电力变压器有源噪声控制抗干扰自适应方法技术

本发明专利技术公开了基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制的抗干扰自适应算法，包括以下步骤，步骤1，参考声传感器测得n时刻参考信号样本值为x(n)，并由不同时刻的延迟构造输入信号相量；步骤2，将各时刻的输入信号与其对应的控制器权系数的乘积相加获得该时刻的输出信号y(n)；步骤3，输出信号驱动扬声器产生次级声场，与变压器噪声干涉叠加形成有源静音区，位于静音区的误差传声器测得误差信号e(n)；步骤4，得到n时刻的梯度加权值ψ(n)；步骤5，获得n时刻的等效步长u(n)；步骤6，控制器权系数相量更新；步骤7，从步骤1开始到步骤6循环计算，直到控制器稳定收敛。本发明专利技术可以在参考信号或误差信号中出现冲击性干扰时保持控制器的稳定性并能快速收敛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗干扰自适应算法，尤其涉及一种电力变压器有源噪声控制自适应滤波算法。
技术介绍
随着我国经济发展和用电需求的增加，大容量电力变压器深入负荷中心，导致变电站附近噪声强度增加，严重影响周边居民的正常生活。电力系统和变压器制造业有必要采取科学合理的措施，控制变压器特别是室外变压器的噪声。变压器噪声的低频特性使得传统的被动降噪技术效果不明显而且价格昂贵。有源噪声控制(active noise control，ANC)技术是近年获得广泛研究的一种主动噪声控制方法，其基本原理是利用次级声源产生和原有噪声频率相同、振幅相近、相位相反的声波，使之与原有噪声相互叠加，以达到降低空间噪声的目的。与传统的无源技术相比，有源噪声控制技术特别适合控制变压器噪声。近年来，电力变压器自适应有源噪声控制系统的实用化设计得到了较快的发展。有源降噪系统的控制器采用自适应数字滤波器实现，其参数通常采用计算量小、稳定性较好的滤波最小均方(Filtered-x least mean square,FxLMS)算法更新。然而，在对变压器有源噪声控制系统安装测试的过程中发现，传声器测得的信号中不仅含有和变压器噪声相关的信号，还含有与变压器噪声不相关的冲击性干扰。干扰的存在，使得传声器所测得稳态变压器噪声信号中可能出现冲击性突变，其时域表现为平稳的变压器噪声信号中突然出现持续时间不等的大样本值，冲击性干扰会导致控制器大幅度偏离已收敛到的状态，使控制器不稳定甚至发散，系统的降噪性能下降。所以，通过算法的改进，提高控制器鲁棒性是ANC研究的一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有技术中存在的电力变压器有源降噪系统中传声器测量的信号中含有冲击性干扰而导致FxLMS算法出现不稳定或发散的问题，提供了一种基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制的抗干扰自适应算法，在保持控制器收敛速度的同时，提高了控制器的稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制抗干扰自适应算法，包含以下步骤：步骤1，传声器采集与变压器噪声相关的参考信号，其n时刻采样值为x(n)，控制器采用横向滤波器建模，m为滤波器的阶数，得到参考信号相量x(n)：x(n)＝[x(n),x(n-1),…,x(n-m+1)]为不同时刻的延迟所构成的参考信号相量；步骤2，将各时刻输入信号与控制器相对应的权系数相乘，并求和，得到次级信号y(n)：y(n)＝w(n)Tx(n)；其中，w(n)为n时刻控制器权系数相量，(n)T为转置；步骤3，次级信号y(n)驱动扬声器发出声波形成次级声场，误差传感器同时接收到变压器初级噪声和次级声波，形成误差信号e(n)，误差信号公式为：e(n)＝d(n)-s(n)*y(n)其中，d(n)为误差传感器测得变压器初级噪声；s(n)次级通道S(z)的脉冲响应相量；步骤4，对参考信号做归一化处理得到n时刻的等效步长u(n)；步骤5，以误差信号语音压缩μ律函数变换的均方值作为目标函数，并通过最小化目标函数来调整控制器的权系数，得到n时刻的梯度加权ψ(n)；步骤6，更新得到n+1时刻的控制器权系数相量；步骤7，重复步骤1至步骤6，直至控制器权系数相量w(n)稳定收敛。在上述的基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制的抗干扰自适应算法，所述步骤5中，目标函数为J(n)： J ( n ) = E { f 2 [ e ( n ) ]本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制抗干扰自适应算法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，传声器采集与变压器噪声相关的参考信号，其n时刻采样值为x(n)，控制器采用横向滤波器建模，m为滤波器的阶数，得到参考信号相量x(n)：x(n)＝[x(n),x(n‑1),…,x(n‑m+1)]为不同时刻的延迟所构成的参考信号相量；步骤2，将各时刻输入信号与控制器相对应的权系数相乘，并求和，得到次级信号y(n)：y(n)＝w(n)Tx(n)；其中，w(n)为n时刻控制器权系数相量，(n)T为转置；步骤3，次级信号y(n)驱动扬声器发出声波形成次级声场，误差传感器同时接收到变压器初级噪声和次级声波，形成误差信号e(n)，误差信号公式为：e(n)＝d(n)‑s(n)*y(n)其中，d(n)为误差传感器测得变压器初级噪声；s(n)次级通道S(z)的脉冲响应相量；步骤4，对参考信号做归一化处理得到n时刻的等效步长u(n)；步骤5，以误差信号语音压缩μ律函数变换的均方值作为目标函数，并通过最小化目标函数来调整控制器的权系数，得到n时刻的梯度加权ψ(n)；步骤6，更新得到n+1时刻的控制器权系数相量；步骤7，重复步骤1至步骤6，直至控制器权系数相量w(n)稳定收敛。...

【技术特征摘要】
1.基于语音压缩μ律函数的电力变压器有源噪声控制抗干扰自适应算法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，传声器采集与变压器噪声相关的参考信号，其n时刻采样值为x(n)，控制器采用横向滤波器建模，m为滤波器的阶数，得到参考信号相量x(n)：x(n)＝[x(n),x(n-1),…,x(n-m+1)]为不同时刻的延迟所构成的参考信号相量；步骤2，将各时刻输入信号与控制器相对应的权系数相乘，并求和，得到次级信号y(n)：y(n)＝w(n)Tx(n)；其中，w(n)为n时刻控制器权系数相量，(n)T为转置；步骤3，次级信号y(n)驱动扬声器发出声波形成次级声场，误差传感器同时接收到变压器初级噪声和次级声波，形成误差信号e...

【专利技术属性】
技术研发人员：应黎明，王国栋，王晋伟，王东晖，杨鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42