基于多通道系统的封闭空间低频噪声主动控制

在封闭空间中,相较于单通道主动噪声控制(active noise control,ANC)系统,多通道ANC系统可以更好地实现整体区域的降噪。针对所设计的三维空间,分别进行单通道及双通道实验;并基于实验的方式布放次级源及误差传感器。实验结果证明,对于低频窄带噪声,多通道系统降噪效果显著,算法开启后在所设计装置空间内达到11. 4 d B的降噪量;且噪声声压级相较于单通道系统分布更为均匀。     

基于车内噪声主动控制的选择性消声方法研究

基于噪声主动控制技术中的频率选择性最小均方算法,利用自行设计的自适应噪声有源控制系统,对被试车辆发动机工作在800 r/min、2 200 r/min、3 000 r/min时进行了低频段噪声选择性抵消控制。试验结果表明,所开发的噪声有源控制系统对稳态工况下发动机发火频率及四阶谐波频率有良好的抵消效果;并在副驾驶员左耳旁位置分别取得了8.2 dB(Lin)、6.6 dB(Lin)和9.7 dB(Lin)的降噪量。     

RBF网络在履带车辆舱室内有源降噪的实验研究

针对履带车辆舱室内的噪声危害,讨论了有源噪声控制(ANC)问题,提出了一种基于变结构的RBF神经网络的噪声自适应控制方案,给出了滤波-X算法(即FX-RBF).通过实验研究,体现了RBF神经网络作为一种局部全连接网络,训练速度快,克服了BP网络的局部极小点问题.实验结果表明,降噪效果在100～400 Hz频段上平均降噪量达到10 dB.     

一种自适应降噪算法的研究与实现

利用自适应算法的实时跟踪性能,提出一种适用于自适应降噪(ANC)系统的变步长自适应算法,并通过计算机仿真实验对该算法进行验证.结果表明,该算法能够较好地恢复出淹没在噪声中的信号.     

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。     

基于多通道陷波的发动机主动悬置控制系统

随着发动机混动、变缸和主动启停等节能减排技术的蓬勃发展,发动机产生的振动变得复杂而多变.发动机主动悬置(Active Engine Mount,AEM)系统是目前应对这一状况的主流方案.AEM系统要想获得最佳的减振效果,控制系统部分的设计是关键.目前,AEM控制系统仍存在次级通道阶数高,计算资源需求大,控制效果不佳等问题.文章基于FxLMS算法设计了AEM多通道陷波控制系统,建立主动悬置的参数模型.控制系统中的次级通道模型对性能具有非常关键的影响,文章也设计了优化的陷波次级通道辨识算法,开展次级通道辨识试验,建立了2阶的4通道次级通道模型.为了验证这些工作的有效性,开展算法仿真和快速控制原型试验,最后和传统FxLMS法的结果进行效果对比.结果表明:在所设计的控制系统开启情况下,左、右测点处的加速度均方根值分别下降了约90%和78%,怠速工况下左、右测点的2阶振动频率分别下降了约20和14 dB.与传统FxLMS算法结果相比约有8 dB的优势,这也证明了所设计的多通道陷波控制系统和次级通道辨识算法的可行性和优势.     

基于一维多谐频声源的主动噪声控制算法研究及实现

本文就普遍存在于冷气机、冷却塔、抽油烟机、排风机及空调口的一维多谐频声源运用主动噪声控制技术（ANC）进行实时消声。针对声源特性、通道传递函数非线性和控制系统的稳定性、运算量和收敛速度采用自适应滤波算法FX—LMS算法对声源进行降噪,并用MATLAB软件仿真,试验表明该控制系统能将主动噪声消除技术应用在开放式空间,并有实时性消声的特性。     

数字卫星通信系统中共信道窄带干扰检测的FFT方法

在对数字卫星通信系统中存在共信道窄带干扰进行分析的基础上，以多个FDMA-DQP-SK信号组成的共信道窄带干扰作为实例，建立了干扰的数学模型，并结合项目自身的特点提出了FFT干扰检测算法．该算法对传统干扰检测算法的能量门限选择、干扰带宽计算等方面进行了改进，新算法的检测结果作为陷波器设计的主要参数．根据这些参数设计的陷波器仿真干扰抑制，得到了比较满意的效果．将陷波器的仿真输出结果与传统方法设计的陷波器仿真输出结果进行了比较，充分显示了新方法的可行性和优越性．     

