[发明专利]一种有源降噪自适应主动噪声控制系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种有源降噪自适应主动噪声控制系统及其控制方法，该系统包括至少一组振动传感器、控制器和电磁作动器，该控制方法通过采用最小均方误差算法(LMS算法)构造的自适应滤波系统，以振动传感器采样到的变压器油箱壁振动信号取反作为参考信号，以电磁作动器的振动信号作为输出信号，通过迭代不断修改延迟信号单元的抽头权值矢量，最终使电磁作动器的振动完全抑制变压器油箱壁的振动，最大限度的减少变压器的噪声，具有实时性高，跟踪性能好的优点。

主权项

1.一种有源降噪自适应主动噪声控制方法，用于非晶合金油浸式变压器的有源降噪，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)搭建有源降噪自适应主动噪声控制系统，该系统包括至少一组振动传感器(1)、控制器(7)和电磁作动器(5)，电磁作动器(5)和振动传感器(1)安装在油浸式非晶合金变压器油箱壁侧面上，成对配置并相邻安装；控制器(7)包括LMS滤波器电路(2)、求差器和驱动电路，驱动电路包括PWM调制电路(3)、整流电路(4)和逆变电路(6),PWM调制电路(3)的输入端作为驱动电路的输入端，PWM调制电路(3)的输出端与逆变电路(6)的输入端相连，逆变电路(6)的输出端作为驱动电路的输出端，整流电路(4)与逆变电路相连；(2)通过振动传感器(1)采集非晶合金油浸式变压器油箱的振动信号，并将振动信号转化为电信号输入控制器(7)的输入端；(3)求差器将振动传感器(1)输出的采样信号取反作为参考信号，将电磁作动器(5)的振动信号转化而来的电信号作为反馈信号，对反馈信号和参考信号进行差值计算，并将差值信号输出给LMS滤波器电路(2)；(4)LMS滤波器电路(2)根据差值信号，从现时刻滤波器抽头权值矢量迭代计算下一时刻的滤波器抽头权值矢量，计算步骤包括：a.设参考信号为x(k)，通过LMS滤波器电路(2)中的延迟单元对参考信号x(k)进行延迟，生成输入信号矢量X(k)，X(k)的表达式为：X(k)＝[x(k),x(k‑1),x(k‑2),…,x(k‑M+1)]  (式1)式中，x(k‑1)，x(k‑2)……x(k‑M+1)，分别表示为参考信号经过1次、2次……M‑1次延迟后产生的延迟信号，M为LMS滤波器电路(2)的自适应滤波算法阶数；b.设LMS滤波器电路(2)的初始抽头权值矢量为W(k)，W(k)的表达式为：W(k)＝[w₁(k),w₂(k),w₃(k),…,w_M(k)]  (式2)式中w₁(k)，w₂(k)，…，w_M(k)为初始抽头权值矢量为W(k)的1阶分量，2阶分量，……，M阶分量；c.将经过N次延迟的参考信号与对应的初始抽头权值矢量的N+1阶分量相乘，N的取值范围为[0,M‑1]，得到LMS滤波器电路(2)的输出信号f(k)，f(k)的表达式为：d.设驱动电路输出的控制信号为y(k)，通过求差器求出参考信号和控制信号的差值信号，设差值信号为e(k)；LMS滤波器电路(2)根据输入的差值信号e(k)对初始抽头权值矢量W(k)进行迭代，迭代公式如下：W(k+1)＝W(k)+2μe(k)x(k)  (式4)式中，W(k+1)为经过迭代后的LMS滤波器电路(2)抽头权值矢量，μ为LMS滤波器电路(2)的自适应滤波算法的步长因子；e.根据迭代后的抽头权值矢量和参考信号计算出与现时刻非晶合金油浸式变压器油箱振动反向相反的控制信号；(5)控制信号经驱动电路输出给电磁作动器(5)，电磁作动器(5)将输入的控制信号转化为振动信号施加在非晶合金油浸式变压器油箱壁上，与变压器油箱原本的振动相互抵消。