一种空调风机有源噪声控制系统技术方案

本发明专利技术设有降噪技术领域，具体涉及一种空调风机有源噪声控制系统，包括：信号转换单元，用于将空调风机处的噪声的声学信号转换为电信号；控制器，接收信号转换单元的电信号生成干涉噪音的控制信号；基于FxLMS的有源噪声控制算法，控制器为基于FxLMS的有源噪声控制算法提供物理平台，基于FxLMS的有源噪声控制算法调节控制器的自身控制系数，控制器输出经过特定物理通道后到达监测点，使目标函数达到最小的控制方法，次级作动器，接收到控制器的控制信后产生次级声输出；误差传感器，用于拾取次级作动器产生的干涉音场信号，并向控制器进行反馈干涉音场信号，系统设计合理、结构简单那，运行平稳，能够有效地降低空调风机的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种空调风机有源噪声控制系统
本专利技术设有降噪
，具体涉及一种空调风机有源噪声控制系统。
技术介绍
随着人们对生活品质的追求越来越高，空调器的普及率越来越高，特别是家用空调器，近几年一直保持着稳定增长的态势。人们在选用空调器时，对空调器各个方面的性能都有所要求，不仅仅是制冷制热的控温、电能消耗这些基础性能的要求，更有在使用舒适性、噪声振动、以及用户体验方面的延伸性能的要求。家用空调器室内机作为家用空调器使用过程中和人们生活接触最多的部分，人们对之的要求更是日渐严格。且研究表明长时间的过量噪声会对人们的身体产生伤害。基于家用空调器使用过程中的长时间、不间断的使用特性，其室内机的降噪也显得尤为重要。对于家用空调器，其噪声分为外机和室内机噪声。就本文较为关注的家用空调器室内机来说，其噪声主要包含以下三部分。第一是电机的噪声,主要成分是电机的电磁噪声和旋转噪声；第二是风机的噪声，主要成分是机械噪声和涡流噪声；第三是冷媒流动时产生的噪声。其中风机的噪声是最为主要的，是室内机降噪过程中的难点。主动降噪(有源噪声控制)技术作为被动噪声控制技术的补充而生，补充了被动噪声控制在低频消噪领域的空白。其核心思想是产生与原噪声频率相等、相位相差180度的声波，两个声波空间相遇相干产生相抵消作用，从而达到消噪的目的。并且随着电子芯片产品的更新换代，其性能越来越强大，主动降噪的实现成本也在下降。主动降噪技术也在逐渐应用于人们的生活中，现在中高端车型都在加入主动降噪功能来满足人们对乘坐舒适性的要求。在人们的日常生活中，家用空调器室内柜机运行时存在噪声问题，特别是使用随着使用年限的增长，其噪声更加明显。如果长期生活和工作于这样的噪声环境下，会对人的健康造成一定的伤害。有研究表明，在40至45dB的噪声环境下，人的睡眠就已经会受到一定程度的影响。对压力普遍较大和神经衰弱的人们来说，更低数值的噪声也会影响。所以建议日常生活噪声应该不高于35dB，日常办公噪声应该不高于45dB。目前家用空调器大部分产品还不能达到这个要求，因此，要对空调器进行降噪。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种空调风机有源噪声控制系统，系统设计合理、结构简单那，运行平稳，能够有效地降低空调风机的噪声。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种空调风机有源噪声控制系统，包括：信号转换单元，固定在空调风机的出风口处，用于将空调风机处的噪声的声学信号转换为电信号；控制器，接收信号转换单元的电信号生成干涉噪音的控制信号，信号转换单元的输出端连接有控制器的输入端；基于FxLMS的有源噪声控制算法，控制器为基于FxLMS的有源噪声控制算法提供物理平台，基于FxLMS的有源噪声控制算法调节控制器的自身控制系数，控制器输出经过特定物理通道后到达监测点，使目标函数达到最小的控制方法，信号转换单元，为有源噪声控制单元提供初始参考噪音信号；次级作动器，接收到控制器的控制信后产生次级声输出，次级作动器的输入端与有源噪声控制单元的输出端连接；误差传感器，用于拾取次级作动器产生的干涉音场信号，并向控制器进行反馈干涉音场信号，误差传感器输出端连接控制器的输入端。优选的，所述的号转换单元为参考麦克风。优选的，所述的次级作动器为次级扬声器。优选的，所述的控制器包括滤波器、基于FxLMS的有源噪声自适应算法、次级建模通道模块、初级建模通道模块。基于FxLMS的有源噪声控制算法，包括如下步骤：1)选取滤波器长度(滤波的频带范围)L、收敛系数μ；2)次级通道传递函数辨识；3)滤波器全系数初始化：W(0)＝0；4)迭代循环运算：其中，x(n)是初始参考噪声信号，x'(n)是滤波信号，y(n)是滤波器输出信号，d(n)是滤波器期望信号，y'(n)是抗噪信号，hp(n)是初级通道传递函数，hs(n)是次级通道传递函数，e(n)是误差信号，W(n)是滤波器权值，W(n+1)是滤波器更新权值。本专利技术的有益效果是：采用上述方案，1)有源噪声控制算法和有源噪声控制硬件平台通过读取信号转换单元的电信号，分析空调噪声信号的特性，进而进行实时的控制信号给次级作动器，使其在空调控制点处产生次级声与空调噪声叠加，以达到空调出风口噪声的目的。