CN108563254B - 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统 - Google Patents

一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108563254B
CN108563254B CN201810235702.6A CN201810235702A CN108563254B CN 108563254 B CN108563254 B CN 108563254B CN 201810235702 A CN201810235702 A CN 201810235702A CN 108563254 B CN108563254 B CN 108563254B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
module
control signal
adjustment
reference signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810235702.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108563254A (zh
Inventor
刘锦春
吴杰长
何其伟
曾凡明
陈志法
常广晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval University of Engineering PLA
Original Assignee
Naval University of Engineering PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naval University of Engineering PLA filed Critical Naval University of Engineering PLA
Priority to CN201810235702.6A priority Critical patent/CN108563254B/zh
Publication of CN108563254A publication Critical patent/CN108563254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108563254B publication Critical patent/CN108563254B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，属于振动噪声的主动控制系统，针对无参考传感器、难以获取精确参考信号的情形，有效抑制目标噪声。本发明包括N个频率/相位调节子系统和对应的控制信号生成子系统，每个频率/相位调节子系统均包括频率模块、相位调节模块、正弦信号发生模块、相位延迟模块和第一、第二滤波模块；每个控制信号生成子系统均包括权值模块和控制信号模块。控制信号生成子系统根据频率/相位调节子系统生成的余弦正弦信号合成得到次级源控制信号，各个频率成分的次级源控制信号组成控制信号。本发明在无参考传感器情况下，能够有效跟踪多频时变窄带振动噪声信号，有效抑制目标噪声。

Description

一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统
技术领域
本发明属于振动噪声的主动控制系统，具体涉及一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统。
背景技术
与传统被动控制方法相比，主动噪声与振动控制(Active Noise And VibrationControl，ANVC)技术具有低频性能好、控制器改进空间大、成本低等优点，适合用于控制低频谐波信号及宽频率范围内的音频噪声，是传统被动方法不可或缺的有利补充。
低频谐波噪声信号往往是由旋转设备或具有往复运动的动力装置产生，这类低频谐波目标信号具有周期或者近似周期特性，用于控制低频谐波目标信号的窄带主动控制系统，参考信号通常利用非声学传感器(如转速计)获取，这样可以避免次级源可能给参考信号传感器(若采用声学传感器)带来的反馈。
CN201410093634-一种频率失调下的前馈式窄带主动控制系统-申请公开
CN201280076798-有源振动噪声控制装置-申请公开
CN201510262289-窄带前馈主动噪声控制系统及目标噪声抑制方法-申请公开
由于实际条件限制，难以安装参考传感器，或者由于长时间工作、参考传感器老化等原因，致使所获取的参考信号不准确，导致低频谐波目标信号窄带主动系统不能有效抑制目标噪声，系统控制失败。
发明内容
本发明提供一种多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，针对无参考传感器、难以获取精确参考信号的情形，能够在目标信号与背景噪声的信噪比较低的恶劣情况下，有效抑制目标噪声。
本发明所提供的一种多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，包括N个频率/相位调节子系统和N个对应的控制信号生成子系统，4≤N≤10，为动力装置产生的噪声中需要抑制的谐波信号数目，其特征在于：
A、每个频率/相位调节子系统分别均包括频率模块、相位调节模块、正弦信号发生模块、相位延迟模块和第一、第二滤波模块；
第i个频率/相位调节子系统计算更新得到第i个频率通道的参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000021
和参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000022
并将它们滤波后传送给第i个控制信号生成子系统；i＝1、…、N；
A1、所述频率模块实时计算调整频率ωi(t)：
Figure GDA0002441432020000023
