[发明专利]一种抑制窄带主动噪声控制中频率不匹配的方法

说明书

技术领域

本发明属于主动噪声控制技术领域，特别涉及了一种抑制窄带主动噪声控制中频率不匹配的方法。

背景技术

传统被动噪声控制方法主要用于控制高频信号，主动噪声控制(ANC，Active Noise Control)技术与之相比在低频具有较好的性能，且控制器尺寸小，适合用于控制周期或近似周期的低频正弦型窄带噪声信号，是传统被动噪声控制方法不可或缺的有利补充。

目标窄带噪声的频率较低，通常是由旋转设备或具有往复运动的装置产生。在窄带主动噪声控制系统中，为了避免声反馈，一般使用非声学传感器测得噪声频率，再由该同步频率获得参考信号以进行后续处理。

而非声学传感器由于长期运行，元件老化等原因，所测得的同步频率与目标噪声的真实频率之间往往存在误差，即产生了频率不匹配。频率不匹配对于窄带主动噪声控制系统的影响是致命的，噪声抑制效果将严重下降。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种抑制窄带主动噪声控制中频率不匹配的方法，有效抑制窄带ANC系统的目标噪声，且计算量小、收敛速度快。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种抑制窄带主动噪声控制中频率不匹配的方法，包括以下步骤：

(1)在给定失真频率初始值条件下，采用AR模型自动跟踪目标噪声频率，并产生余弦型参考信号和正弦型参考信号；

(2)采用第一自适应FLANN滤波器对余弦型参考信号及其延迟信号进行处理，得到由余弦型参考信号产生的次级源信号；采用第二自适应FLANN滤波器对正弦型参考信号及其延迟信号进行处理，得到由正弦型参考信号产生的次级源信号；

(3)步骤(2)产生的两种次级源信号叠加后形成次级源合成信号，次级源合成信号经过次级通道后生成次级噪声信号；

(4)次级噪声信号与目标噪声信号进行相消叠加，得到残余噪声信号；

(5)采用步骤(3)所述次级通道的估计模型处理余弦型参考信号和正弦型参考信号，分别得到滤波-X余弦型参考信号和滤波-X正弦型参考信号；

(6)将滤波-X余弦型参考信号和残余噪声信号输入到FXLMS算法中，更新第一自适应FLANN滤波器的权值参数；将滤波-X正弦型参考信号和残余噪声信号输入到另一个FXLMS算法中，更新第二自适应FLANN滤波器的权值参数；将滤波-X余弦型参考信号、滤波-X正弦型参考信号以及残余噪声信号输入到LMS算法中，更新AR模型的自适应参数，从而使产生的次级噪声信号有效地抑制目标噪声信号。

进一步地，在步骤(1)中，得到的余弦型参考信号的表达式如下：

x_a(0)＝a,

x_a(1)＝a cos(ω),

x_a(n)＝-c(n)x_a(n-1)-x_a(n-2),n≥2

其中，x_a(0)、x_a(1)、x_a(n-2)、x_a(n-1)、x_a(n)分别为余弦型参考信号的第0次、第1次、第n-2次、第n-1次、第n次的更新值，ω为通过非声学传感器获得的失真的噪声频率；

正弦型参考信号的表达式如下：

x_b(0)＝b,

x_b(1)＝b sin(ω),

x_b(n)＝-c(n)x_b(n-1)-x_b(n-2),n≥2

其中，x_b(0)、x_b(1)、x_b(n-2)、x_b(n-1)、x_b(n)分别为正弦型参考信号的第0次、第1次、第n-2次、第n-1次、第n次的更新值；

c(n)为AR模型的自适应参数的第n次更新值，其初始值为c(0)＝c(1)＝-2cos(ω)。

进一步地，在步骤(3)中，所述次级源合成信号y(n)的表达式如下：

x_a(n)＝[x_a(n),x_a(n-1),...,x_a(n-N+1)]^T，