CN111554264B - 有源降噪设备的故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源降噪设备的故障检测方法、介质、设备及装置，其中方法包括：控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障；能够在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

Description

有源降噪设备的故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及降噪设备检测技术领域，特别涉及一种有源降噪设备的故障检测方法、一种计算机可读存储介质、一种计算机设备以及一种有源降噪设备的故障检测装置。

背景技术

有源降噪设备，是一种利用次级声源产生与环境噪声幅值相等，相位相反的次级噪声，以通过次级噪声与环境噪声产生干涉，实现降噪目的的设备。

相关技术中，在对有源降噪设备进行故障检测时；多采用为每个次级声源或误差传感器配置相应的检测电路，以对任意一个次级声源或误差传感器进行故障检测；然而，这种方式必然导致硬件电路的复杂程度提高，实施成本提高；同时，在具体的安装环境中，受到物理环境的影响，检测电路往往难以安装。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种有源降噪设备的故障检测方法，能够在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本发明的第四个目的在于提出一种有源降噪设备的故障检测装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种有源降噪设备的故障检测方法，包括以下步骤：控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测方法，首先，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，以使得每个次级声源依次进行发声，在每个次级声源进行发声时，其他次级声源无输出，此时，计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，从而，在每个声源依次发声之后，可以获取到J个声源到K个误差传感器的初始总传递函数；则根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；接着，在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，其他次级声源无输出，则此时可以测得该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，在J个次级声源依次发声之后，可以得到J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，则根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；然后，对初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵进行比对，以判断任意一个次级声源或误差传感器是否有存在故障；从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

另外，根据本发明上述实施例提出的有源降噪设备的故障检测方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

可选地，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

可选地，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；判断所述比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有有源降噪设备的故障检测程序，该有源降噪设备的故障检测程序被处理器执行时实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储有源降噪设备的故障检测程序，以使得处理器在执行该有源降噪设备的故障检测程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法，从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法。

根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器对有源降噪设备的故障检测程序进行存储，以使得处理器在在执行该有源降噪设备的故障检测程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法，从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种有源降噪设备的故障检测装置，包括：第一测量模块，所述第一测量模块用于控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；第二测量模块，所述第二测量模块用于在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；故障判断模块，所述故障判断模块用于根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测装置，通过设置第一测量模块用于控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；第二测量模块用于在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；故障判断模块用于根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障；从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

另外，根据本发明上述实施例提出的有源降噪设备的故障检测装置还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

可选地，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

可选地，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；判断所述比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

附图说明

图1为根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

相关技术中，在对有源降噪设备进行故障检测时，收到物理环境的影响，检测电路往往难以安装，且因为检测电路导致硬件电路的复杂程度较高，实施成本居高不下；根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测方法，首先，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，以使得每个次级声源依次进行发声，在每个次级声源进行发声时，其他次级声源无输出，此时，计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，从而，在每个声源依次发声之后，可以获取到J个声源到K个误差传感器的初始总传递函数；则根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；接着，在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，其他次级声源无输出，则此时可以测得该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，在J个次级声源依次发声之后，可以得到J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，则根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；然后，对初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵进行比对，以判断任意一个次级声源或误差传感器是否有存在故障；从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

图1为根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测方法的流程示意图，如图1所示，该有源降噪设备的故障检测方法包括以下步骤：

S101，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵。

也就是说，有源降噪设备包括J个次级声源和K个误差传感器，首先，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，其他次级声源无输出；此时，可以测量得到发声的该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数；接着，控制J各次级声源依次进行发声，则可以测量得到J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数；然后，根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数则可以生成对应的初始传递函数矩阵。

其中，初始总传递函数的测量方式可以有多种。

作为一种示例，对初始总传递函数进行测量时，使用附加噪声发进行建模，附加噪声可选择白噪声或者多个频率叠加的正弦噪声；然后，使用抽头数为M的FIR滤波器来建模，按照式(2)来不断更新滤波器系数。

式中x_j(n)＝(x_j(n) … x_j(n-M+1))^T为第j个次级声源在n时刻的输出信号矢量，x_j(n)第j个次级声源在n时刻的输出信号，w_j，k(n)(w_j，k，1(n) … w_j，k，M(n))^T为第n时刻第j个次级声源到第k个误差传感器的总传递函数系数，d_k(n)为第k个误差传感器在第n时刻接收到的信号，μ＞0为迭代系数。

设定建模精度阈值为P∈(0,1]，当满足

时可认为建模达到精度要求，典型的P通常取0.05，即误差信号能量降低到接收信号的5％以下。此时矢量w_j,k的值就是总传递函数的估计值。重复以上过程直至得到所有J×K个传递函数的系数值。

其中，初始传递函数矩阵的表述方式可以有多种；例如，通过列数据对同一次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数进行记录，并通过不同行对不同次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数进行记录，以生成初始传递函数矩阵。

作为一种示例，初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

即言，通过行对同一次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数进行记录，并通过不同列对不同次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数进行记录，以生成初始传递函数矩阵。

S102，在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵。

也就是说，在初始传递函数矩阵得到之后，在需要进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，其他次级声源无输出，此时测量得到发声的该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数；从而，在J个次级声源依次发声之后，可以得到J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，进而可以根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵。

作为一种示例，检测传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，

表示第J个次级声源到第K个误差传感器的检测总传递函数。

S103，根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

也就是说，对初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵进行比对，以判断有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器是否有存在故障。

作为一种示例，根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：判断检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

