CN111583897A - 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法 - Google Patents

一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111583897A
CN111583897A CN202010436237.XA CN202010436237A CN111583897A CN 111583897 A CN111583897 A CN 111583897A CN 202010436237 A CN202010436237 A CN 202010436237A CN 111583897 A CN111583897 A CN 111583897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
noise reduction
active noise
signal
signals
noise
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.)
Granted
Application number
CN202010436237.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111583897B (zh
Inventor
韩强
郑四发
彭博
郑鹏
范佳亮
钟少伟
张胜
琚林锋
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.)
Huayan Huisheng Suzhou Electronic Technology Co ltd
Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
Original Assignee
Huayan Huisheng Suzhou Electronic Technology Co ltd
Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
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 Huayan Huisheng Suzhou Electronic Technology Co ltd, Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University filed Critical Huayan Huisheng Suzhou Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202010436237.XA priority Critical patent/CN111583897B/zh
Publication of CN111583897A publication Critical patent/CN111583897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111583897B publication Critical patent/CN111583897B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法，包括风机转速传感器、前馈麦克风、反馈麦克风、扬声器和主动降噪控制器；所述主动降噪控制器包括微计算单元、主动降噪处理芯片、模数转换模块、数模转换模块和功率放大器；所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均通过模数转换模块将其采集的信号转换为数字信号并输入到所述主动降噪处理芯片，所述风机转速传感器通过所述微计算单元将其采集的信号处理后输入到所述主动降噪处理芯片，所述主动降噪处理芯片用于根据输入的信号输出抵消噪音的数字信号。本发明提供的主动降噪系统及其控制方法利用外置扬声器阵列，采用近场主动降噪控制手段，对油烟机前方区域实现快速综合降噪。

Description

一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及主动噪声控制领域，特别涉及一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法。
背景技术
家用电器与人们每天生活息息相关，家用电器噪声一直困扰着消费者的日常使用。油烟机噪声是受到抱怨最多的家电之一。油烟机开启状态，噪声会影响到在周边的人的身体和心理健康，所以国家颁布了家用油烟机噪声限值标准。GB19606-004家用和类似用途电器噪声限值。油烟机的噪声源主要分为风机运行本身产生的机械噪声，以及叶片切割空气从而引起的气动噪声。近年来，随着主动降噪技术的成熟和成本的降低，已在耳机、汽车等多个领域成功应用。家电主动降噪也随之兴起。目前，国内有一些用于油烟机的主动降噪技术研究和专利。比如：CN107702171A、CN107702171A、CN108916948A。
