[發明專利]應用于管道噪聲有源控制的次級通道快速辨識方法

有效

• 申請號: 201710062701.1
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106849910B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 周德好
• 申請（專利權）人: 成都新欣神風電子科技有限公司
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 譚德兵

本發明公開了應用于管道噪聲有源控制的次級通道快速辨識方法，該方法針對管道中次級聲通道脈沖響應所具有的稀疏性特征，在自適應辨識算法中引入比例思想，使用比例化的步長控制矩陣，根據權系統變化的大小賦予其相應的步長因子；同時步長的更新采用類似誤差信號相關函數的方法，引入變量來衡量辨識過程中的權系數距離當前最優權系數的遠近，從而為步長因子的更新提供更好的依據。本發明的最大特點在于提高了次級通道辨識系統的性能，加快辨識速度，提高辨識精度，同時有效避免了管道噪聲有源控制系統運行中的噪聲對辨識系統的干擾。

技術領域

本發明涉及有源噪聲控制技術領域，具體涉及一種應用于管道噪聲有源控制的次級通道快速辨識方法。

背景技術

有源噪聲控制技術對低頻段噪聲具有很好的降噪效果。控制的關鍵點在于通過誤差傳聲器實時跟蹤初始噪聲的變化以動態調節控制器參數。濾波-X最小均方誤差算法(Filtered-X Least mean square,FXLMS)是最為典型的控制算法，該算法中包含一項濾波-X的信號矢量，它是輸入信號矢量與次級通道脈沖響應函數的卷積。次級通道(secondary path)是指系統中從次級聲源到誤差傳聲器之間的信號通路，其對于整個有源噪聲控制系統有著非常重要的影響。準確辨識次級通道模型并獲得精確的傳遞函數是實現有源噪聲控制的關鍵之一。

盡管現在已有有效的次級通道辨識方法，但由于引入了附加噪聲，導致有源噪聲控制過程與次級通道辨識過程產生相互干擾，使得整個系統的性能下降。也有通過使用3個交叉更新的自適應濾波器來避免有源控制部分與次級通道辨識過程之間的相互干擾。但以上做法額外增加了自適應濾波器或者忽略了控制濾波器及附加噪聲對辨識的影響，且算法步長范圍的控制難以應用于實際。切使得計算復雜性大幅度提高，產生不必要的計算量，很難滿足實際的工程實時性要求。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種辨識速度快、辨識精度高，且抗噪聲能力強的應用于管道噪聲有源控制的次級通道快速辨識方法。

考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明采用以下技術方案：

一種應用于管道噪聲有源控制的次級通道快速辨識方法，包括：

使用比例化的步長控制矩陣，在更新中為大的權系數賦予大的步長因子，為小的權系數賦予小的步長因子；

以及將步長迭代融入自適應目標函數中，共同完成次級通道的快速精確辨識，用于避免管道噪聲有源控制系統噪聲對次級通道辨識系統的影響。

為了更好地實現本發明，進一步的技術方案是：

根據本發明的一個實施方案，在自適應的辨識過程中引入了一個步長控制矩陣：

K(n)＝diag{k₀(n),k₁(n),…,k_M-1(n)}

其中，M為濾波器的長度；m取值從0到M-1；S(n)為脈沖響應的系數，ε為避免初始系數定義為零時導致算法凍結問題而設置的極小正值。

根據本發明的另一個實施方案，在實際應用中α取值一般介于0到-0.5之間。

本發明還可以是：

根據本發明的另一個實施方案，在算法收斂階段采用較大的步長因子以取得較快的收斂速度；在算法收斂后使用較小的步長因子以取得較小的穩態失調量，利用誤差信號與步長函數構建一個新的最優判據準則進而得到步長變化規律：

μ(n)＝κμ(n-1)+4βτe(n)X^T(n)e(n-1)X(n-1)

其中，X(n)為輸入信號；e(n)為誤差信號；β為在傳統辨識算法的目標函數與步長函數之間均衡量，一般接近于1；τ為一極小正值；κ＝1-2(1-β)τ。