本文關(guān)鍵詞：基于動量LMS算法的頻率偏移補償窄帶ANC系統(tǒng)研究

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【摘要】：在當(dāng)今工業(yè)社會中，由于工業(yè)化進程加快，三大環(huán)境污染之一的噪聲污染已經(jīng)變得越來越難治理。如何使噪聲污染遠離人們的生活已經(jīng)變成了一項熱門的研究方向。 相較于傳統(tǒng)的噪聲控制，主動噪聲控制技術(shù)（Active Noise Control，ANC）在低頻噪聲的處理具有很大的優(yōu)勢，成為近年來研究領(lǐng)域比較熱門的研究方向。在實際應(yīng)用中，大部分的應(yīng)用環(huán)境都可以簡單抽象為一維管道，所以管道噪聲的消除又成為人們在實驗室模擬實際環(huán)境時的熱點。另一方面，頻率失調(diào)（Frequency Mismatch，F(xiàn)M）是窄帶ANC系統(tǒng)不可避免的。參考信號的頻率檢測誤差也存在非平穩(wěn)因素。 針對頻率失調(diào)問題，本文提出了兩種改進的頻率補償算法：動量LMS頻率失調(diào)補償算法和雙變步長頻率失調(diào)補償算法。這兩種算法均與VSS-FXLMS主控制器結(jié)合，共同提高系統(tǒng)的綜合性能，解決了系統(tǒng)非平穩(wěn)頻率失調(diào)問題。 本文主要研究內(nèi)容如下： 首先，介紹ANC從過去到現(xiàn)在的發(fā)展歷程，同時對ANC結(jié)構(gòu)種類羅列并分析利弊，針對不同環(huán)境選擇合適的結(jié)構(gòu)進行應(yīng)用，也對在ANC領(lǐng)域應(yīng)用較廣的自適應(yīng)濾波算法分析對比。 其次，提出動量LMS頻率偏移補償算法的理論推導(dǎo)，該算法受MomentumLMS算法啟發(fā)，在代價函數(shù)中加入遺忘因子，使傳統(tǒng)補償環(huán)節(jié)對前面時刻頻率檢測誤差進行加權(quán)，提高了系統(tǒng)的補償效果。 然后，由于在動量LMS算法基礎(chǔ)上，希望加快系統(tǒng)收斂速度，在補償環(huán)節(jié)引入變步長算法，提出了雙變步長頻率偏移補償算法，，該算法吸收了變步長算法在收斂速度上的優(yōu)勢，增強了系統(tǒng)的收斂性能。 最后，利用已有ANC管道系統(tǒng)，用聲級計測試兩種頻率失調(diào)補償算法，得出最終噪聲消除曲線。同時，對兩種算法進行比對，分析各自利弊，整理數(shù)據(jù)，指出實驗的不足之處。
【關(guān)鍵詞】：窄帶ANC 頻率偏移補償 動量LMS算法 雙變步長補償算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 主動噪聲控制技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 主動噪聲控制技術(shù)的早期發(fā)展9-10
• 1.2.2 ANC 技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 窄帶 ANC 系統(tǒng)頻率偏移補償算法的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容13-14
• 第2章 有源噪聲控制技術(shù)理論14-24
• 2.1 ANC 系統(tǒng)的介紹14-17
• 2.1.1 主動噪聲控制原理14-15
• 2.1.2 有源噪聲控制器的結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2 自適應(yīng)濾波器理論17-19
• 2.2.1 自適應(yīng)濾波器原理17-19
• 2.2.2 自適應(yīng)濾波算法19
• 2.3 有源噪聲控制算法19-22
• 2.3.1 FXLMS 算法的推導(dǎo)19-20
• 2.3.2 FXRLS 算法20-21
• 2.3.3 窄帶變步長 FXLMS 算法21-22
• 2.4 傳統(tǒng) ANC 系統(tǒng)頻率偏移補償算法22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于動量 LMS 頻率偏移補償窄帶 ANC 系統(tǒng)24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 動量 LMS 頻率偏移補償算法24-27
• 3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24-25
• 3.2.2 動量 LMS 頻率偏移補償算法25-27
• 3.3 仿真實驗結(jié)果27-31
• 3.3.1 仿真實驗結(jié)果27-29
• 3.3.2 結(jié)論29-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 雙變步長頻率偏移補償算法研究32-40
• 4.1 引言32
• 4.2 雙變步長頻率偏移補償算法32-33
• 4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 4.2.2 雙變步長頻率偏移補償算法33
• 4.3 仿真實驗及分析33-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 實驗方案與結(jié)果分析40-46
• 5.1 ANC 實驗方案設(shè)計40-42
• 5.1.1 ANC 系統(tǒng)的實驗設(shè)備40-42
• 5.1.2 ANC 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)42
• 5.2 實驗結(jié)果及分析42-45
• 5.2.1 動量 LMS 頻率偏移補償算法實驗42-44
• 5.2.2 雙變步長頻率偏移補償實驗44-45
• 5.3 本章小結(jié)45-46
• 結(jié)論46-47
• 參考文獻47-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52-54
• 致謝54

【參考文獻】

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本文編號：912998