自适应控制在有源消声中的应用

有源消声采用自适应控制技术已经成为发展趋势，但是由于自适应控制理论发展迅速，一些较为成熟的、新的设计方法尚未应用到有源消声中．为了将这两种技术更紧密地结合起来，本文首先介绍了自适应控制领域内得以公认的模型参考自适应系统（ＭＲＡＳ）的超稳定设计方法及其简化工程设计方法，其次总结了自适应有源消声的理论进展和应用成果，最终提出采用ＭＲＡＳ的设计方法实现有源消声的新方案，为自适应有源消声的应用开辟了新的途径．     

“有源消声自适应技术”通过市级技术鉴定

“有源消声自适应技术”通过市级技术鉴定由北京理工大学自动控制系研究的“有源消声自适应技术”，全面完成了北京市自然科学基金项目的规定内容，日前通过市级技术鉴定．该课题在调查了北京市噪声污染情况的基础上，开展了管道有源降噪自适应控制系统和算法的计算机仿真...     

自适应有源消声耳罩

提出了设计参数与具体配戴无关的双传声器自适应有源消声耳罩，给出了有源消声耳罩的结构和原理，理论和实验表明，其在较宽频率范围有较好消声效果，且具有不依赖具体佩戴状态的良好适应性．     

有源噪声控制的进展与展望

有源噪声控制技术是集噪声工程、计算机和自适应控制等技术为一体的边缘学科，已成为国内外噪声控制界的研究热点.本文从有源消声的原理及应用、实践等方面综述了有源消声的历史与现状，分析了当前研究中需解决的问题，指出了今后的发展趋势.     

有源自适应消声系统实施问题的分析

本文通过对有源消声系统实施问题的分析,提出了有源自适应消声系统设计中系统采样频率及A/D、D/A和计算机字长的选用方法.     

自适应有源消声耳罩

提出了设计参数与具体配戴无关的双传声器自适应有泊消声耳罩，给出了有源消声耳罩的结构和原理，理论和实验表明，其在较宽频率范围有较好消声效果，且具有不信赖戴 良好适应性。     

一种信号综合自适应管道有源消声系统的研究

探讨采用信号综合自适应系统的超稳定设计法实现管道有源消声的方法，解决了自适应状态观测器的设计以及如何实现纯滞后系统的自适应控制问题，最后给出计算机仿真结果，从而验证了这种设计方法的可行性。     

发动机排气消声的技术进展

发动机排气噪声是汽车最主要的噪声之一。目前发动机排气消声的方法可分为无源和有源两类。本文对发动机排气无源消声和有源消声的最新技术进展进行了回顾,指出有源消声将是今后发动机排气消声的主要发展方向,同时对课题组研究中的自反相有源消声方法进行了简单的介绍。     

发动机排气消声的技术进展

发动机排气噪声是汽车最主要的噪声之一.目前发动机排气消声的方法可分为无源和有源两类.本文对发动机排气无源消声和有源消声的最新技术进展进行了回顾,指出有源消声将是今后发动机排气消声的主要发展方向,同时对课题组研究中的自反相有源消声方法进行了简单的介绍.     

有源消声耳罩的设计研究

本文对有源消噪电路的设计进行了分析研究,并采用单通道有源消嗓电路,实现了320Hz—510Hz.频率范围内3dB以上的消声效果.根据理论上分析和实际模拟消声电路设计和实验,对有源消声提出了改进建议.     

空间自适应有源降噪方法

根据电力机车噪声的特点，建立了基于ＬＭＳ算法的以适应有源降噪系统，设计了室内脉冲响应测量系统，然后在此基础上对降噪系统进行数字仿真和实际声学实验，在仿真中，降噪量可达到４０ｄＢ，实际声学实验中，机车降噪量可达到１５ｄＢ。     

基于频率选择性滤波的归一化最小均方算法研究

通过对噪声主动控制技术中广泛应用的归一化滤波最小均方算法的分析,提出了基于频率选择性的归一化滤波最小均方算法并建立了该算法在噪声主动控制中的应用模型;在Matlab/Simulink环境中建立了归一化频率选择性最小均方算法的仿真模型,通过合理地选取自适应滤波器的结构、滤波器长度、收敛因子等控制参数,对单频噪声信号和窄带随机噪声信号进行了自适应抵消仿真分析。仿真结果表明,噪声信号抵消效果明显,与理论分析的结论一致,证明该算法准确并且有效。     

气流管道有源消声器声学性能分析

结合噪声源和管道末端的阻抗特性，以及管道中的声传播特性，使用电声类比和传递矩阵技术，建立了气流管道有源消声器声学性能分析的理论模型。文中对管道有源消声器的传递损失和插入损失进行了计算，结果表明，有源消声器的实际消声性能与管内气流马赫数、检测传声器相对于次级声源的位置、控制系统的频响，以及噪声源和管道末端的阻抗特性密切相关。     

自适应有源噪声控制算法的研究与实现

FLMS(滤波-XLMS)算法是广泛应用于自适应有源噪声控制技术中的算法,针对该算法收敛速度较慢的缺点,提出一种改进的FLMS算法--FTLMS算法来提高降噪系统的收敛速度.着重讨论了FTLMS算法的原理、实现方法和程序设计.理论分析表明,FTLMS算法具有运算量小,收敛速度快和适应于各种噪声环境的优点.实验结果表明FTLMS算法优于FLMS算法,同时降噪效果也有明显提高.     

