[發明專利]一種坦克駕駛室內噪聲主動控制方法及系統

在審

• 申請號: 201710523850.3
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107218846A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 邢優勝
• 申請（專利權）人: 邢優勝
• 主分類號: F41H7/03
• 分類號: F41H7/03;G10K11/178
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙)11296
• 代理人: 張淑賢

1.一種坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，包括：

參考傳聲器采集多個主噪聲源噪聲x[n]，作為參考信號輸入；

誤差傳聲器采集噪聲控制后的殘余噪聲e[n]，作為誤差信號輸入；

模糊控制器接收參考輸入信號x[n]、誤差輸入信號e[n]，基于模糊神經網絡的自適應FX-RBF網訓練算法對參考信號和誤差信號進行分析,并輸出反相的目標聲信號y[n]至揚聲器；以及

揚聲器發出用于抵消主噪聲源噪聲的目標聲信號y[n]，與主噪聲源噪聲x[n]相疊加。

2.根據權利要求1所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述模糊控制器包括聲學模式提取器，利用所述聲學模式提取器針對需要控制的所述主噪聲源的振幅、能量、相位、頻率、方向和統計特性的聲學屬性，從一系列不相關的參考聲學模式中提取至少一種參考聲學模式。

3.根據權利要求2所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述模糊控制器基于以上多個不相關參考聲學模式進行模糊控制，并輸出噪聲控制模式。

4.根據權利要求3所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述噪聲控制模式包括但不限于噪聲源數量、所述主噪聲源的位置、所述主噪聲源的類型、所述主噪聲源的聲學屬性。

5.根據權利要求1所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述自適應FX-RBF網訓練算法包括：基于模糊c-均值聚類對參考噪聲信號數據集進行劃分；基于近似梯度下降法自適應減少每次迭代的計算步長，并動態調整最小均方差算法的學習速率。

6.根據權利要求1所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述自適應FX-RBF網訓練算法還包括：對時滯信號的幅值和相位進行分析，重構反相目標聲信號后輸出至揚聲器。

7.根據權利要求5所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述基于模糊c-均值聚類對參考噪聲信號數據集進行劃分的步驟包括：

使用高斯函數作為算法的基函數，在確定適合實際噪聲情況的最佳聚類個數c和最佳權重因子m后，對隱含層的中心向量進行學習，直到中心向量不再變化或小于預設閾值，并計算高斯函數方差；

所述基于近似梯度下降法自適應減少每次迭代的計算步長，并動態調整最小均方差算法的學習速率的步驟包括：

基于近似梯度下降法，利用公式α(t+1)＝α(t)-β·ΔE自適應減少每次迭代的計算步長，并動態調整最小均方差算法的學習速率；

然后初始化隱含層到輸出層的每個權值，再利用公式對權值進行計算，直到輸出誤差[y₀(n)-y(n)]不再變化或小于預設的某個閾值時，停止學習，否則繼續重復以上學習步驟；

式中α為學習速率，ΔE為訓練前后的誤差，β為自適應調整步長，w為隱含層到輸出層的權值，y₀(n)為目標輸出值，y(n)為實際輸出值。

8.根據權利要求1-7任一項所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制方法，其特征在于，所述參考傳聲器位于駕駛艙室頂部及操作臺；所述誤差傳聲器位于駕駛艙座椅靠近人耳處；所述揚聲器位于駕駛艙室頂部和座椅頂部；所述模糊控制器位于駕駛員座椅下方。

9.一種坦克駕駛室內噪聲主動控制系統，其特征在于，包括：

參考傳聲器，與模糊控制器耦接，用于采集多個主噪聲源噪聲x[n]，作為參考信號輸入；

誤差傳聲器，與模糊控制器耦接，用于采集噪聲控制后的殘余噪聲e[n]，作為誤差信號輸入；

模糊控制器，與所述參考傳聲器、誤差傳聲器及揚聲器耦接，用于接收參考輸入信號x[n]、誤差輸入信號e[n]，基于模糊神經網絡的自適應FX-RBF網訓練算法對參考信號和誤差信號進行分析,并輸出反相的目標聲信號y[n]至揚聲器；以及

揚聲器，與所述模糊控制器耦接，用于發出用于抵消主噪聲源噪聲的目標聲信號y[n]，與主噪聲源噪聲x[n]相疊加。

10.根據權利要求9所述的坦克駕駛室內噪聲主動控制系統，其特征在于，所述模糊控制器包括聲學模式提取器，利用所述聲學模式提取器針對需要控制的所述主噪聲源的振幅、能量、相位、頻率、方向和統計特性的聲學屬性，從一系列不相關的參考聲學模式中提取至少一種參考聲學模式；所述模糊控制器基于以上多個不相關參考聲學模式進行模糊控制，并輸出噪聲控制模式；所述噪聲控制模式包括但不限于噪聲源數量、所述主噪聲源的位置、所述主噪聲源的類型、所述主噪聲源的聲學屬性；所述參考傳聲器位于駕駛艙室頂部及操作臺；所述誤差傳聲器位于駕駛艙座椅靠近人耳處；所述揚聲器位于駕駛艙室頂部和座椅頂部；所述模糊控制器位于駕駛員座椅下方。