现有技术中，主动降噪主要控制手段是在油烟机风管道内部进行控制。这样的方法有效控制管道内部噪声，但无法控制油烟机外壳体对外的辐射噪声。油烟机内部环境恶略，温度较高、油烟污渍大。一定使用时间下，主动降噪系统中麦克风、扬声器表面会老化、沉积杂物。验证影响到主动降噪效果。对系统的可靠性提出了很高的要求。采用防腐涂层材料会大大增加成本。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种用于厨房家电的主动降噪系统，包括风机转速传感器、前馈麦克风、反馈麦克风、扬声器和主动降噪控制器；所述风机转速传感器用于采集油烟机风机的窄频带噪声信号，所述前馈麦克风用于采集油烟机进风口处的宽频带气动噪声信号，所述反馈麦克风用于采集目标噪声控制区域的初级噪音信号；所述主动降噪控制器包括微计算单元、主动降噪处理芯片、模数转换模块、数模转换模块和功率放大器；所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均通过模数转换模块将其采集的信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输入到所述主动降噪处理芯片，所述风机转速传感器通过所述微计算单元将其采集的信号计算处理后输入到所述主动降噪处理芯片，所述主动降噪处理芯片用于根据输入的信号输出抵消噪音的数字信号，所述数模转换模块用于将所述抵消噪音的数字信号转换为模拟信号并输出至所述功率放大器进行放大，所述功率放大器的输出端与所述扬声器的输入端连接。
进一步地，所述扬声器的数量至少两个，至少一个扬声器外设在油烟机下机体的正面，至少一个扬声器外设在油烟机下机体的顶面。
进一步地，所述前馈麦克风设置在油烟机下机体的底面，所述反馈麦克风设置在油烟机下机体的正面。
进一步地，所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均为双麦克风。
进一步地，所述目标噪声控制区域为油烟机正面的前方2m范围内。
另一方面，本发明提供了一种用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、利用风机转速传感器和前馈麦克风采集噪音信号，并将采集到的信号作为前馈信号；
S2、利用预先标定的次级通道传递函数的估计模型对所述前馈信号进行处理，得到所述前馈信号的估计值；
S3、利用FxLMS算法模块对S2中输出的所述前馈信号的估计值进行处理，得到滤波器系数并输出至自适应滤波器；
S4、所述自适应滤波器根据输入的滤波器系数对S1中的前馈信号进行滤波处理，得到滤波后的噪音信号；
S5、将所述滤波后的噪音信号经过次级通道，得到次级噪音信号；
S6、利用反馈麦克风采集目标噪声控制区域的初级噪声信号；
S7、根据所述初级噪音信号与所述次级噪音信号得到系统残余噪声信号；
S8、判断系统残余噪声信号是否收敛到设定的最小值，若是，则完成一次主动降噪过程，若否，则执行S9-S10；
S9、将所述系统残余噪声信号反馈至FxLMS算法模块，得到更新后的滤波器系数并输出至所述自适应滤波器；
S10、执行S4-S8步骤。
进一步地，所述S2步骤中次级通道传递函数的估计模型的预先标定方法包括以下步骤：
S201、将次级通道传递函数的估计模型初始化；
S202、将白噪声信号通过次级通道处理，得到期望信号；
S203、将白噪声信号通过次级通道传递函数的估计模型处理，得到估计信号；
S204、将期望信号与估计信号做差处理得到辨识误差；
S205、判断辨识误差是否收敛到设定的最小值，若是，则得到预先标定结果，若否，则执行步骤S206-S208；
S206、将辨识误差和白噪声信号一同经过LMS算法模块处理，并将处理后的结果输出至次级通道传递函数的估计模型；
S207、次级通道传递函数的估计模型利用S206中处理后的结果和白噪声信号，得到更新后的次级通道传递函数的估计模型；
S208、执行S203-S205步骤。
进一步地，所述次级通道包括数模转换模块、信号放大电路、模数转换模块、滤波电路、扬声器、麦克风以及扬声器到麦克风之间的实际管道。
进一步地，所述次级通道的环境不随着时间而改变。
进一步地，所述次级通道传递函数的估计模型的预先标定能够在离线状态下完成。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
(1)对控制区域噪声进行综合主动降噪，系统同时考虑了进风口噪声以及整体壳体辐射噪声；
(2)在烹饪区域人头部主要活动区域进行半自由声场三维空间降噪，提高降噪效果和精度；
(3)采用基于FxLMS的前馈及反馈主动降噪算法，同时解决风机机械噪声、气动噪声、壳体辐射噪声等多种声源路径；
(4)系统采用外置扬声器阵列，易清洁，扬声器单元表面无需做耐高温、耐腐蚀特殊处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用于厨房家电的主动降噪系统的组成示意图；
图2是本发明实施例提供的油烟机的立体框架示意图；
图3是本发明实施例提供的目标噪声控制区域的示意图；
图4是本发明实施例提供的用于厨房家电的主动降噪系统的控制算法示意框图；
图5是本发明实施例提供的次级通道传递函数的估计模型的标定方法的过程示意图；
图6是本发明实施例提供的主动降噪系统的控制方法流程图。
