【摘要】：噪聲污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活,治理噪聲污染更是刻不容緩。目前已經(jīng)存在多種主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng),但國內(nèi)并沒有專門為座椅頭靠附近局部空間降噪的主動(dòng)控制系統(tǒng)。本課題針對(duì)頭靠附近的低頻率噪聲進(jìn)行主動(dòng)控制研究,為乘客頭靠附近的三維局部空間提供一個(gè)穩(wěn)定的降噪環(huán)境。在主動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中,由參考傳聲器收集初級(jí)聲源發(fā)出的初級(jí)噪聲,作為參考噪聲信號(hào)。參考噪聲信號(hào)經(jīng)過控制器的處理之后,驅(qū)動(dòng)次級(jí)聲源在降噪?yún)^(qū)域形成抵消聲波。抵消聲波與初級(jí)聲源在降噪?yún)^(qū)域形成的期望噪聲信號(hào)發(fā)生相干性疊加,從而達(dá)到降噪的目的。課題的主要研究內(nèi)容如下。首先,針對(duì)本實(shí)驗(yàn)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(dòng)噪聲控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對(duì)當(dāng)前的主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)進(jìn)行簡化,即參考噪聲信號(hào)和初級(jí)噪聲信號(hào)均由錄制的噪聲通過計(jì)算機(jī)的音頻輸出口提供。其次,在次級(jí)通路辨識(shí)中,通過對(duì)比LMS算法、NLMS算法以及RLS算法辨識(shí)過程當(dāng)中的收斂速度、收斂誤差和收斂時(shí)間等因素,選擇NLMS算法進(jìn)行次級(jí)通路的辨識(shí)工作。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),辨識(shí)的總次數(shù)依賴于參考白噪聲信號(hào)的長度。為了減少辨識(shí)的總次數(shù),對(duì)辨識(shí)算法進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)在辨識(shí)的過程中誤差連續(xù)多次小于某個(gè)很小的值時(shí),則認(rèn)為辨識(shí)過程達(dá)到了收斂,辨識(shí)終止。接著,在主動(dòng)系統(tǒng)中,控制器的核心就是濾波器的設(shè)計(jì)。針對(duì)在雙通道系統(tǒng)中兩個(gè)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(shè)計(jì)方案,來提高主動(dòng)控制系統(tǒng)的魯棒性。把測(cè)量兩次的雙通道系統(tǒng)的數(shù)據(jù),看作是一個(gè)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(quán)解,從中提取出雙通道系統(tǒng)的解。最后,通過具體的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了雙通道主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)算法的可行性。在實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)控制器中濾波器的權(quán)系數(shù),并記錄了各個(gè)濾波器權(quán)系數(shù)對(duì)不同噪聲的產(chǎn)生的理論降噪效果和實(shí)際降噪效果。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),使用700Hz以下窄帶白噪聲設(shè)計(jì)的濾波器權(quán)系數(shù)對(duì)窄帶白噪聲可以產(chǎn)生10dB以上的降噪量,對(duì)新聞音頻和音樂分別產(chǎn)生了7dB以上和9dB以上的降噪量。此時(shí)的系統(tǒng)對(duì)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(shè)計(jì)濾波器權(quán)系數(shù)。
【圖文】：

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

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

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 邱小軍;;南京大學(xué)的有源噪聲控制研究——紀(jì)念沙家正先生[J];電聲技術(shù);2014年09期

2 胡嘯,胡愛群,涂有超;機(jī)動(dòng)車輛室內(nèi)復(fù)合主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];噪聲與振動(dòng)控制;2001年01期

相關(guān)博士學(xué)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(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2013年

本文編號(hào)：2612506