其中，μ3,i为第i个频率的第三调整步长，
系统残余噪声e(t)通过声学传感器或振动传感器实时获得，
第一权值
Figure GDA0002441432020000024
第二权值
Figure GDA0002441432020000025
由控制信号生成子系统的权值模块产生；
滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000026
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000027
分别由第一、第二滤波模块产生；
A2、所述相位调节模块输入调整频率ωi(t)，输出相位φi(t)：
Figure GDA0002441432020000028
式中，μ4i为第四步长系数，
Figure GDA0002441432020000029
表示a对时间t的微分；
A3、所述正弦信号发生模块输入相位φi(t)，生成参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000210
分别输出到相位延迟模块和第一滤波模块；
A4、所述相位延迟模块输入参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000211
滞后90°输出参考信号余弦分量
Figure GDA00024414320200000212
送到第二滤波模块；
A5、所述第一、第二滤波模块分别对参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000213
和参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000031
进行滤波，得到滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000032
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000033
传送给第i个控制信号生成子系统，同时送往所述频率模块；
Figure GDA0002441432020000034
式中，
Figure GDA0002441432020000035
为在该
Figure GDA0002441432020000036
信号对应频率ωi处的次级通道频响估计函数，*表示卷积运算，
Figure GDA0002441432020000037
Figure GDA0002441432020000038
和
Figure GDA0002441432020000039
分别表示
Figure GDA00024414320200000310
的实部值与虚部值，j表示复数的虚数单位；具体计算为：
Figure GDA00024414320200000311
B、每个控制信号生成子系统分别均包括权值模块和控制信号模块；
B1、第i个控制信号生成子系统中，权值模块根据滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000312
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA00024414320200000313
以及系统残余噪声e(t)，生成控制滤波器的第一权值
Figure GDA00024414320200000314
和第二权值
Figure GDA00024414320200000315
Figure GDA00024414320200000316
式中，μ1,i、μ2,i分别为需要抑制的第i个谐波信号频率的第一调整步长和第二调整步长，0<μ1,i≤1/2、0<μ2,i≤1/2，1≤i≤N；
所述第一权值
Figure GDA00024414320200000317
和第二权值
Figure GDA00024414320200000318
送往控制信号模块，同时送往第i个频率/相位调节子系统的频率模块；
B2、控制信号模块将第i个频率/相位调整子系统产生的参考信号的正弦分量
Figure GDA00024414320200000319
和余弦分量
Figure GDA00024414320200000320
进行合成，产生抑制噪声信号所需的第i个频率的次级源控制信号ui(t)：
Figure GDA00024414320200000321
C、由各个频率成分的次级源控制信号组成控制信号
Figure GDA00024414320200000322
式中，q表示目标振动噪声的谐波数目，与频率/相位调节子系统的数量N相同。
所述的多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，其特征在于：
所述第一、第二滤波模块中，所述对应频率ωi处的次级通道频响估计函数
Figure GDA0002441432020000041
其实部值
Figure GDA0002441432020000042
与虚部值
Figure GDA0002441432020000043
通过下述步骤计算获得：
(1)给定调整频率ωi(t)初值，并保持其大小不变，ωi(t)初值为振动噪声源频率的±15％；
例如，振动噪声源频率为50-60Hz之间，则可令ωi(t)初值＝45Hz；
(2)计算虚部值
Figure GDA0002441432020000044
步骤：
记起始时间为ti,1，从ti,1到ti,K时刻，保持调整频率ωi(t)初值大小不变，ti,K≤ti,1+1秒,fs<K<10×fs，其中，采样频率fs Hz，1000<fs<200000；
因此，
Figure GDA0002441432020000045
参考信号的正弦分量
Figure GDA0002441432020000046
和余弦分量
Figure GDA0002441432020000047
分别为
Figure GDA0002441432020000048
令
Figure GDA0002441432020000049
为一个0.01～100之间的常数,
