自适应算法在有源降噪耳罩中的应用研究

摘要

随着电子技术和自适应控制理论的发展，自适应有源噪声控制技术成为噪声控制领域的研究热点。将自适应噪声控制技术应用于有源降噪耳罩的设计，就得到了自适应有源降噪耳罩，其控制核心是内建自适应滤波算法的数字信号处理器，从而可以跟踪环境噪声的变化，极大地提高了降噪系统的适应性，达到更好的降噪效果。作为自适应有源噪声控制系统研究的一个典型应用，自适应有源降噪耳罩的研究非常具有研究价值和应用前景，成为当前的研究热点。 本文的研究内容以有源降噪耳罩的结构分析、自适应噪声控制算法的仿真与实现，以及滤波器系统的仿真实现为核心，同时兼顾了有源降噪耳罩的硬件方案设计和元件的选择，系统地进行了自适应算法在有源降噪耳罩中的应用研究，为有源降噪耳罩的工程实现作出了坚实的准备。 论文系统地分析了自适应有源噪声控制技术的实现原理、噪声控制系统的工作流程、技术要点；详细分析了前馈式自适应有源降噪耳罩的系统结构、以及软硬件实现方案；根据自适应滤波器内部结构分析与数学模型，选择具体的硬件电路，给出了基于确定的DSP处理芯片的有源降噪耳罩系统的硬件组成方案；在对自适应降噪算法的组成结构、实现方法和功能的差异的分析基础上，对降噪算法进行了仿真试验研究，并得到了系统参数对系统降噪功能的影响；设计了基于LMS算法和FLMS算法的前馈式自适应有源降噪耳罩方案，使用simulink组件，进行了系统仿真设计，针对多种噪声环境，分析了耳罩系统的降噪效果，并得到了算法对各种噪声环境的适用性等结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1有源噪声控制技术

1.1.2自适应滤波算法

1.2课题来源

1.3国内外研究历史和现状

1.3.1无源降噪耳罩

1.3.2有源降噪耳罩

1.4本论文的研究内容与意义

1.5小结

2自适应有源降噪耳罩系统概述与硬件结构

2.1 AANC系统概述

2.2有源降噪耳罩结构

2.2.1有源降噪耳罩系统的结构分析

2.2.2自适应滤波器的结构分析

2.3 AANC系统的硬件设计

2.3.1 DSP芯片的介绍与选择

2.3.2降噪耳罩硬件系统分析

2.4小结

3自适应降噪算法分析

3.1自适应滤波算法的设计原则与性能指标

3.2维纳滤波

3.3最小均方(LMS)算法

3.3.1 LMS算法原理与结构

3.3.2 LMS算法性能分析

3.4滤波-X LMS(FLMS)算法

3.4.1 FLMS算法原理与结构

3.4.2 FLMS算法性能分析

3.5其它自适应滤波算法

3.5.1滤波-X RLS(FRLS)算法

3.5.2间歇RLS(IRLS)算法

3.6小结

4自适应算法的实现与系统仿真

4.1 LMS算法的实现与仿真

4.1.1 MATLAB简介

4.1.2 LMS算法的仿真

4.1.3 LMS算法的性能分析

4.2基于Simulink的有源降噪耳罩的系统仿真

4.2.1 Simulink简介

4.2.2有源降噪耳罩系统的Simulink仿真

4.3小结

5结论

5.1论文的研究内容总结

5.2有待进一步研究的问题

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