其中，附图标记为：1-风机转速传感器，2-前馈麦克风，21-第一前馈麦克风，22-第二前馈麦克风，3-反馈麦克风，31-第一反馈麦克风，32-第二反馈麦克风，4-扬声器，41-第一扬声器，42-第二扬声器，43-第三扬声器，44-第四扬声器，45-第五扬声器，46-第六扬声器，51-油烟机上机体，52-油烟机下机体，61-第一进风口，62-第二进风口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，更清楚地了解本发明的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。除此，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于厨房家电的主动降噪系统，参见图1，包括风机转速传感器1、前馈麦克风2、反馈麦克风3、扬声器4和主动降噪控制器；所述风机转速传感器1用于采集油烟机风机的窄频带噪声信号，所述前馈麦克风2用于采集油烟机进风口处的宽频带气动噪声信号，所述反馈麦克风3用于采集目标噪声控制区域的初级噪音信号，参见图3，所述目标噪声控制区域为油烟机正面的前方2m范围内；所述主动降噪控制器包括微计算单元、主动降噪处理芯片、模数转换模块、数模转换模块和功率放大器；所述前馈麦克风2和所述反馈麦克风3均通过模数转换模块将其采集的信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输入到所述主动降噪处理芯片，所述风机转速传感器1通过所述微计算单元将其采集的信号计算处理后输入到所述主动降噪处理芯片，所述主动降噪处理芯片用于根据输入的信号输出抵消噪音的数字信号，所述数模转换模块用于将所述抵消噪音的数字信号转换为模拟信号并输出至所述功率放大器进行放大，所述功率放大器的输出端与所述扬声器4的输入端连接。
本发明的主动降噪处理芯片采用的算法属于前馈加反馈耦合算法，其中前馈信号来源于风机转速传感器1和前馈麦克风2，这些信号可以有效捕捉风机窄频带噪声，以及进风口附近的宽频带气动噪声；反馈信号来源于位于油烟机正面的反馈麦克风3，这些信号对于整机的辐射随机噪声有很好的补偿作用。通过扬声器所发出的次级声源，对于目标控制区域进行声场有效控制，控制区域外不做控制。所述主动降噪处理芯片采用的降噪算法具体如下：
利用风机转速传感器1和前馈麦克风2采集噪音信号，并将采集到的信号作为前馈信号x(n)；利用预先标定的次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000051
对所述前馈信号进行处理，得到所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000061
利用FxLMS算法模块对所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000062
进行处理，得到滤波器系数并输出至自适应滤波器Wn(z)；所述自适应滤波器Wn(z)根据输入的滤波器系数对前馈信号x(n)进行滤波处理，得到滤波后的噪音信号y(n)；将所述滤波后的噪音信号y(n)经过次级通道S(z)，得到次级噪音信号yp(n)；利用反馈麦克风采集目标噪声控制区域的初级噪声信号p(n)；根据所述初级噪音信号p(n)与次级噪音信号yp(n)得到系统残余噪声信号e(n)；判断系统残余噪声信号e(n)是否收敛到设定的最小值，若是，则完成一次主动降噪过程，若否，则执行以下步骤：
将所述系统残余噪声信号e(n)反馈至FxLMS算法模块，FxLMS算法模块利用系统残余噪声信号e(n)和所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000063
得到更新后的滤波器系数，并将更新后的滤波器系数输出至所述自适应滤波器Wn(z)；再以更新后的滤波器系数对前馈信号x(n)进行滤波处理，得到滤波后的噪音信号y(n)；将所述滤波后的噪音信号y(n)经过次级通道S(z)，得到次级噪音信号yp(n)；利用反馈麦克风采集目标噪声控制区域的初级噪声信号p(n)；根据所述初级噪音信号p(n)与次级噪音信号yp(n)得到系统残余噪声信号e(n)；重复执行以上步骤，直至所述系统残余噪声信号e(n)收敛到设定的最小值。
其中，次级通道传递函数的估计模型的预先标定能够在离线状态下进行标定，采用了离线次级通路辨识方法，具体包括以下步骤：
将次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000064
初始化；将白噪声信号v(n)通过次级通道S(z)处理，得到期望信号d(n)；将白噪声信号v(n)通过次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000065
处理，得到估计信号yv(n)；将期望信号d(n)与估计信号yv(n)做差处理得到辨识误差e0(n)；判断辨识误差e0(n)是否收敛到设定的最小值，设定的最小值趋近于零；若是，估计信号yv(n)与期望信号d(n)趋近于相同，则可知次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000066
趋近于次级通道S(z)，实现了对次级通道的离线辨识；若否，则执行以下步骤：
将辨识误差e0(n)和白噪声信号v(n)一同经过LMS算法模块处理，并将处理后的结果输出至次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000067
次级通道传递函数的估计模型利用上述处理后的结果和白噪声信号v(n)得到更新后的次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000068
重复执行将白噪声信号v(n)通过次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000071