Figure GDA00024414320200000410
则控制信号：
Figure GDA00024414320200000411
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure GDA00024414320200000412
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，监测传感器(声学传感器或振动传感器)探测到从ti,1到ti,K时刻系统残余噪声e(t)，t＝ti,1，ti,2，...ti,k...ti,K；
Figure GDA00024414320200000413
ei(t)＝Hi(z)e(t)，ti,k＝ti,1+(k-1)/fs，k＝1...K；
其中，带通滤波器Hi(z)：
Figure GDA00024414320200000414
ρi、qi分别为陷波半径系数和带通频率相关系数，0.8<ρi<1，qi＝-2cosωi(t)；z表示延迟算子，其上标n表示延迟n个时刻，e(ti,K-n)＝e(ti,K)·z-n；例如，e(ti,K-1)＝e(ti,K)·z-1,而e(ti,K-2)＝e(ti,K)·z-2；
(3)计算实部值
Figure GDA0002441432020000051
步骤：
从ti,K+1到ti,2K时刻，保持调整频率ωi(t)初值大小不变，因此，
Figure GDA0002441432020000052
参考信号的正弦分量
Figure GDA0002441432020000053
和余弦分量
Figure GDA0002441432020000054
分别为
Figure GDA0002441432020000055
Figure GDA0002441432020000056
令
Figure GDA0002441432020000057
为一个0.01～100之间的常数，则控制信号：
Figure GDA0002441432020000058
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure GDA0002441432020000059
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，监测传感器探测到从ti,K+1到ti,2K时刻系统残余噪声e(t)，t＝ti,K+1，ti,K+2，...ti,k...ti,2K；
Figure GDA00024414320200000510
ei(t)＝Hi(z)e(t),ti,k＝ti,K+k/fs，k＝1...K；
(4)从ti,2K+1到ti,4K时刻，将(2)、(3)中的
Figure GDA00024414320200000511
代入A1频率模块、A2相位调节模块、A3正弦信号发生模块、A4相位延迟模块、A5第一、第二滤波模块以及B1权值模块、B2控制信号模块的运算过程：
Figure GDA00024414320200000512
Figure GDA00024414320200000513
Figure GDA00024414320200000514
Figure GDA00024414320200000515
Figure GDA00024414320200000516
Figure GDA00024414320200000517
Figure GDA00024414320200000518
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure GDA0002441432020000061
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，在监测传感器探测到从ti,2K+1到ti,4K时刻，残余误差信号为ei(t)；
(5)判断是否
Figure GDA0002441432020000062
1<D<1.1，是则将步骤(4)所得到的ωi(t)作为调整频率ωi(t)初值，转步骤(2)，继续重新计算
Figure GDA0002441432020000063
和
Figure GDA0002441432020000064
否则转步骤(4)，继续下一时间段的控制信号运算过程，然后继续判断是否
Figure GDA0002441432020000065
是则将最新得到的ωi(t)作为调整频率ωi(t)初值，转步骤(2)，继续重新计算
Figure GDA0002441432020000066
和
Figure GDA0002441432020000067
否则转步骤(4)，继续下一时间段的控制信号运算过程，然后再以此类推继续判断。
所述计算虚部值
Figure GDA0002441432020000068
步骤和计算实部值
Figure GDA0002441432020000069
步骤中，按照公式ei(t)＝Hi(z)e(t)，ei(t)的具体计算可以为：
Figure GDA00024414320200000610
所述的多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，其特征在于：
所述频率模块中，第三调整步长μ3,i＝μ3/Dm(ωi)；
所述权值模块中，
第一调整步长μ1,i＝μ1/Dm(ωi)，
第二调整步长μ2,i＝μ2/Dm(ωi)：
式中，μ1、μ2、μ3分别为第一、第二、第三步长系数，0≤μi＝1,2,3≤1，Dm(ωi)为次级通道频响估计函数
Figure GDA00024414320200000611
在被抑制的谐波信号频率ωi处的响应幅值均方值，
Figure GDA0002441432020000071
本发明根据动力装置噪声信号的多频谐波各个分量强度和，来决定控制信号值，各个频率/相位调节子系统的收敛性能、鲁棒性能得到进一步协同，能够以较低的计算量同时调节控制频率，减少控制频率与实际的振动噪声频率之间的偏差，从而达到自适应跟踪目标噪声频率的效果，实现频率相位幅值同时跟踪补偿，可实现在无参考传感器情况下，仍然能够有效抑制目标噪声，能够将系统残余噪声能量降至理论期望水平，进而提高系统性能，贴近实用，相比现有CN201410093634、CN201510262289专利，对多频时变谐波进行控制时，计算量小，调整简单方便，控制快速。
