【摘要】：噪聲污染已經嚴重影響了人們的生產生活,治理噪聲污染更是刻不容緩。目前已經存在多種主動噪聲控制系統(tǒng),但國內并沒有專門為座椅頭靠附近局部空間降噪的主動控制系統(tǒng)。本課題針對頭靠附近的低頻率噪聲進行主動控制研究,為乘客頭靠附近的三維局部空間提供一個穩(wěn)定的降噪環(huán)境。在主動控制系統(tǒng)實驗中,由參考傳聲器收集初級聲源發(fā)出的初級噪聲,作為參考噪聲信號。參考噪聲信號經過控制器的處理之后,驅動次級聲源在降噪?yún)^(qū)域形成抵消聲波。抵消聲波與初級聲源在降噪?yún)^(qū)域形成的期望噪聲信號發(fā)生相干性疊加,從而達到降噪的目的。課題的主要研究內容如下。首先,針對本實驗環(huán)境中噪聲源種類較為單一的情況,選用前饋維納濾波器主動噪聲控制系統(tǒng)結構,并對當前的主動噪聲控制系統(tǒng)進行簡化,即參考噪聲信號和初級噪聲信號均由錄制的噪聲通過計算機的音頻輸出口提供。其次,在次級通路辨識中,通過對比LMS算法、NLMS算法以及RLS算法辨識過程當中的收斂速度、收斂誤差和收斂時間等因素,選擇NLMS算法進行次級通路的辨識工作。在實驗中發(fā)現(xiàn),辨識的總次數(shù)依賴于參考白噪聲信號的長度。為了減少辨識的總次數(shù),對辨識算法進行改進。當在辨識的過程中誤差連續(xù)多次小于某個很小的值時,則認為辨識過程達到了收斂,辨識終止。接著,在主動系統(tǒng)中,控制器的核心就是濾波器的設計。針對在雙通道系統(tǒng)中兩個誤差傳聲器之間降噪量差異較大的問題,采用了另一種濾波器設計方案,來提高主動控制系統(tǒng)的魯棒性。把測量兩次的雙通道系統(tǒng)的數(shù)據(jù),看作是一個四通道的系統(tǒng)。按照四通道系統(tǒng)的求解過程求出濾波器的權解,從中提取出雙通道系統(tǒng)的解。最后,通過具體的實驗,驗證了雙通道主動噪聲控制系統(tǒng)算法的可行性。在實驗中,分別使用了700Hz以下窄帶白噪聲、一段含低頻成分較多的新聞音頻以及1500Hz以下窄帶白噪聲來設計控制器中濾波器的權系數(shù),并記錄了各個濾波器權系數(shù)對不同噪聲的產生的理論降噪效果和實際降噪效果。通過實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),使用700Hz以下窄帶白噪聲設計的濾波器權系數(shù)對窄帶白噪聲可以產生10dB以上的降噪量,對新聞音頻和音樂分別產生了7dB以上和9dB以上的降噪量。此時的系統(tǒng)對噪聲的控制效果要明顯優(yōu)于新聞音頻以及1500Hz以下窄帶白噪聲來設計濾波器權系數(shù)。
【圖文】：

第 2 章 主動噪聲控制2.1 主動噪聲控制概述在主動噪聲控制中，把將要被控制的噪聲稱為初級噪聲(這個噪聲其實就是泛指外界的一切噪聲)。在實驗中，初級噪聲由初級聲源發(fā)出。由初級噪聲形成的聲場稱為初級聲場。用來抵消初級聲場的稱為次級聲場[35]。次級聲場由次級噪聲形成，與初級噪聲類似，在實驗中次級噪聲由次級聲源發(fā)出。在初級聲場和次級聲場共同影響的空間中的某一點處，當初級噪聲形成的聲波與次級噪聲形成的聲波發(fā)生相消性干涉時，使得初級噪聲在該點處形成的聲波的幅度降低，若降為 0，則達到了主動噪聲控制的理想效果。其中，，初級噪聲在該點處形成的聲波為期望噪聲，次級噪聲形成抵消噪聲。圖 2-1，為主動噪聲控制的基本原理圖。這里是把聲場中某一點的聲波震動從時間維度展開來觀察。

第 2 章 單通道主動噪聲控制算法。并通過簡單介紹反饋非自適應控制系統(tǒng)的結構及算法，來對比前饋控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點。2.3 前饋非自適應主動噪聲控制系統(tǒng)在本課題的實驗中，使用的初級噪聲的變化程度并不明顯，為了降低成本以及算法的復雜度，故選擇使用非自適應噪聲控制系統(tǒng)。圖 2-2，為前饋非自適應主動噪聲控制系統(tǒng)的結構示意圖。在圖中，初級聲源到誤差傳聲器之間通路被稱之為初級通路，次級聲源到誤差傳感器之間的通路被稱之為次級通路。參考傳聲器主要是用來收集初級聲源附近的參考噪聲信號。誤差傳聲器主要是收集降噪?yún)^(qū)域的殘余噪聲信號。
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB535

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 邱小軍;;南京大學的有源噪聲控制研究——紀念沙家正先生[J];電聲技術;2014年09期

2 胡嘯,胡愛群,涂有超;機動車輛室內復合主動噪聲控制系統(tǒng)的設計[J];噪聲與振動控制;2001年01期

相關博士學位論文 前1條

1 張麗敏;變壓器噪聲的反饋有源控制方法研究[D];南京大學;2012年

相關碩士學位論文 前1條

1 薛金佩;變壓器噪聲有源控制中的物理系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];南京大學;2013年

本文編號：2612506