处理，得到估计信号yv(n)；将期望信号d(n)与估计信号yv(n)做差处理得到辨识误差e0(n)；直至所述辨识误差e0(n)是否收敛到设定的最小值，设定的最小值趋近于零。
其中，白噪声信号v(n)作为系统在第n时刻的激励，此刻次级通道的输出为d(n)，即离线辨识系统的期望信号，所述白噪音信号可看作油烟机相同工作模式稳定运行时发出的噪声信号，此时噪音信号可以近似考虑为稳态信号；所述次级通道包括数模转换模块、信号放大电路、模数转换模块、滤波电路、扬声器4、麦克风以及扬声器4到麦克风之间的实际管道等物理通道；油烟机有不同的工作模式，不同的工作模式对应到不同的次级通道，不同的次级通道对应不同的次级通道传递函数的估计模型，但相同工作模式稳定运行下的次级通道的组成配置是一样的，且其在正常状态下不随着时间而改变。将目标噪声控制区域对应的不同次级通道全部标定后，把标定结果存储在主动降噪控制器中，主动降噪控制器将能根据目标噪声控制区域对应的风机噪声分布特性，利用次级扬声器阵列组合，取最优解进行适配，在区域内达到最佳主动降噪控制效果，最终固化该系统的算法及参数，可以大大加快主动降噪系统运行降噪时的收敛速度，得到更快更好的降噪效果。
在本发明的一个实施例中，参见图2，油烟机主体包括油烟机上机体51和油烟机下机体52，油烟机上机体51固定在油烟机下机体52的顶面中央，油烟机下机体52的底面设有第一进风口61和第二进风口62；所述扬声器4包括第一扬声器41、第二扬声器42、第三扬声器43、第四扬声器44、第五扬声器45和第六扬声器46，第一扬声器41和第二扬声器42相对于油烟机上机体51对称外设在油烟机下机体52的顶面，第三扬声器43、第四扬声器44、第五扬声器45和第六扬声器46外设在油烟机下机体52的正面；所述前馈麦克风2包括第一前馈麦克风21和第二前馈麦克风22，第一前馈麦克风21和第二前馈麦克风22分别设置在油烟机下机体52底面的第一进风口61和第二进风口62周围；所述反馈麦克风3包括第一反馈麦克风31和第二反馈麦克风32，第一反馈麦克风31和第二反馈麦克风32均设置在油烟机下机体52的正面。本实施例中麦克风和扬声器4的数量包括并不局限于上述的数量，还应包括更多的数量。
在本发明的一个实施例中，还提供了一种用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，参见图4和图6，包括以下步骤：
S1、利用风机转速传感器1和前馈麦克风2采集噪音信号，并将采集到的信号作为前馈信号x(n)，其中风机转速传感器1获取的是初级噪声中的特征频率窄带噪声，所述前馈麦克风2获取的是宽频噪声；
S2、利用预先标定的次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000081
对所述前馈信号进行处理，得到所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000082
S3、利用FxLMS算法模块对S2中输出的所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000083
进行处理，得到滤波器系数并输出至自适应滤波器Wn(z)；
S4、所述自适应滤波器Wn(z)根据输入的滤波器系数对S1中的前馈信号x(n)进行滤波处理，得到滤波后的噪音信号y(n)；
S5、将所述滤波后的噪音信号y(n)经过次级通道S(z)，得到次级噪音信号yp(n)；
S6、利用反馈麦克风3采集目标噪声控制区域的初级噪声信号p(n)；
S7、根据所述初级噪音信号p(n)与次级噪音信号yp(n)得到系统残余噪声信号e(n)；
S8、判断系统残余噪声信号e(n)是否收敛到设定的最小值，若是，则完成一次主动降噪过程，若否，则执行S9-S10；
S9、将所述系统残余噪声信号e(n)反馈至FxLMS算法模块，FxLMS算法模块利用系统残余噪声信号e(n)和所述前馈信号的估计值
Figure BDA0002502379650000084
得到更新后的滤波器系数，并将更新后的滤波器系数输出至所述自适应滤波器Wn(z)；
S10、执行S4-S8步骤。
在本发明的一个实施例中，参见图5，所述S2步骤中次级通道传递函数的估计模型的预先标定能够在离线状态下进行标定，采用了离线次级通路辨识方法，具体包括以下步骤：
S201、将次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000085
初始化；
S202、将白噪声信号v(n)通过次级通道S(z)处理，得到期望信号d(n)；
S203、将白噪声信号v(n)通过次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000086
处理，得到估计信号yv(n)；
S204、将期望信号d(n)与估计信号yv(n)做差处理得到辨识误差e0(n)；
S205、判断辨识误差e0(n)是否收敛到设定的最小值，设定的最小值趋近于零；若是，估计信号yv(n)与期望信号d(n)趋近于相同，则可知次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000091
趋近于次级通道S(z)，实现了对次级通道的离线辨识；若否，则执行步骤S206-S208；
S206、将辨识误差e0(n)和白噪声信号v(n)一同经过LMS算法模块处理，并将处理后的结果输出至次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000092