附图说明
图1为本发明结构示意图；图中，
Figure GDA0002441432020000072
表示积分运算符号，
Figure GDA0002441432020000073
表示乘法运算，sin表示正弦运算；
图2(A)为频率模块示意图；
图2(B)为相位生成模块示意图；
图2(C)为正弦信号发生模块示意图；
图2(D)为相位延迟模块示意图；
图2(E)为滤波模块示意图；
图3(A)为权值模块示意图；
图3(B)为控制信号模块示意图；
图4为本发明的工作环境示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明包括N个频率/相位调节子系统和N个对应的控制信号生成子系统，4≤N≤10，为动力装置产生的噪声中需要抑制的谐波信号数目；A、每个频率/相位调节子系统分别均包括频率模块、相位调节模块、正弦信号发生模块、相位延迟模块和第一、第二滤波模块；B、每个控制信号生成子系统分别均包括权值模块和控制信号模块。
如图2(A)所示，所述频率模块实时计算调整频率ωi(t)：
Figure GDA0002441432020000081
其中，μ3,i为第i个频率的第三调整步长，
系统残余噪声e(t)通过声学传感器或振动传感器实时获得，
第一权值
Figure GDA0002441432020000082
第二权值
Figure GDA0002441432020000083
由控制信号生成子系统的权值模块产生；
滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000084
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000085
分别由第一、第二滤波模块产生。
如图2(B)所示，所述相位调节模块输入调整频率ωi(t)，输出相位φi(t)：
Figure GDA0002441432020000086
式中，
Figure GDA0002441432020000087
为第四步长系数，
Figure GDA0002441432020000088
表示a对时间t的微分；
如图2(C)所示，所述正弦信号发生模块输入相位φi(t)，生成参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000089
分别输出到相位延迟模块和第一滤波模块；
如图2(D)所示，所述相位延迟模块输入参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000810
滞后90°输出参考信号余弦分量
Figure GDA00024414320200000811
送到第二滤波模块；
图2(E)为第一、第二滤波模块示意图，所述第一、第二滤波模块分别对参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000812
和参考信号余弦分量
Figure GDA00024414320200000813
进行滤波，得到滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA00024414320200000814
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA00024414320200000815
传送给第i个控制信号生成子系统，同时送往所述频率模块；
Figure GDA00024414320200000816
其中，
Figure GDA00024414320200000817
为在该
Figure GDA00024414320200000818
信号对应频率ωi处的次级通道频响估计函数，
Figure GDA0002441432020000091
Figure GDA0002441432020000092
和
Figure GDA0002441432020000093
分别表示
Figure GDA0002441432020000094
的实部值与虚部值，j表示复数的虚数单位；
如图3(A)所示，权值模块根据滤波后参考信号正弦分量
Figure GDA0002441432020000095
滤波后参考信号余弦分量
Figure GDA0002441432020000096
以及系统残余噪声e(t)，生成控制滤波器的第一权值
Figure GDA0002441432020000097
和第二权值
Figure GDA0002441432020000098
Figure GDA0002441432020000099
式中，μ1,i、μ2,i分别为需要抑制的第i个谐波信号频率的第一调整步长和第二调整步长，0<μ1,i≤1/2、0<μ2,i≤1/2，1≤i≤N；
所述第一权值
Figure GDA00024414320200000910
和第二权值
Figure GDA00024414320200000911
送往控制信号模块，同时送往第i个频率/相位调节子系统的频率模块；
如图3(B)所示，控制信号模块将第i个频率/相位调整子系统产生的参考信号的正弦分量
Figure GDA00024414320200000912
和余弦分量
Figure GDA00024414320200000913
进行合成，产生抑制噪声信号所需的第i个频率的次级源控制信号ui(t)：
Figure GDA00024414320200000914
由各个频率成分的次级源控制信号组成控制信号
Figure GDA00024414320200000915
式中，q表示目标振动噪声的谐波数目，与频率/相位调节子系统的数量N相同。
如图4所示，动力装置系统产生的噪声源信号，经过空间路径传递后(需要消除噪声d(t)(监测传感器位置处)，与控制扬声器产生的信号y(t)叠加，在监测传感器(声学传感器或振动传感器)探测到系统残余噪声e(t)(即d(t)-y(t)，主动控制系统通过监测系统残余噪声e(t)，进行运算，输出对应的控制信号u(t)。空间路径的输出d(t)是待被抑制的噪声信号。
