基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法技术方案

本发明专利技术公开了基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，属于主动噪声控制领域。所述方法包括：构建基于VSS‑FXLMS算法的窄带主动噪声控制系统；建立窄带主动噪声控制系统的控制器系数估计误差更新公式和步长更新公式；推导统计平均和均方意义下控制器系数估计误差更新和步长更新的动态差分方程；推导系统达到稳态后控制器系数估计误差均方值、及步长均值和均方值的稳态表达式；仿真验证系统的动态性能和稳态性能分析结果，并根据性能分析结果选取用户参数用于降噪。本发明专利技术在统计平均和均方意义下对系统进行性能分析，揭示用户参数对系统的动态性能和稳态性能的影响规律，指导用户参数选取提升系统应用水平。

【技术实现步骤摘要】
基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法
本专利技术涉及基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，属于主动噪声控制

技术介绍
切割机、风扇、电动机等旋转机械或具有往复运动的设备所产生的噪音具有周期性或者近似周期性的特点，通常称为窄带噪声，该噪声由单个或多个离散正余弦频率分量组成。主动噪声控制(ActiveNoiseControl,ANC)技术能够通过有效抑制窄带噪声中的主要频率分量，进一步降低或消除窄带噪声的影响。尤其是其中的窄带有源噪声控制(NarrowbandANC,NANC)在抑制此类窄带噪声方面具有良好的降噪性能。自上世纪七十年代以来，国内外许多学者致力于研究大量的主动噪声控制系统和算法，其中，滤波-X最小均方算法(Filtered-XLeastMeanSquare,FXLMS)是主动噪声控制系统常采用的经典算法。此外，基于滤波-X递归最小二乘(Filtered-XRecursiveLeastSquares,FXRLS)算法和基于卡尔曼滤波算法的主动噪声控制系统，较经典FXLMS算法具有更好的系统性能，但两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)构建基于VSS-FXLMS算法的窄带主动噪声控制系统；/n(2)建立窄带主动噪声控制系统的控制器系数估计误差更新公式和步长更新公式；/n(3)推导统计平均和均方意义下控制器系数估计误差更新和步长更新的动态差分方程；/n(4)推导系统达到稳态后控制器系数估计误差均方值、及步长均值和均方值的稳态表达式；/n(5)仿真验证系统的动态性能和稳态性能分析结果，并根据性能分析结果选取用户参数用于降噪。/n

【技术特征摘要】
1.基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建基于VSS-FXLMS算法的窄带主动噪声控制系统；
(2)建立窄带主动噪声控制系统的控制器系数估计误差更新公式和步长更新公式；
(3)推导统计平均和均方意义下控制器系数估计误差更新和步长更新的动态差分方程；
(4)推导系统达到稳态后控制器系数估计误差均方值、及步长均值和均方值的稳态表达式；
(5)仿真验证系统的动态性能和稳态性能分析结果，并根据性能分析结果选取用户参数用于降噪。


2.如权利要求1所述的基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，其特征在于，所述步骤(2)中，针对步骤(1)搭建的基于VSS-FXLMS算法的窄带主动噪声控制系统，建立窄带主动噪声控制系统的控制器系数估计误差更新公式和步长更新公式分别为：






和
μi(n+1)＝ξiμi(n)+ηiJ(n)
式中，和为控制器系数估计误差；μi(n)为步长更新值；窄带主动噪声控制系统的系统残余误差为e(n)；n为时刻；和为参考通道的余弦分量和正弦分量分别经次级通道估计模型后得到，分别为和其中，ωi为经非声学传感器获得的第i个参考通道频率值，i＝1,2,L,q，q为目标噪声频率数目；为次级通道估计模型，其系数估计为为估计模型长度；通过对真实的次级通道模型S(z)，其系数为进行离线辨识得到；ξi和ηi为用户参数；J(n)＝f[e(n)]为关于残余误差e(n)的代价函数。


3.如权利要求1所述的基于变步长算法的窄带主动噪声控制系统的降噪方法，其特征在于，所述步骤(3)所述建立统计平均意义下控制器系数估计误差更新和步长更新的动态差分方程为：






和
E[μk(n+1)]＝ξkE[μk(n)]+ηkE[J(n)]
相应地，其统计均方意义下差分方程分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亚平，王鑫，张相胜，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32