一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统技术方案

本发明专利技术涉及噪声消除技术领域，更具体的说，它涉及一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统。本发明专利技术包括有数据采集模块、初级通道模块、估计次级通道模块、自适应滤波器、动量FxLMS算法模块、次级通道模块、误差信号收集模块、信号延时模块、预估延时模块和信号检测模块，本发明专利技术通过将噪音转化为初级噪音信号，通过信号延时模块的作用下，对初级噪声信号进行延时传播输出，使得初级噪声信号与抗噪信号相结合时间相同，使得抵消噪声的频率同步，优化噪音的降低效果。噪音的降低效果。噪音的降低效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统

：
[0001]本专利技术涉及噪声消除
，更具体的说，它涉及一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统。

技术介绍
：
[0002]目前降噪的方法主要可以分为主动降噪和被动降噪，其中主动降噪是通过一个与外界噪声的幅值相同，相位相反的反噪声信号与外界噪声相结合抵消，从而达到降噪的目的。
[0003]申请号为CN201610214373.8公布了一种基于FXLMS的优化主动降噪方法，实现如下：第一阶段，产生白噪声，通过扬声器输出并通过拾音器采集，然后利用最小均方准则进行多次迭代得到次级通道系数；第二阶段，通过拾音器采集外界噪声信号，利用第一阶段得到的次级通道系数进行补偿，根据优化的FXLMS算法计算反噪声并通过扬声器发出抵消外界噪声，进行多次迭代使噪声基本消除达到降噪效果。虽然上述专利技术能够快速达到收敛，鲁棒性强，并能达到较好的降噪效果，降噪运算速度满足实时要求，但是上述专利技术中并未考虑到外界噪声信号与反噪声信号在时间延迟误差性，使得在对噪声信号进行降噪时降噪的效果未达到最优化。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中并未考虑到外界噪声信号与反噪声信号在时间延迟误差性，易导致降噪效果未达到最优化，本专利技术提供一种能够对初级噪声信号进行延时输出，使得初级噪声信号与抗噪信号相结合时间相同的基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统。
[0005]一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统，包括数据采集模块、初级通道模块、估计次级通道模块、自适应滤波器、动量FxLMS算法模块、次级通道模块和误差信号收集模块，其中
[0006]数据采集模块，用于采集汽车发动机运作时产生的噪音，并且用于将噪音转换为相应的噪声信号x(n)；
[0007]初级通道模块，用于计算噪声信号得到初级噪声信号d(n)，并且对计算好的初级噪声信号d(n)进行输出；
[0008]估计次级通道模块，估计次级通道模块中内嵌有附加滤波器，用于将噪声信号x(n)进行预计次级通道的估算得出预估计算的滤波信号x
′
(n)，并且具有响应，将预估计算的滤波信号x
′
(n)输入至动量FxLMS算法模块，作为参考系数；
[0009]自适应滤波器，用于对收集的外界噪声信号x(n)进行滤波，并且以预估计算的滤波信号x
′
(n)为参考信号，产生滤波信号y(n)进而成为产生抗噪信号的输入信号；
[0010]动量FxLMS算法模块：用于对经过自适应滤波器过滤中的外界噪声信号x(n)采用动量FxLMS算法，更新控制自适应滤波器中的权系数W(n)，调节原始的噪声信号通过自适应滤波器后产出的滤波信号y(n)；
[0011]次级通道模块，用于对动量FxLMS算法模块输出的滤波信号y(n)进行处理，产生抗噪信号y
′
(n)，抗噪信号y
′
(n)与初级噪声信号d(n)相结合降低噪音；
[0012]误差信号收集模块，用于收集抗噪信号y
′
(n)与初级噪声信号d(n)相结合后仍然存在的误差信号e(n)，误差信号收集模块中内嵌有排序模块，排序模块可将误差信号e(n)的大小进行排序，误差信号收集模块可将误差信号e(n)传递到动量FxLMS算法模块中，用于调整自适应滤波器中的权系数W(n)。
[0013]进一步地，噪声信号x(n)为基于发动机转速进行内部转化的信号，发动机转速可根据转速表脉冲序列信号进行估计，即噪声信号x(n)表示为，
[0014][0015]f
i
＝iv/60
[0016]其中，n是时间指数，i是发动机顺序指数，f
i
是第i阶的频率，v是发动机的转速，单位为rpm(每分钟转数)，F
s
是采样率。
[0017]进一步地，预估计算的滤波信号x
′
(n)表示为，
[0018][0019]其中，s^(n)是次级的估计冲激响应，*表示线性卷积。
