有源噪声控制系统算法及实验研究

论文摘要

低频噪声广泛存在于飞机、汽车舱室,工厂车间等各种生产生活空间。传统的隔声、减振等方法对低频噪声控制效果较差。有源噪声控制技术可以有效地控制低频噪声。本文首先对自适应有源噪声控制理论进行研究,介绍了自适应滤波原理,推导了LMS算法,对基于自由空间的有源噪声控制原理以及系统的声源布放规律进行了仿真计算和结果分析。其次对基于自适应有源噪声控制系统的FXLMS算法进行了推导,以单频、窄带和宽带信号作为噪声信号对该算法进行了仿真。通过变换滤波器长度、收敛因子等各种参数,研究这些参数对该算法性能的影响规律。同时研究了基于FXLMS的快速算法和其它一些算法,并仿真比较了各种算法的优缺点。最后,搭建了自适应有源噪声控制系统,进行了单通道和多通道的有源噪声控制实验,得出,单通道系统在300mm×200mm区域内可获得3-8dB的降噪量；四通道系统在300mm×1000mm区域内可获得2-7dB的降噪量。同时对基于不同自适应滤波算法的单通道实验结果进行分析,并阐述了影响实验结果的主要原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究发展及现状
• 1.2.1 有源噪声控制
• 1.2.2 自适应有源噪声控制
• 1.3 工程应用
• 1.4 尚待解决的问题
• 1.5 本文工作内容
• 第2章 自适应有源噪声控制原理
• 2.1 引言
• 2.2 自适应滤波原理
• 2.3 有源噪声控制系统
• 2.4 自由空间中的有源噪声控制
• 2.4.1 最小辐射声功率
• 2.4.2 局部空间有源噪声控制原理
• 2.4.3 单通道系统次级声源布放
• 2.4.4 双通道系统次级声源布放
• 2.4.5 四通道系统次级声源布放
• 2.5 本章小结
• 第3章 自适应有源噪声控制算法
• 3.1 FXLMS算法
• 3.1.1 FXLMS算法推导
• 3.1.2 FXLMS算法仿真计算
• 3.1.3 多通道FXLMS算法
• 3.1.4 次级声反馈仿真计算
• 3.2 周期局部迭代FXLMS算法
• 3.3 陷波器法
• 3.4 基于Lyapunov稳定性算法
• 3.5 FXRLS算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 有源噪声控制实验设计及数据分析
• 4.1 系统设计及构成
• 4.2 次级通道建模
• 4.3 单通道实验及数据分析
• 4.3.1 FXLMS算法实验
• 4.3.2 陷波器法实验
• 4.3.3 周期局部迭代FXLMS算法实验
• 4.3.4 基于Lyapunov稳定性算法实验
• 4.4 多通道实验及数据分析
• 4.4.1 四通道实验及数据分析
• 4.4.2 双通道实验及数据分析
• 4.5 实验结果分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