特种车辆有源噪声控制系统的研究与设计

摘要

特种车辆内部噪声的危害已经引起相关部门的高度重视，利用技术手段对特种车辆车内噪声进行主动控制，改善车内的人机环境是一项具有重大意义的课题。现有的有源噪声控制系统多停留在仿真阶段，在实际应用中难以达到系统的设计要求。现有的有源噪声控制算法依赖于次级通道模型的建立，需要得到次级通道的精确模型是应用有源噪声控制算法的一个严重障碍。针对以上问题，本文的工作主要从以下几个方面展开:
　　首先，针对适用于仿真实验中的LMS自适应算法在稳定性、降噪效果方面的缺陷，本文对传统的LMS自适应算法加以改进，应用FX-LMS算法建立一个自适应前馈有源噪声控制系统，采用通过估计次级通道过滤后的参考噪声信号来代替直接采集到的参考噪声信号，从而避免因次级通道而产生的延时。并对影响FX-LMS算法性能的因素进行了实验分析，选取最合适的参数可以使系统获得较好的稳定性和降噪效果。
　　其次，鉴于有源噪声控制算法对次级通道模型的依赖，本文在研究现有基于无次级通道建模的有源噪声控制算法的基础上提出了基于同步扰动随机逼近算法的自适应无模型控制方法，克服了因次级通道建模误差引起的不能稳定降噪问题，使有源噪声控制系统的性能得到有效改善。
　　由于有源噪声控制系统中次级声源和误差传声器的布放对降噪效果影响较大，为了能用较少数目的次级声源和误差传声器获得更好的降噪效果和更大的降噪空间，本文以矩形封闭空间为例，通过在LMS Virtual.Lab Acoustics下对封闭空间内有源噪声控制系统进行建模与仿真分柝,对次级声源和误差传声器的布放策略进行了研究，得出了有源噪声控制系统中次级声源和误差传声器布放对系统实际降噪效果的影响规律，并在此基础上提出了可行方案。
　　最后，本文还从系统实现的角度来验证了基于无次级通道建模的自适应ANC算法和有源噪声控制系统中次级声源和误差传声器的布放策略。实验证明，本文构建的有源噪声控制系统能有效降低封闭空间内噪声，系统稳定性较好，达到了系统的预定设计目标。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．2 有源噪声控制技术的发展历程和研究现状

1．3 本文的主要研究内容及创新点

1．4 本文的章节安排

2 FX-LMS算法及性能分析

2．1 自适应有源噪声控制器的结构

2．2 自适应滤波理论及算法

2．3 FX-LMS算法的引入及推导

2．4 基于LabVIEW平台的FX-LMS算法性能分析

3 次级通道不确定性问题的研究

3．1 次级通道不确定性问题对有源噪声控制系统的影响

3．2 次级通道建模方法

3．3 无模型自适应控制技术

3．4 次级声反馈问题研究

4 封闭空间声场中次级声源和误差传声器布放策略的研究

4．1 研究次级声源和误差传声器布放策略的意义

4．2 封闭空阈声场中次级声源和误差传声器的布放理论分析

4．3 基于LMS Virtual．Lab Acoustic的封闭空闻声场中的声学仿真计算分析

5 特种车辆舱室内自适应有源噪声控制系统的实现

5．1 自适应有源噪声控制实验系统的建立

5．2 无次级通道建模的自适应ANC算法

5．3 次级声源和误差传声器的布放原则

5．4 决定有源噪声控制系统降噪效果的各种因素

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献