[0020]进一步地，还包括有信号延时模块、预估延时模块和信号检测模块，其中
[0021]信号延时模块，用于将初级噪声信号d(n)进行延时输出，使得初级噪声信号d(n+t)与抗噪信号y
′
(n)相结合时间相同；
[0022]预估延时模块，用于记录信号延时模块中的延时时间t，并且将延时时间t导入至信号延时模块中，便于在对初级噪声信号d(n+t)与抗噪信号y
′
(n)实际输出时直接调用延时时间t；
[0023]信号检测模块，用于检测初级噪声信号d(n+t)与抗噪信号y
′
(n)相结合后抵消噪音的程度，当检测到误差信号e(n)为最小值时，发送信号控制预估延时模块记录延时时间t。
[0024]进一步地，误差信号e(n)表示为，
[0025]e(n)＝d(n+t)+y'(n)
[0026]进一步地，自适应滤波器中的权系数更新迭代的公式表示为，
[0027][0028]μ(n)＝Ψ{e(n)}
[0029]其中，μ(n)是步长因子，Ψ{e(n)}表示以e(n)为自变量的非线性函数。
[0030]进一步地，信号延时模块内包含多条延时通路，每条延时通路的时间从上至下各递增0.01秒，延时通路的数量大于20。
[0031]进一步地，数据采集模块包括但不限于拾音器。
[0032]本专利技术具有以下优点：
[0033]1、本专利技术通过将噪音转化为噪音信号，对初级噪声信号进行延时传播输出，使得初级噪声信号与抗噪信号相结合时间相同，使得抵消噪声的频率同步，优化噪音的降低效果；
[0034]2、本专利技术通过将噪音信号输入初级通道以及估计次级通道，实现对需降噪的噪音
转化以及生产预计抗噪信号，保证动量FxLMS算法模块的稳定性，以及对次级通道模块中的次级通道进行实时建模，避免动量FxLMS算法模块出现不稳定甚至发散的现象；
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例所应用的基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统的结构示意图。
[0036]图2为本专利技术主动降噪过程的流程图。
具体实施方式：
[0037]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例1
[0039]如图1所示，一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统，包括：数据采集模块、初级通道模块、估计次级通道模块、自适应滤波器、动量FxLMS算法模块、次级通道模块、误差信号收集模块、信号延时模块、预估延时模块和信号检测模块，其中
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统，其特征在于，包括有数据采集模块、初级通道模块、估计次级通道模块、自适应滤波器、动量FxLMS算法模块、次级通道模块和误差信号收集模块，其中数据采集模块，用于采集汽车发动机运作时产生的噪音，并且用于将噪音转换为相应的噪声信号x(n)；初级通道模块，用于计算噪声信号得到初级噪声信号d(n)，并且对计算好的初级噪声信号d(n)进行输出；估计次级通道模块，估计次级通道模块中内嵌有附加滤波器，用于将噪声信号x(n)进行预计次级通道的估算得出预估计算的滤波信号x
′
(n)，并且具有响应，将预估计算的滤波信号x
′
(n)输入至动量FxLMS算法模块，作为参考系数；自适应滤波器，用于对收集的外界噪声信号x(n)进行滤波，并且以预估计算的滤波信号x
′
(n)为参考信号，产生滤波信号y(n)进而成为产生抗噪信号的输入信号；动量FxLMS算法模块：用于对经过自适应滤波器过滤中的外界噪声信号x(n)采用动量FxLMS算法，更新控制自适应滤波器中的权系数W(n)，调节原始的噪声信号通过自适应滤波器后产出的滤波信号y(n)；次级通道模块，用于对动量FxLMS算法模块输出的滤波信号y(n)进行处理，产生抗噪信号y
′
(n)，抗噪信号y
′
(n)与初级噪声信号d(n)相结合降低噪音；误差信号收集模块，用于收集抗噪信号y
′
(n)与初级噪声信号d(n)相结合后仍然存在的误差信号e(n)，误差信号收集模块中内嵌有排序模块，排序模块可将误差信号e(n)的大小进行排序，误差信号收集模块可将误差信号e(n)传递到动量FxLMS算法模块中，用于调整自适应滤波器中的权系数W(n)。2.根据权利要求1所述的一种基于FXLMS的汽车主动降噪控制系统，其特征在于，噪声信号x(n)为基于发动机转速进行内部转化的信号，发动机转速可根据转速表脉冲序列信号进行估计，即噪声信号x(n)表示为，f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭桥生，王俊军，陈文新，王新海，赵俊，孙成立，陈飞龙，
申请(专利权)人：朝阳聚声泰信丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：