[发明专利]可分离式有源噪声控制系统

说明书

本发明公开了一种可分离式有源噪声控制系统，该控制器可用于稳定声场环境下的噪声控制，该控制器将有源噪声控制器分为两个独立模块：训练模块和控制模块。控制模块具有模拟声场路径的功能，主要负责从参考源到控制源的声场路径模拟，使其在特定的区域达到声压降低。训练模块和控制模块组合工作，主要负责有源噪声控制中声场路径的匹配。本发明所提出的系统可以工作在固定控制和自适应两种工作模式下：在固定控制模式下，控制模块独立工作，功能单一，体积小，成本低，功耗低，并行性强，降低处理时延；在自适应工作模式下，控制模块和训练模块协同工作，连接方便快捷，操作简单，使用效率高，一个训练模块用于多个控制模块，便于系统的调试安装。

技术领域

本发明涉及有源噪声控制领域，尤其涉及一种可分离式有源噪声控制系统，本发明将传统有源噪声控制器以控制模块和训练模块形式分离开来，通用性强，使用效率高，特别适用于，但不局限于，声场较为稳定的有源噪声控制应用。

背景技术

近年来，随着工业化和城市交通的发展，人们对周围环境降噪要求显得越来越迫切。有源噪声是一种特殊的降噪方法，与传统的噪声控制相比较，有源噪声控制对低频噪声控制更为有效，再加上其体积小设置灵活等特点，具有较为广泛的应用前景，因此，越来越受到学术界、工业界和民众重视。有源降噪的基本原理是通过声场路径匹配，在目标区域内产生与实际噪声幅度相近但相位相反的声信号，以抵消实际噪声从而达到的降噪的目的。有源噪声控制器是有源噪声控制应用的核心组成，主要负责实际降噪空间的声场路径匹配，通过馈给次级控制声源(常用扬声器)信号，其设计和安装调试过程是各种有源噪声和振动控制应用的重要环节。但是，传统的有源噪声控制器有以下两个缺点：

1、有源噪声控制器较为复杂，设计和使用成本高，功耗大，价格昂贵；

2、现有的有源控制器主要为研究人员服务，需要安装调试人员掌握较多的专业知识，且操作流程较为复杂。

这些限制了有源噪声控制器和有源噪声控制应用的推广和普及。

发明内容

本发明提出一种新的有源噪声控制器的构架，本发明将传统的有源噪声控制器中的核心部分分离开来，划分成两个模块：控制模块和训练模块。

有源噪声控制的基本原理是，人为产生反相的声场与实际的声场叠加，两者在目标区域内相互抵消，达到降低噪声的目的。基于有源噪声控制的基本原理，只要噪声源信号和相应声场传递路径已知，就可以达到降噪的效果。因此，有源噪声控制包含3个主要功能：

1)参考噪声源的采集和合成

根据噪声的类型，有源噪声控制分为窄带控制和宽带控制。在窄带控制中，噪声源信号的有效频带限制在一个较窄的范围呢，通过测量获得信号的中心频率，进而合成窄带有源噪声控制的参考信号。在宽带控制中，噪声源的有效频带较宽，往往大于100Hz，具有随机性，因此，噪声源的特性需通过参考信号源获得。

2)声场路径的构建

在通常情况下，有源噪声控制所构建的声场路径是线性的，有源噪声控制器中的运算单元可以构建一个线性的滤波器来匹配实际的声场路径。该滤波器既可以通过预先加载，也可以通过控制模块与训练模块组合运行自适应算法来匹配声场传递函数获得。

3)控制源信号的构建

基于上述1)和2)，以采集或者合成的噪声源所对应的参考信号作为激励，通过和声场路径匹配的线性系统，获得控制源信号并作为系统的输出。