论文部分内容阅读
现代社会的高速发展使噪声污染的问题日益突出,因此,噪声控制是当前迫切需要进行的工作。传统的无源噪声控制技术对高频噪声具有较好的控制效果,但对抑制低频噪声作用不大,而人类生活环境多数处于低频范围,因此有源噪声控制(ActiveNoise Control,ANC)技术便应运而生了,并且自适应ANC系统因具有自动追踪初级噪声统计特性,控制器特性可时变的特点成为抑制低频噪声的研究热点。在自适应ANC系统中,线性模型虽然能简化运算和分析,但不能实际地评估系统的性能,同时次级通道中的信号转换器、功率放大器、传感器在把数字信号转换模拟信号或者机械信号的过程中往往会出现非线性转换。很小的非线性对算法的性能有着不可忽视的影响。另外,影响自适应ANC滤波器的性能因素来自其自适应控制算法和自身的结构两大主要方面。为此,本文做了以下几方面的工作:(1)首先建立了单通道前馈自适应ANC系统模型,并分析了该系统的核心—自适应滤波器和其对应的自适应滤波算法,其中对滤波-X最小均方算法(FXLMS算法)、滤波-X归一化最小均方算法(FXNLMS算法)以及滤波-X仿射投影算法(FXAP算法)的性能做了简要地介绍和仿真对比。(2)着重研究在收敛速度和失调取得较好的平衡的FXAP算法,并在次级通道处引入饱和非线性函数g(·),从能量守恒角度深入研究单通道前馈自适应ANC系统中非线性次级通道下FXAP算法在实数范围内的稳态性能和瞬态性能以及计算要求,仿真实验验证了理论分析。(3)为了提高该系统中滤波器的性能,基于凸组合算法和非线性次级通道下FXAP算法的特点,提出了单通道前馈自适应ANC系统中FXAP凸组合算法和非线性次级通道下FXAP凸组合算法,并分别对前者在实数范围内的稳态均方误差进行理论推导,对后者的计算要求、平稳状态和非平稳状态、高斯噪声和Bernoulli-Gaussian脉冲噪声环境下的性能做了大量地介绍和仿真对比分析。