微型轿车的降噪实验

针对某微型轿车采用汽车扣速行驶车外噪声分离实验和声强法识别噪声源。发现进气噪声是造成车外加速噪声偏高的主要原因。在对发动机进气噪声进行频谱分析后，找到进气噪声的主要峰值频率，设计出一种三腔并联共振式消声器，使进气噪声得以有效的控制。通过道路实验与发动机台架实验评价，整车车外加速噪声降到72.3dB(A)，降噪量达7．9dB(A)，而发动机输出功率没有明显变化。     

一种基于虚拟传感的双通道主动降噪方法

在主动噪声控制系统中,有效降噪范围受通道数量的影响很大,传统方式主要是通过增加系统通道数量来扩大有效降噪范围(3 dB以上),成本较高,且对计算能力要求极高.为实现在不增加通道数、误差传感器及扬声器数量的情况下,扩大有效降噪范围,使用了一种基于虚拟误差传感的方法,在FxLMS双通道主动噪声控制系统中研究虚拟传感器设置的位置与有效降噪范围的关系.结果表明:在虚拟传感器设置为不同位置时,有效降噪范围由12 cm增加到26 cm.     

面向OFDM系统的高精度窄带干扰抑制算法

针对窄带干扰(NBI)的频谱泄漏导致正交频分复用(OFDM)系统误比特率性能下降的问题,提出一种适于OFDM系统的高精度的减小频谱泄漏的频域窄带干扰抑制算法。首先,利用傅里叶变换(FFT)推导出NBI频率的分数因子与NBI频谱泄漏的定量关系,得出当分数因子小于0.005时NBI频谱泄漏小于总能量0.01%的结论;其次,在时域将接收信号与频率搬移矩阵相乘实现干扰对齐,在频域将对齐的干扰信号置零完成干扰抑制,且证明了残留的频谱泄漏仅与分数因子估计误差有关而与分数因子无关;最后,基于FFT粗定位的NBI频谱范围,利用Chirp-Z变换对该范围的频谱进行细化,得到估计误差小于0.005且分布均匀的高精度的分数因子估计值。仿真结果表明,所提算法对OFDM系统误比特率性能的改进与陷波干扰抑制算法接近,且实时性更好;在分数因子为0.5、误比特率为10-4时,所提算法、陷波干扰抑制算法及查表干扰抑制算法所需的信噪比分别为4.5、4.5及6dB。     

双通道室内主动降噪器设计

为实现低成本与无穿戴的室内低频噪声控制,以多通道FXLMS算法为基础,通过安装误差传感器于普通座椅的双耳侧,并通过离线建模获得次级通道模型的方法设计了一种双通道主动降噪器。实验表明,该降噪器对200 - 800Hz的单频噪声及双频混合噪声降噪量能达到20 dB,对40 - 100Hz方波噪声降噪量能达到10 dB,对机械旋转噪声降噪量能达到6 dB,对鸣笛声降噪量能达到9 dB,能满足一般的室内个人降噪需求。     

基于时域干扰消除和能量RAKE接收的超宽带窄带干扰抑制算法

针对脉冲超宽带通信中的窄带干扰问题,根据超宽带信号为时域极窄脉冲而窄带干扰为连续波这一主要特点,提出了一种基于时域干扰消除和能量RAKE接收技术的超宽带时域窄带干扰抑制算法。首先,通过终端开路或者短路的传输线延时特定长度,与原始信号叠加实现了时域窄带干扰抑制,该方法克服了传统陷波法抑制干扰过程中也损失信号的缺点;然后,针对干扰抑制完成后人为引入的多径信号,采用了一种结构简单,计算复杂度较低的能量RAKE接收机。仿真结果表明,该接收机能够对多径信号进行能量的收集,且具有结构简单,计算复杂度较低的特点。     

变电站噪声预测软件系统开发与应用

城市变电站运转给居民造成的环境噪声污染问题被人们广泛关注,为减小噪声污染、提高降噪效率,进行噪声预测具有重要的实际意义.本文开发一款变电站噪声预测软件,阐述该软件系统的结构、功能、特点及基本算法.采用实测数据及国际主流噪声预测软件Cadna/A的计算数据验证该软件噪声计算结果的准确性.验证结果表明:两款噪声预测软件计算绘制出的噪声地图图像分布趋势相似;变电站噪声预测软件的噪声计算结果与实测数据相比,平均绝对误差约为0.94 dB(A);与Cadna/A软件的噪声计算结果相比,平均绝对误差在1 dB(A)范围内.     

