利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法

作     者：刘全利 刘宏博 钱加浩 张立勇 王伟 高广恩 LIU Quan-li;LIU Hong-bo;QIAN Jia-hao;ZHANG Li-yong;WANG Wei;GAO Guang-en

作者机构：大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连市轨道交通智能控制与智慧运行技术创新中心辽宁大连116024 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650033 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2024年第41卷第7期

页      面：1286-1295页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0804[工学-仪器科学与技术] 0837[工学-安全科学与工程] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0814[工学-土木工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：大连市重点领域创新团队支持计划项目(2021RT02)资助 

主　　题：主动噪声控制 声反馈 管道系统 FxLMS 麦克风阵列 

摘      要：空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风阵列作为前馈,对Duvall-Frost结构的线性约束最小方差波束成形算法加入预调向,提出了利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法,实现单方向拾取来自管道上游的噪声信号,避免声反馈带来的影响.并利用滤波器x最小均方误差(FxLMS)算法作为自适应控制算法,针对4种典型低频噪声,在真实管道环境下进行主动降噪实验.实验结果表明,相比不使用麦克风阵列的情况,本文提出的主动噪声控制方法能达到明显的降噪性能,且在稳定性方面取得较好结果.