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本文研究了无次级通道建模的有源噪声控制系统,对方向搜索型自适应算法进行了系统的理论分析,并结合管道噪声的有源控制实验和工程应用进行了深入的研究。
首先研究了方向搜索型自适应算法。在基本的时域两方向搜索型自适应算法基础上,给出了其在频域等效的算法,以及增加了两个搜索方向和变步长策略的频域四方向搜索型自适应算法。通过算法原理的理论分析,得到了收敛系数的上限估计;同时考虑到功率估计的误差,得到了收敛系数的下限估计。还比较了频域两方向搜索型自适应算法、频域四方向搜索型自适应算法和频域滤波-X自适应算法在计算量方面的异同,以及多通道扩展性。
其次,在ADSP21161N数字信号处理开发板上实现了两种方向搜索型自适应算法。在此基础上配置了次级声源、误差传声器等,构成了一个前馈式的无次级通道建模的有源噪声控制系统,并在管道中进行了多种类型噪声的控制实验。单频噪声控制实验结果表明,频域两方向搜索型自适应算法在大部分频率上都能正确收敛,但在次级通道相位为±90°对应的频率不能有效收敛。改进后的频域四方向搜索型自适应算法在相同环境下测试,全部频率都能快速收敛。即使收敛系数过大或者过小,此算法也能自动调整步长,然后收敛。对复合频率、窄带噪声和宽带噪声的控制,频域四方向搜索型自适应算法的有效性得到了实验验证,收敛速度和最终降噪效果与频域滤波-X自适应算法相近。
最后,将所提出的频域四方向搜索型自适应算法应用在管道有源控制工程中,考虑了次级声反馈,设计了单指向性参考传声器头的解决方案,对单频噪声达到了良好的效果。