Figure GDA00024414320200000916
表示从功放、扬声器、数/模转换器等到监测传感器(声学传感器或振动传感器)处的传递函数，其为理想的模型函数，实际上无法获得，因此本发明中利用其估计模型次级通道频响估计函数
Figure GDA0002441432020000101
进行计算。

Claims (3)

1.一种多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，包括N个频率/相位调节子系统和N个对应的控制信号生成子系统，4≤N≤10，为动力装置产生的噪声中需要抑制的谐波信号数目，其特征在于：
A、每个频率/相位调节子系统分别均包括频率模块、相位调节模块、正弦信号发生模块、相位延迟模块和第一、第二滤波模块；
第i个频率/相位调节子系统计算更新得到第i个频率通道的参考信号正弦分量
Figure FDA0002441432010000011
和参考信号余弦分量
Figure FDA0002441432010000012
并将它们滤波后传送给第i个控制信号生成子系统；i＝1、…、N；
A1、所述频率模块实时计算调整频率ωi(t)：
Figure FDA0002441432010000013
其中，μ3,i为第i个频率的第三调整步长，
系统残余噪声e(t)通过声学传感器或振动传感器实时获得，
第一权值
Figure FDA0002441432010000014
第二权值
Figure FDA0002441432010000015
由控制信号生成子系统的权值模块产生；
滤波后参考信号正弦分量
Figure FDA0002441432010000016
滤波后参考信号余弦分量
Figure FDA0002441432010000017
分别由第一、第二滤波模块产生；
A2、所述相位调节模块输入调整频率ωi(t)，输出相位φi(t)：
Figure FDA0002441432010000018
式中，
Figure FDA0002441432010000019
为第四步长系数，
Figure FDA00024414320100000110
表示a对时间t的微分；
A3、所述正弦信号发生模块输入相位φi(t)，生成参考信号正弦分量
Figure FDA00024414320100000111
分别输出到相位延迟模块和第一滤波模块；
A4、所述相位延迟模块输入参考信号正弦分量
Figure FDA00024414320100000112
滞后90°输出参考信号余弦分量
Figure FDA00024414320100000113
送到第二滤波模块；
A5、所述第一、第二滤波模块分别对参考信号正弦分量
Figure FDA0002441432010000021
和参考信号余弦分量
Figure FDA0002441432010000022
进行滤波，得到滤波后参考信号正弦分量
Figure FDA0002441432010000023
滤波后参考信号余弦分量
Figure FDA0002441432010000024
传送给第i个控制信号生成子系统，同时送往所述频率模块；
Figure FDA0002441432010000025
其中，
Figure FDA0002441432010000026
为在该
Figure FDA0002441432010000027
信号对应频率ωi处的次级通道频响估计函数，
Figure FDA0002441432010000028
Figure FDA0002441432010000029
和
Figure FDA00024414320100000210
分别表示
Figure FDA00024414320100000211
的实部值与虚部值，j表示复数的虚数单位；
B、每个控制信号生成子系统分别均包括权值模块和控制信号模块；
B1、第i个控制信号生成子系统中，权值模块根据滤波后参考信号正弦分量
Figure FDA00024414320100000212
滤波后参考信号余弦分量
Figure FDA00024414320100000213
以及系统残余噪声e(t)，生成控制滤波器的第一权值
Figure FDA00024414320100000214
和第二权值
Figure FDA00024414320100000215
Figure FDA00024414320100000216
式中，μ1,i、μ2,i分别为需要抑制的第i个谐波信号频率的第一调整步长和第二调整步长，0<μ1,i≤1/2、0<μ2,i≤1/2，1≤i≤N；
所述第一权值
Figure FDA00024414320100000217
和第二权值
Figure FDA00024414320100000218
送往控制信号模块，同时送往第i个频率/相位调节子系统的频率模块；
B2、控制信号模块将第i个频率/相位调整子系统产生的参考信号的正弦分量
Figure FDA00024414320100000219
和余弦分量
Figure FDA00024414320100000220
进行合成，产生抑制噪声信号所需的第i个频率的次级源控制信号ui(t)：
Figure FDA00024414320100000221
C、由各个频率成分的次级源控制信号组成控制信号
Figure FDA00024414320100000222
式中，q表示目标振动噪声的谐波数目，与频率/相位调节子系统的数量N相同。
2.如权利要求1所述的多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，其特征在于：
所述第一、第二滤波模块中，所述对应频率ωi处的次级通道频响估计函数
Figure FDA0002441432010000031
其实部值
Figure FDA0002441432010000032
与虚部值
Figure FDA0002441432010000033
通过下述步骤计算获得：
