基于虚拟传递函数算法的有源头靠系统的研究

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随着现代工业的不断发展,噪声污染问题越来越严重,已经成为影响人们身体健康和生活质量的隐形杀手。因此,采用有效的降噪方式成为人们所关注的热点问题。有源噪声控制技术又被称为主动噪声控制(Active Noise Control,ANC)技术,是以声波相消干涉原理为基础,实现降噪为目的的一种方法。传统的无源吸振技术对低频噪声降噪效果不理想,理论上讲,有源噪声控制在各个频段都有明显的消噪效果。但是考虑到电子技术方面的约束,有源噪声控制主要应用于低频噪声的消除,尤其在消除低频窄带噪声方面极具优势。  有源头靠系统是有源噪声控制抑制低频噪声的典型实例。有源头靠系统采用自适应有源噪声控制的方法在人耳处产生一个静音区域,使得人耳附近的噪声最小。由于传统的有源噪声控制方法产生的静音区集中在很小的范围内,只有把降噪装置放置在人耳附近才能得到良好的降噪效果,这样就会造成使用者头部活动受限制。为了保证使用者头部获得一定的活动区域,并且得到一定的舒适度,采用虚拟控制的方法,将物理传声器放置在距离人耳一定区域之外,仍然能起到降低人耳处噪声信号的作用。  本文在自适应有源噪声控制与虚拟传声技术的基础上,提出基于虚拟传递函数的有源头靠系统,即在远离入耳处一定距离的位置放置物理传声器,在人耳附近放置误差传声器,利用滤波-X最小均方(Filtered-X Least Mean Square,FXLMS)控制算法估计物理传声器到误差(虚拟)传声器之间的虚拟传递函数,实现通过物理传声器处噪声信号来得到虚拟位置(人耳处)的噪声信号,达到虚拟控制的目的,在人耳处得到静音区。为了验证该算法的有效性,在MATLAB平台上对系统模型进行仿真。仿真结果表明,基于虚拟传递函数的有源头靠系统可以抑制虚拟位置的噪声,达到扩大静音区的目的。
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