第16屆關(guān)于控制應(yīng)用IEEE國(guó)際會(huì)議
關(guān)于系統(tǒng)與控制的IEEE多媒體會(huì)議的一部分
新加坡1-3號(hào)2007年10月



分析與校正在使用窄帶主動(dòng)噪聲控制的電子消聲器中的頻率誤差
摘要，本文分析中的電子消聲器的性能采用了前饋有源噪聲窄帶控制（ANC）。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和消聲器上的國(guó)內(nèi)合成參考信號(hào)的頻率誤差之間的影響進(jìn)行了分析。理論分析表明，實(shí)現(xiàn)降低噪音就是要降低頻率誤差的增加。建立電子消聲器并進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)驗(yàn)證理論分析和計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果。兩個(gè)解決方案的采用減少了頻率誤差的影響，并使噪音保持一致性降低
1導(dǎo)言
在ANC為基礎(chǔ)的電子消聲器,轉(zhuǎn)速表（或加速度計(jì)）為內(nèi)部信號(hào)發(fā)生器提供的頻率信息合成一個(gè)參考信號(hào)，即載有相同窄帶發(fā)動(dòng)機(jī)的部件噪聲[ 1 ] ，[ 10 ] 。然后由一個(gè)自適應(yīng)濾波器處理參考信號(hào)來(lái)產(chǎn)生二次信號(hào)驅(qū)動(dòng)取消揚(yáng)聲器。一個(gè)錯(cuò)誤的傳感器測(cè)量出的剩余噪音更新系數(shù)的自適應(yīng)濾波使用過(guò)濾- X最小均方（ FXLMS ）算法[ 2 ] 。單頻自適應(yīng)陷波器[ 3 ]使用內(nèi)部產(chǎn)生的正弦參考信號(hào)調(diào)諧的頻率的正弦波干擾。在實(shí)際的ANC應(yīng)用體系中，自適應(yīng)陷波濾波器多個(gè)并聯(lián)以取消在基本頻率及其諧波[ 4 ] [ 5 ] ， [ 11 ] 的多個(gè)窄帶部分。這是ANC系統(tǒng)窄帶饋部分進(jìn)行的分析[ 6 ]
狹隘陷波器被設(shè)計(jì)來(lái)有效的僅消除不必要的正弦噪聲。但是，如果干擾是無(wú)法確切知道并且缺口非常狹隘，該缺口的中心可能不完全一致的
窄帶噪聲。另外，在許多實(shí)際應(yīng)用，正弦干擾可能會(huì)隨著頻率慢慢漂移。一個(gè)固定的陷波器在這種情況下將無(wú)法正常工作，除非缺口很大，足以涵蓋頻率漂移的整個(gè)范圍.
位于正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)原則的基礎(chǔ)上，線性過(guò)濾器只能改變輸入信號(hào)的振幅和相位，而不能改變頻率。在一個(gè)電子消聲器中， 在綜合參考信號(hào)的一個(gè)頻率出錯(cuò)會(huì)引起缺口頻率中心之間的失調(diào)，這是由合成正弦波信號(hào)的頻率來(lái)決定的，同時(shí)頻率主要噪聲被取消。一個(gè)被修改filtered-X遞推最小二乘算法被采用在[ 7 ]上 ，以減輕影響的頻率誤差。
本文首先分析了在降低噪聲的穩(wěn)定狀態(tài)下，電子消聲器對(duì)頻率誤差參考信號(hào)性能的影響。一個(gè)使用FXLMS算法和自適應(yīng)陷波濾波的ANC系統(tǒng)被進(jìn)行了分析。理論分析表明，降噪能否達(dá)成與頻率合成錯(cuò)誤成反比，但是，這種可能性可以通過(guò)使用較大的收斂步長(zhǎng)來(lái)提高。建立電子消聲器和進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)都是采用窄帶噪音。最后，為了當(dāng)錯(cuò)誤的頻率出現(xiàn)時(shí)，噪聲降低保持一致，提出了兩個(gè)解決方案。它是指出，增加步長(zhǎng)保持一致降噪僅對(duì)低于某項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差起作用。一種用來(lái)估計(jì)主要噪聲的確切頻率，基于內(nèi)部模型的新型自適應(yīng)算法，被建議用來(lái)減少頻率誤差。
2 ANC系統(tǒng)的窄帶FXLMS算法
框圖的自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)用于減少干擾正弦波顯示圖。 1 ，其中x （ n ）的國(guó)內(nèi)合成參考信號(hào)。 這種參考信號(hào)通過(guò)自適應(yīng)濾波器過(guò)濾以削弱在錯(cuò)誤麥克風(fēng)位置處的主要噪聲。 剩余信號(hào)é （ N ）為了適應(yīng)過(guò)程被反饋到自適應(yīng)濾波器