基于自适应滤波的主动噪声控制技术

作     者：汪锡超 

作者单位：烟台大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧世峰

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：主动噪声控制 自适应滤波算法 凸组合 自适应组合 

摘      要：随着社会工业化程度的加快,噪声污染问题日益严重,噪声控制技术已成为国内外学术界研究的热门问题之一。主动噪声控制(Active Noise Control,ANC)技术通过自适应滤波器生成与噪声相反的信号,采用“以声消声的方式来对背景噪声进行抑制,在多种环境下具有良好的噪声消除效果,是目前噪声控制领域主要的研究方向。本文基于ANC模型,围绕其所用的自适应滤波算法进行了研究,采用双系统组合方案提出了相应的改进算法,有效避免了传统算法存在的问题和不足,主要内容如下:首先,论文介绍了噪声控制技术的研究背景和现状,重点围绕ANC技术阐述了其设计原理、分类、所涉及的核心算法和性能评价标准等。然后,针对传统ANC技术存在的收敛速度和降噪效果无法有效折衷问题,将滤波x仿射投影(Filtered-x Affine Projection,Fx AP)与归一化滤波x最小均方(Filtered-x Normalized Least Mean Square,Fx NLMS)算法进行组合,提出了三个方面的改进策略,获得了较好的噪声控制效果,主要包括:1、将Fx AP与Fx NLMS算法进行凸组合,采用梯度下降法和Sigmoid函数设计了其组合因子的自适应迭代规则,从而有效结合了Fx AP算法快速收敛和Fx NLMS算法降噪效果优良的特点;2、构造了新的双系统自适应组合模型,并分别利用最小化稳态均方误差算法和梯度下降法推导出了两种组合因子迭代算法,在获得Fx AP和Fx NLMS算法组合优势的基础上,进一步减少了运行量。实验测试结果表明,以上改进措施能够有效提升ANC系统的整体的噪声控制性能。最后,对全文进行了总结和展望。