發(fā)布時(shí)間：2018-02-04 00:09

  本文關(guān)鍵詞： 窄帶主動(dòng)噪聲控制 FXLMS算法 DM642 多通道設(shè)計(jì)　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：噪聲污染在當(dāng)今已變得越來越嚴(yán)重,影響著人們的正常生活與生產(chǎn)。很多噪聲是由旋轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生的,如管道風(fēng)機(jī)、汽車引擎、螺旋槳等,而這些噪聲主要是低頻噪聲,傳統(tǒng)被動(dòng)消噪技術(shù)難以解決這一問題。因此主動(dòng)噪聲控制技術(shù)(Active Noise Control,ANC)被提出,該技術(shù)主要針對(duì)窄帶低頻段噪聲的消噪。窄帶低頻噪聲的降噪技術(shù)研究需要從理論和實(shí)驗(yàn)入手,理論方面的研究已經(jīng)相對(duì)成熟,近年來眾多的ANC算法被提出并通過計(jì)算機(jī)仿真。然而,受制于電子硬件技術(shù)的發(fā)展,實(shí)際應(yīng)用方面并不理想。本文以成熟的FXLMS自適應(yīng)濾波算法作為ANC技術(shù)的主算法,研究了基于TMS320DM642的ANC系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)過程。主要研究工作有如下幾個(gè)方面:首先,研究了主動(dòng)噪聲控制技術(shù)的理論知識(shí),包括管道聲場(chǎng)理論-分析管道聲場(chǎng)的消噪的原理、自適應(yīng)濾波理論、三種類型控制器的比較和自適應(yīng)濾波算法。分析對(duì)比后選擇出合適的控制器類型,最后對(duì)本課題采用的有源噪聲控制算法-FXLMS算法做了詳細(xì)介紹并分析其實(shí)現(xiàn)過程,且對(duì)算法做了計(jì)算機(jī)仿真。其次,給出ANC控制器硬件總體設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)具體地研究作為ANC控制器的TMS320DM642的硬件知識(shí),對(duì)比分析其在作為ANC控制器上的優(yōu)勢(shì),根據(jù)需要設(shè)計(jì)出ANC控制器最小系統(tǒng)板。除此之外,還研究其外圍接口Mc ASP及音頻芯片TLV320AIC23B的具體特性、通訊協(xié)議及使用方法,為了后期研究需要,完成多通道噪聲采集電路板的設(shè)計(jì)。然后,完成基于TMS320DM642的ANC系統(tǒng)軟件程序的編寫。首先介紹了ANC軟件的開發(fā)流程,給出其算法的程序流程圖,分別對(duì)基于FXLMS算法的次級(jí)通道在線、離線辨識(shí)算法仿真對(duì)比,闡述其應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)。搭建管道硬件平臺(tái),編寫上位機(jī)程序用于初級(jí)噪聲產(chǎn)生和誤差噪聲監(jiān)控。最后,合理選取初級(jí)噪聲源,DSP只負(fù)責(zé)消噪,完成管道窄帶噪聲降噪實(shí)驗(yàn),包括單頻、多頻降噪實(shí)驗(yàn)。對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指出實(shí)驗(yàn)中遇到的問題與解決方案,對(duì)后續(xù)研究提出新要求。
[Abstract]:Noise pollution has become more and more serious nowadays, which affects people's normal life and production. A lot of noise is produced by rotating equipment, such as pipe blower, automobile engine, propeller and so on. But these noises are mainly low frequency noise, which is difficult to be solved by traditional passive noise elimination technology, so active Noise Control (ANC) is proposed. This technology is mainly aimed at the noise elimination of narrow band low frequency band noise. The research on the noise reduction technology of narrow band low frequency noise needs to start from theory and experiment, and the theoretical research has been relatively mature. In recent years, many ANC algorithms have been proposed and simulated by computer. However, they are restricted by the development of electronic hardware technology. The mature FXLMS adaptive filtering algorithm is used as the main algorithm of ANC technology. The hardware implementation process of ANC system based on TMS320DM642 is studied. The main research work is as follows: firstly, the theoretical knowledge of active noise control technology is studied. It includes the theory of pipeline sound field, the principle of analyzing the noise of pipeline sound field, the theory of adaptive filtering, the comparison of three types of controllers and the adaptive filtering algorithm. Finally, the active noise control algorithm-FXLMS is introduced in detail and its realization process is analyzed, and the algorithm is simulated by computer. Secondly. The hardware design scheme of ANC controller is given, the hardware knowledge of TMS320DM642 as ANC controller is studied in detail, and the advantages of TMS320DM642 as ANC controller are compared and analyzed. The minimum system board of ANC controller is designed according to the need. In addition, the specific characteristics of the peripheral interface MC ASP and audio chip TLV320AIC23B are also studied. Communication protocol and usage method, for later research needs, complete the design of multi-channel noise acquisition circuit board. Then. The ANC system software program based on TMS320DM642 is completed. Firstly, the development process of ANC software is introduced, and the program flow chart of its algorithm is given. The secondary channel online and off-line identification algorithms based on FXLMS algorithm are simulated and compared, and their application scenarios, advantages and disadvantages are described. The pipeline hardware platform is built. Finally, selecting the primary noise source DSP is only responsible for noise elimination, complete the pipeline narrow band noise noise reduction experiment, including single frequency. The experimental results of multi-frequency noise reduction are compared and analyzed. The problems and solutions encountered in the experiments are pointed out, and new requirements for further research are put forward.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB535

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