2)空调噪声基于FxLMS算法能够更快速的对噪声进行控制并且具有良好的控制品质，此控制系统设计简单易实现。附图说明通过下面结合附图的详细描述，本专利技术前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。图1为本专利技术一种实施方式的结构示意图。图2为本专利技术中基于FxLMS的有源噪声控制算法的原理示意图。其中：1为次级作动器，2为出风口，3为空调风机，4为信号转换单元，5为控制器，6为误差传感器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。实施例1：参照图1，一种空调风机有源噪声控制系统，包括：信号转换单元4，固定在空调风机3的出风口处，用于将空调风机3处的噪声的声学信号转换为电信号，信号转换单元4优选的采用参考麦克风，控制器5，生成干涉噪音的控制信号，信号转换单元的输出端连接有控制器的输入端，基于FxLMS的有源噪声控制算法，基于FxLMS的有源噪声控制算法调节控制器的自身控制系数，控制器输出经过特定物理通道后到达监测点，使目标函数达到最小的控制方法，信号转换单元4，为有源噪声控制单元提供初始参考噪音信号，控制器为基于FxLMS的有源噪声控制算法提供物理平台，次级作动器1，次级作动器1优选的采用次级扬声器，用于接收有源噪声控制单元的噪声控制信号后产生次级声输出对噪音进行反相的干涉，降低噪音值，次级作动器的输入端与有源噪声控制单元的输出端连接，误差传感器6，空调风机的外部设有壳体，壳体上设有出风口，误差传感器设置在出风口处，用于拾取次级作动器产生的干涉音场信号，并向控制器进行反馈干涉音场信号，及时的对控制信号进行修正，提高控制信号的准确度，提高降噪效果，误差传感器输出端连接控制器的输入端。参照图2，空调风机3产生的噪音由参考传感器拾取，转化成电信号——初始参考噪声信号x(n)，初始参考噪声信号x(n)作为控制器的输入信号，控制器基于FxLMS的有源噪声自适应算法计算出滤波器期望信号d(n)，并输出，滤波器期望信号d(n)驱动次级作动器产生初级音，初始参考噪声信号x(n)经控制器基于FxLMS的有源噪声自适应算法计算出滤波器输出信号y(n)，滤波器输出信号y(n)再经控制器基于FxLMS的有源噪声自适应算法计算出抗噪信号y'(n)，抗噪信号y'(n)驱动次级作动器产生次级音，次级音、初级音分别形成次级音场、初级音场，次级音场、初级音场共同作用对空调风机噪音进行干涉降噪，误差传感器拾取初级音场、次级音场的声压，次级音场、初级音场的次级音、初级音叠加后形成误差信号e(n)，初始参考噪声信号x(n)经控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调风机有源噪声控制系统，其特征在于，包括：/n信号转换单元，固定在空调风机的出风口处，用于将空调风机处的噪声的声学信号转换为电信号；/n控制器，接收信号转换单元的电信号生成干涉噪音的控制信号，信号转换单元的输出端连接有控制器的输入端；/n基于FxLMS的有源噪声控制算法，控制器为基于FxLMS的有源噪声控制算法提供物理平台，基于FxLMS的有源噪声控制算法调节控制器的自身控制系数，控制器输出经过特定物理通道后到达监测点，使目标函数达到最小的控制方法，信号转换单元，为有源噪声控制单元提供初始参考噪音信号；/n次级作动器，接收到控制器的控制信后产生次级声输出，次级作动器的输入端与有源噪声控制单元的输出端连接，/n误差传感器，用于拾取次级作动器产生的干涉音场信号，并向控制器进行反馈干涉音场信号，误差传感器输出端连接控制器的输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种空调风机有源噪声控制系统，其特征在于，包括：
信号转换单元，固定在空调风机的出风口处，用于将空调风机处的噪声的声学信号转换为电信号；
控制器，接收信号转换单元的电信号生成干涉噪音的控制信号，信号转换单元的输出端连接有控制器的输入端；
基于FxLMS的有源噪声控制算法，控制器为基于FxLMS的有源噪声控制算法提供物理平台，基于FxLMS的有源噪声控制算法调节控制器的自身控制系数，控制器输出经过特定物理通道后到达监测点，使目标函数达到最小的控制方法，信号转换单元，为有源噪声控制单元提供初始参考噪音信号；
次级作动器，接收到控制器的控制信后产生次级声输出，次级作动器的输入端与有源噪声控制单元的输出端连接，
误差传感器，用于拾取次级作动器产生的干涉音场信号，并向控制器进行反馈干涉音场信号，误差传感器输出端连接控制器的输入端。


2.根据权利要求1所述的一种空调有源噪声控制系统，其特征在于，所述的号转换单元为参考麦克风。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶文俊，徐金国，王平，
申请(专利权)人：汉得利常州电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32