自适应非线性FIR主动噪声控制

针对非线性主动噪声控制系统的非高斯噪声问题,利用Hammerstein/Wiener模型思想简化Volterra滤波器,提出基于函数映射的非线性FIR主动噪声控制器.给出基于二阶Renyi误差熵和均方误差加权和的广义滤波-X梯度下降算法,实现自适应非线性主动噪声控制,并分析了控制算法的收敛性.该方法综合了信息熵和均方误差对误差信息的优势,结构简单且学习参数少.仿真结果表明了该方法的有效性.     

声子晶体材料与有源控制相结合的宽频噪声抑制方法

电力变压器噪声除了本体噪声产生的低频分量,还包含冷却风扇产生的中高频噪声。有源降噪方法对低频噪声控制性能好,且灵活可控,但降噪效果受制于通道数量。在不增加通道数量的前提下,为了拓宽降噪频率范围,提出声子晶体材料与有源控制相结合的降噪方法。以DSP为核心控制器搭建了基于LMS算法的双通道有源降噪系统,在此基础上开展了嵌入声子晶体材料的有源降噪系统降噪性能验证实验研究。实验结果表明,针对变压器100～400 Hz的低频噪声,双通道有源降噪系统单频最大降噪量约20 dB,多频总降噪量可达9 dB。设计了对500～1 000 Hz中高频噪声抑制作用明显的声子晶体材料,对600 Hz单频降噪量约14 dB。嵌入声子晶体材料的双通道有源降噪系统,最大总降噪量可达16 dB,优于单纯的有源降噪。可见,声子晶体材料与有源控制相结合,拓宽降噪频率范围、提高降噪性能的方法是可行性的。     

多通道自适应有源噪声控制器的设计

介绍了基于DSP的多通道自适应有源噪声控制系统,给出了系统的硬件结构及其工作原理,详细说明了有源噪声控制的自适应噪声控制算法,并给出了程序流程图.本系统采用基于Widrow HoffLMS算法的横向FIR型Filter X算法.该控制系统通过大量实验验证,得到很好的控制结果.     

基于次级通路离线重构的车内道路噪声主动控制

针对车内道路噪声主动控制(RNC)系统收敛速度慢、降噪量小的问题,在考虑噪声计权特性的基础上提出基于次级通路离线重构的归一化参考信号计权滤波最小均方误差(NFWXLMS)车内道路噪声主动控制算法。在不增加控制系统计算复杂度的前提下,可以有效提升车内道路噪声主动控制系统的收敛速度和降噪量。基于Simulink离线仿真,进行了NFWXLMS算法和归一化参考信号滤波最小均方误差(NFXLMS)算法的收敛性和降噪量对比,结果表明新算法可以有效改善道路噪声主动控制系统收敛性、提升系统降噪量。最后,开展基于2种算法的道路噪声主动控制实车道路试验,测试结果表明系统的降噪量得到明显提升。     

煤矿掘进工作面不同声源位置下声场分布

煤矿掘进工作面噪声污染严重，影响井下作业人员身心健康与安全生产。为了解噪声源位置改变时煤矿掘进工作面声场分布情况，基于煤矿实例建立掘进工作面物理数学模型，采用数值模拟和实验验证相结合的方法，分析噪声分布特征及噪声源位置变化对声场的影响。研究结果表明：噪声源靠近壁面或地面时，工作面内声场分布较紊乱，产生的高噪声区域较广，不利于工作面的噪声衰减；当两个噪声源的相对距离在10 m以内时，声压级衰减曲线呈“W”型，当两声源相对距离超过10 m时，声压级衰减曲线呈“M”型；实验测试与数值模拟结果基本一致，验证了搭建的模型及模拟结果的可靠性。研究结果可为煤矿掘进工作面环境噪声的预测与控制提供了依据。     

主动消声技术在地铁噪声控制中的应用研究

分析了铁轮运行过程中噪声构成及产生机理,并根据噪声频谱特性分析结果,运行在60～120 km/h的城市轨道交通中对车厢影响最大的噪声源为轮轨噪声,虽然噪声频带较宽,且频谱随车速、工况等变化较大,但可针对其噪声来源可在噪声控制过程中进行预测.基于PAT(phase auto-track)算法设计了地铁噪声主动控制系统,可将地铁运行特殊环境简化为管道系统,并通过MATLAB平台进行了噪声的主动消除模拟仿真.仿真结果表明,经过一定调整周期后,系统能获得明显降噪效果.