作为另一种示例，首先，建立与初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵同行同列的比对矩阵，则三个矩阵中的数值在位置上均存在对应关系；接着，将初始传递函数矩阵中的任意一个数值与检测传递函数矩阵中相应位置的数值进行比对，以判断两者是否相等，如果相等，则在比对矩阵中该位置的数值替换为0，如果不相等，则在比对矩阵中该位置的数值替换为1；循环上述布阵，直至检测传递函数矩阵中所有数值与初始传递函数矩阵比对完毕，则得到完成的比对矩阵；然后，判断比对矩阵中是否存在整行或整列数值均为1的情况，如果是，则认为该行所对应的次级声源故障，或该列所对应的误差传感器故障。

具体的，如以下公式：

可知，在该式中，比对矩阵第2、5行全为1，第3、7列全为1，则可以判断，第2、5次级声源、第3、7误差传感器故障。

在一些实施例中，由于在具体的故障检测过程当中，声传递函数的干扰也可能使得总传递函数发生变化，从而可能导致上述检测方式发生误差；然而，可以理解，故障导致的传递总函数的变化量将大于声传递函数影响而导致的变化量；因此，为了提高本发明实施例提出的有源降噪设备的故障检测方法的准确性；根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：

计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；

判断比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；

判断检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；

判断检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

作为一种示例，首先，设置一个与初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵相对应的比对矩阵，则三个矩阵中每个数值均一一对应；然后，计算任意一个检测总传递函数与对应的初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；接着，判断该比值是否大于等于预设的比值阈值；如果是，则认为该检测总传递函数为故障数值，而非声传递函数干扰而导致的偏差数值；因此，对相应比对矩阵中的数值标记为1；反之，将比对矩阵中相应的数值标记为0；从而，循环上述步骤，直至所有检测总传递函数比对完毕，以得到完整的比对矩阵；然后，判断比对矩阵中是否存在同行或同列全部为1的情况，如果是，则确定该行对应的次级声源或该列对应的误差传感器有故障。

需要说明的是，为了进一步防止误判，可以计算多个角频率下的比对矩阵，并对多个比对矩阵下相同位置的数值进行逻辑计算，以得到最终的比对矩阵。

综上所述，根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测方法，首先，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，以使得每个次级声源依次进行发声，在每个次级声源进行发声时，其他次级声源无输出，此时，计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，从而，在每个声源依次发声之后，可以获取到J个声源到K个误差传感器的初始总传递函数；则根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；接着，在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，其他次级声源无输出，则此时可以测得该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，在J个次级声源依次发声之后，可以得到J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，则根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；然后，对初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵进行比对，以判断任意一个次级声源或误差传感器是否有存在故障；从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有有源降噪设备的故障检测程序，该有源降噪设备的故障检测程序被处理器执行时实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储有源降噪设备的故障检测程序，以使得处理器在执行该有源降噪设备的故障检测程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法，从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法。

根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器对有源降噪设备的故障检测程序进行存储，以使得处理器在在执行该有源降噪设备的故障检测程序时，实现如上述的有源降噪设备的故障检测方法，从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种有源降噪设备的故障检测装置，如图2所示，该有源降噪设备的故障检测装置包括：第一测量模块10、第二测量模块20和故障判断模块30。

其中，第一测量模块10用于控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；

第二测量模块20用于在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；

故障判断模块30用于根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

在一些实施例中，初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

在一些实施例中，根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：判断检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

在一些实施例中，根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；判断比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；判断检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；判断检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

需要说明的是，上述关于图1中有源降噪设备的故障检测方法的描述同样适用于该有源降噪设备的故障检测装置，在此不做赘述。

综上所述，根据本发明实施例的有源降噪设备的故障检测装置，通过设置第一测量模块用于控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；第二测量模块用于在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；故障判断模块用于根据初始传递函数矩阵和检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障；从而实现在不增加硬件的前提下，对有源降噪设备中的任意一个次级声源或误差传感器进行有效的故障检测，降低故障检测所需成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种有源降噪设备的故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；

在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；

根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

2.如权利要求1所述的有源降噪设备的故障检测方法，其特征在于，所述初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

3.如权利要求2所述的有源降噪设备的故障检测方法，其特征在于，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

4.如权利要求2所述的有源降噪设备的故障检测方法，其特征在于，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：

计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；

判断所述比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有有源降噪设备的故障检测程序，该有源降噪设备的故障检测程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的有源降噪设备的故障检测方法。

6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-4中任一项所述的有源降噪设备的故障检测方法。

7.一种有源降噪设备的故障检测装置，其特征在于，包括：

第一测量模块，所述第一测量模块用于控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的初始总传递函数生成初始传递函数矩阵；

第二测量模块，所述第二测量模块用于在进行故障检测时，控制J个次级声源中的任意一个进行发声，并计算该次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数，以及根据J个次级声源到K个误差传感器的检测总传递函数生成检测传递函数矩阵；

故障判断模块，所述故障判断模块用于根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障。

8.如权利要求7所述的有源降噪设备的故障检测装置，其特征在于，所述初始传递函数矩阵通过以下公式表述：

其中，H_J,K(z)表示第J个次级声源到第K个误差传感器的初始总传递函数。

9.如权利要求8所述的有源降噪设备的故障检测装置，其特征在于，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行与初始传递函数矩阵中对应行是否均不相等，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列与初始传递函数矩阵中对应列是否均不相等，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

10.如权利要求8所述的有源降噪设备的故障检测装置，其特征在于，根据所述初始传递函数矩阵和所述检测传递函数矩阵判断任意一个次级声源或误差传感器是否有故障，包括：

计算任意一个检测总传递函数与相应初始总传递函数之间的差值，并计算该差值与初始总传递函数之间的比值；

判断所述比值是否大于等于预设的比值阈值，并在判断结果为是时，将该检测总传递函数确定为故障检测总传递函数；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一行是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该行所对应的次级声源有故障；

判断所述检测传递函数矩阵中的任意一列是否均为故障检测总传递函数，如果是，则确定该列所对应的误差传感器有故障。

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