(1)给定调整频率ωi(t)初值，并保持其大小不变，ωi(t)初值为振动噪声源频率的±15％；
(2)计算虚部值
Figure FDA0002441432010000034
步骤：
记起始时间为ti,1，从ti,1到ti,K时刻，保持调整频率ωi(t)初值大小不变，ti,K≤ti,1+1秒,fs<K<10×fs，其中，采样频率fs Hz，1000<fs<200000；
因此，
Figure FDA0002441432010000035
参考信号的正弦分量
Figure FDA0002441432010000036
和余弦分量
Figure FDA0002441432010000037
分别为
Figure FDA0002441432010000038
令
Figure FDA0002441432010000039
为一个0.01～100之间的常数,
Figure FDA00024414320100000310
则控制信号：
Figure FDA00024414320100000311
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure FDA00024414320100000312
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，监测传感器探测到从ti,1到ti,K时刻系统残余噪声e(t)，t＝ti,1，ti,2，...ti,k...ti,K；
Figure FDA00024414320100000313
ei(t)＝Hi(z)e(t)，ti,k＝ti,1+(k-1)/fs，k＝1...K；
其中，带通滤波器Hi(z)：
Figure FDA00024414320100000314
ρi、qi分别为陷波半径系数和带通频率相关系数，0.8<ρi<1，qi＝-2cosωi(t)；z表示延迟算子，其上标n表示延迟n个时刻；
(3)计算实部值
Figure FDA00024414320100000315
步骤：
从ti,K+1到ti,2K时刻，保持调整频率ωi(t)初值大小不变，因此，
Figure FDA0002441432010000041
参考信号的正弦分量
Figure FDA0002441432010000042
和余弦分量
Figure FDA0002441432010000043
分别为
Figure FDA0002441432010000044
Figure FDA0002441432010000045
令
Figure FDA0002441432010000046
为一个0.01～100之间的常数，则控制信号：
Figure FDA0002441432010000047
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure FDA0002441432010000048
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，监测传感器探测到从ti,K+1到ti,2K时刻系统残余噪声e(t)，t＝ti,K+1，ti,K+2，...ti,k...ti,2K；
Figure FDA0002441432010000049
(4)从ti,2K+1到ti,4K时刻，将(2)、(3)中的
Figure FDA00024414320100000410
代入A1频率模块、A2相位调节模块、A3正弦信号发生模块、A4相位延迟模块、A5第一、第二滤波模块以及B1权值模块、B2控制信号模块的运算过程：
Figure FDA00024414320100000411
Figure FDA00024414320100000412
Figure FDA00024414320100000413
Figure FDA00024414320100000414
Figure FDA00024414320100000415
Figure FDA00024414320100000416
Figure FDA00024414320100000417
由各个频率成分的次级源控制信号ui(t)组成控制信号
Figure FDA00024414320100000418
驱动功放、扬声器、数/模转换器等部件后，在监测传感器探测到从ti,2K+1到ti,4K时刻，残余误差信号为ei(t)；
(5)判断是否
Figure FDA0002441432010000051
是则将步骤(4)所得到的ωi(t)作为调整频率ωi(t)初值，转步骤(2)，继续重新计算
Figure FDA0002441432010000052
和
Figure FDA0002441432010000053
否则转步骤(4)，继续下一时间段的控制信号运算过程，然后继续判断是否
Figure FDA0002441432010000054
是则将最新得到的ωi(t)作为调整频率ωi(t)初值，转步骤(2)，继续重新计算
Figure FDA0002441432010000055
和
Figure FDA0002441432010000056
否则转步骤(4)，继续下一时间段的控制信号运算过程，然后再以此类推继续判断。
3.如权利要求1或2所述的多频时变窄带振动噪声的主动控制系统，其特征在于：
所述频率模块中，第三调整步长μ3,i＝μ3/Dm(ωi)；
所述权值模块中，
第一调整步长μ1,i＝μ1/Dm(ωi)，
第二调整步长μ2,i＝μ2/Dm(ωi)：
式中，μ1、μ2、μ3分别为第一、第二、第三步长系数，0≤μi＝1,2,3≤1，Dm(ωi)为次级通道频响估计函数
Figure FDA0002441432010000057
在被抑制的谐波信号频率ωi处的响应幅值均方值，
Figure FDA0002441432010000058