公路隧道内主动降噪声源布置位置仿真模拟

基于声波干涉原理对高速公路隧道内噪声的主动降噪特性进行了理论分析,采用有限元法建立了3条隧道全尺寸断面模型,计算得出隧道内声压级分布,分析了主动降噪时的隧道内声场特性.考虑噪声声源频率的差异,噪声频率越低,隧道内主动降噪效果越好;考虑主动降噪设备位置的不同,将主动声源与噪声源、降噪点的空间距离加和,再与噪声源与降噪点的空间距离作比较,若两者差值为噪声波长的整数倍,则可在降噪点附近实现3dB以上区域降噪.     

一种基于康托集分形的超宽带陷波天线的研究与设计

提出了一种共面波导馈电的超宽带陷波天线.该天线采用康托集分形辐射单元,有效增加天线的阻抗带宽,使所设计的天线满足超宽带通信的需求.为了避免超宽带天线与传统的窄带系统之间的干扰,在共面波导接地面的顶部刻蚀一个U形槽,从而在5.1～5.9 GHz产生一个陷波特性,有效避免超宽带系统与窄带系统之间的干扰,实现超宽带系统与WLAN和WiMAX系统的协同工作.利用高频结构软件HFSS对设计的天线进行仿真分析,结果表明,在3.1～10.6 GHz频带范围内所设计的超宽带天线的回波损耗小于10 dB,并在5.1～5.9 GHz范围内回波损耗大于10 dB,实现了超宽带系统与IEEE802.11 a(5.1～5.9 GHz)的协同通信.     

车内噪声主动控制系统次级声源布置分析

为了有效提升车内噪声主动控制系统的效果,研究次级声源设备布置对降噪效果的影响。运用ANSYS软件对驾驶室模型进行声学仿真分析,得出其各阶声模态图以及声频率为230 Hz时驾驶室内的声压云图;搭建了以滤波x最小均方(filtered x Least mean square, FxLMS)算法为基础的自适应噪声主动控制试验平台,将仿真结果与实车环境结合,对比分析了不同设备布置下的降噪效果。试验结果表明,不同的设备布置对噪声降低值、效果稳定性等有着显著影响,并得出了4种布置方式中降噪效果最佳的方案,实现最大15 dB的降噪幅值。研究结论可为实车主动降噪系统中次级声源的布置提供参考。     

一种基于开路枝节加载的新型双陷波超宽带滤波器

为了解决具有陷波特性的超宽带滤波器陷波深度不够和阻带抑制能力不强等问题,设计了一款结构紧凑的双陷波超宽带滤波器,将设计的新型多模谐振器与输入、输出馈线进行耦合完成超宽带滤波器的设计,在输入馈线端加载2个开路枝节,实现了具有双陷波特性的超宽带滤波器。该滤波器通带为2.42~10.98 GHz,带内插入损耗较小,分别在5.31 GHz和8.1 GHz处产生了2个陷波,有效阻断了无线局域网(wireless local area network,WLAN)和X波段卫星通信频段窄带信号对超宽带通信系统的干扰。该滤波器不仅结构简单,并且具有很好的带外抑制能力(-66.28 dB)和足够的陷波深度(-39.71~-35.12 dB),同时能够达到超宽带系统对滤波器插入损耗和回波损耗的要求。     

基于听觉场景分析的近讲语音增强算法

针对近讲场景,提出一种双麦克近讲语音增强算法。该算法基于耳间延时差(ITD)、耳间强度差(IID)特征来区分目标语音,利用声学掩蔽效应,实现目标语音对背景噪声的分离降噪。与传统的单麦克增强方法相比,该算法可消除多种类型噪声且对语音造成的损伤较小。实验表明:该算法能将8～33dB的白噪声、音乐噪声、广播噪声3种噪声类型的带噪语音的信噪比提高到36dB以上,同时保持较高的目标语音可懂度。对于冲击噪声的带噪语音也具有较好的降噪效果。     

改进的频域窄带干扰陷波器

在分析频域算法实现的基础上,引入变异系数(CV)作为一种切换准则,克服了传统傅里叶变换陷波算法的门限效应,使得系统在低干信比时关闭频域陷波算法,切换到扩频系统本身的匹配滤波器进行相关解扩;而在高干信比时切换到频域陷波算法.理论分析和仿真验证了CV作为切换准则的正确性和有效性,说明了作者提出的算法在抑制窄带干扰时具有更高的自适应性能.