CN201810235702.6A 2018-03-21 2018-03-21 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统 Expired - Fee Related CN108563254B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810235702.6A CN108563254B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810235702.6A CN108563254B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108563254A CN108563254A (zh) 2018-09-21
CN108563254B true CN108563254B (zh) 2020-09-18

Family

ID=63532035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810235702.6A Expired - Fee Related CN108563254B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108563254B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110688956B (zh) * 2019-09-27 2023-06-09 清华大学苏州汽车研究院（相城） 一种用于汽车道路噪声主动控制的参考信号选择方法
CN114114913B (zh) * 2021-11-19 2023-03-31 中国直升机设计研究所 一种振动主动控制系统次级通路建模方法
CN116346084B (zh) * 2023-03-14 2023-10-20 瑶芯微电子科技(上海)有限公司 一种高频噪声抑制电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3843082B2 (ja) * 2003-06-05 2006-11-08 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
CN103872988B (zh) * 2014-03-14 2016-08-31 中国人民解放军海军工程大学 一种频率失调下的前馈式窄带主动控制系统
CN105489225B (zh) * 2015-11-27 2019-07-16 哈尔滨工业大学 一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统
US9779719B2 (en) * 2015-12-03 2017-10-03 Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corporation Of North America ANC convergence factor estimation as a function of frequency
DE102015225925A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur aktiven Schalldämpfung und Schalldämpfungsanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
CN108563254A (zh) 2018-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101976560B (zh) 前馈型窄带主动噪声控制系统性能提高的方法
CN105489225B (zh) 一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统
CN108563254B (zh) 一种用于多频时变窄带振动噪声的主动控制系统
CN108832863B (zh) 一种双观测器的伺服系统谐振抑制方法
CN108459497B (zh) 一种基于adrc和nlpid的稳瞄伺服系统的控制方法
CN105827133B (zh) 基于电容电压预测的分布式逆变器谐振抑制方法及系统
CN108428445A (zh) 一种无误差传声器的自适应主动降噪方法
CN105652662B (zh) 一种窄带自适应滤波的压电结构振动主动控制方法
CN102820884A (zh) 基于二阶积分器的单相锁相环的控制方法
CN108768346B (zh) 车辆主动减振降噪系统及方法
CN109412194B (zh) 一种三相lcl型并网逆变器的控制方法及系统
CN103474060A (zh) 一种基于内模控制的电力设备噪声有源抑制方法
CN113644696B (zh) 基于线性自抗扰控制的三相电网电压锁相环及锁相方法
CN115333139B (zh) 一种柔性直流输电控制方法、电子设备和介质
CN113114230A (zh) 一种用于伺服系统的谐振频率在线辨识与抑制方法
CN114690642A (zh) 一种压电驱动系统的耦合控制方法
JP4788656B2 (ja) 動力試験システム
TW201626814A (zh) 揚聲器之頻率響應補償系統
CN112702058A (zh) 一种基于线性自抗扰技术的锁相环控制方法
WO2023040025A1 (zh) 含次级通道在线辨识的反馈型主动噪声控制系统及方法
CN103872988B (zh) 一种频率失调下的前馈式窄带主动控制系统
CN116154801A (zh) 一种电声换能器自适应宽带匹配控制方法及装置
CN109147753A (zh) 基于误差平方与误差平方对数之差最小的凸组合降噪方法
CN107272482B (zh) 基于主动振动控制的电力电容器的噪声控制方法
Benzel et al. Active control of gear pair vibration with an electronically commutated motor as actuator

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200918

Termination date: 20210321