S207、次级通道传递函数的估计模型利用S206中处理后的结果和白噪声信号v(n)得到更新后的次级通道传递函数的估计模型
Figure BDA0002502379650000093
S208、执行S203-S205步骤。
其中，白噪声信号v(n)作为系统在第n时刻的激励，此刻次级通道的输出为d(n)，即离线辨识系统的期望信号，所述白噪音信号可看作油烟机相同工作模式稳定运行时发出的噪声信号，此时噪音信号可以近似考虑为稳态信号；所述次级通道包括数模转换模块、信号放大电路、模数转换模块、滤波电路、扬声器4、麦克风以及扬声器4到麦克风之间的实际管道等物理通道；油烟机有不同的工作模式，不同的工作模式对应到不同的次级通道，不同的次级通道对应不同的次级通道传递函数的估计模型，但相同工作模式稳定运行下的次级通道的组成配置是一样的，且其在正常状态下不随着时间而改变。将目标噪声控制区域对应的不同次级通道全部标定后，把标定结果存储在主动降噪控制器中，主动降噪控制器将能根据目标噪声控制区域对应的风机噪声分布特性，利用次级扬声器阵列组合，取最优解进行适配，在区域内达到最佳主动降噪控制效果，最终固化该系统的算法及参数，可以大大加快主动降噪系统运行降噪时的收敛速度，得到更快更好的降噪效果。
本发明提供的用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法，利用外置扬声器阵列，采用近场主动降噪控制手段，对油烟机旁边烹饪区域进行综合噪声处理，同时考虑了进风口噪声以及整体壳体辐射噪声，解决风机机械噪声、气动噪声、壳体辐射噪声等多种声源路径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于厨房家电的主动降噪系统，其特征在于，包括风机转速传感器(1)、前馈麦克风(2)、反馈麦克风(3)、扬声器(4)和主动降噪控制器；所述风机转速传感器(1)用于采集油烟机风机的窄频带噪声信号，所述前馈麦克风(2)用于采集油烟机进风口处的宽频带气动噪声信号，所述反馈麦克风(3)用于采集目标噪声控制区域的初级噪音信号；所述主动降噪控制器包括微计算单元、主动降噪处理芯片、模数转换模块、数模转换模块和功率放大器；所述前馈麦克风(2)和所述反馈麦克风(3)均通过模数转换模块将其采集的信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输入到所述主动降噪处理芯片，所述风机转速传感器(1)通过所述微计算单元将其采集的信号计算处理后输入到所述主动降噪处理芯片，所述主动降噪处理芯片用于根据输入的信号输出抵消噪音的数字信号，所述数模转换模块用于将所述抵消噪音的数字信号转换为模拟信号并输出至所述功率放大器进行放大，所述功率放大器的输出端与所述扬声器(4)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于厨房家电的主动降噪系统，其特征在于，所述扬声器(4)的数量至少两个，至少一个扬声器(4)外设在油烟机下机体(52)的正面，至少一个扬声器(4)外设在油烟机下机体(52)的顶面。
3.根据权利要求1所述的用于厨房家电的主动降噪系统，其特征在于，所述前馈麦克风(2)设置在油烟机下机体(52)的底面，所述反馈麦克风(3)设置在油烟机下机体(52)的正面。
4.根据权利要求1所述的用于厨房家电的主动降噪系统，其特征在于，所述前馈麦克风(2)和所述反馈麦克风(3)均为双麦克风。
5.根据权利要求1所述的用于厨房家电的主动降噪系统，其特征在于，所述目标噪声控制区域为油烟机正面的前方2m范围内。
6.一种用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用风机转速传感器和前馈麦克风采集噪音信号，并将采集到的信号作为前馈信号；
S2、利用预先标定的次级通道传递函数的估计模型对所述前馈信号进行处理，得到所述前馈信号的估计值；
S3、利用FxLMS算法模块对S2中输出的所述前馈信号的估计值进行处理，得到滤波器系数并输出至自适应滤波器；
S4、所述自适应滤波器根据输入的滤波器系数对S1中的前馈信号进行滤波处理，得到滤波后的噪音信号；
S5、将所述滤波后的噪音信号经过次级通道，得到次级噪音信号；
S6、利用反馈麦克风采集目标噪声控制区域的初级噪声信号；
S7、根据所述初级噪音信号与所述次级噪音信号得到系统残余噪声信号；
S8、判断系统残余噪声信号是否收敛到设定的最小值，若是，则完成一次主动降噪过程，若否，则执行S9-S10；
S9、将所述系统残余噪声信号反馈至FxLMS算法模块，得到更新后的滤波器系数并输出至所述自适应滤波器；
S10、执行S4-S8步骤。
7.根据权利要求6所述的用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，其特征在于，所述S2步骤中次级通道传递函数的估计模型的预先标定方法包括以下步骤：
S201、将次级通道传递函数的估计模型初始化；
S202、将白噪声信号通过次级通道处理，得到期望信号；
S203、将白噪声信号通过次级通道传递函数的估计模型处理，得到估计信号；
S204、将期望信号与估计信号做差处理得到辨识误差；
S205、判断辨识误差是否收敛到设定的最小值，若是，则得到预先标定结果，若否，则执行步骤S206-S208；
S206、将辨识误差和白噪声信号一同经过LMS算法模块处理，并将处理后的结果输出至次级通道传递函数的估计模型；
S207、次级通道传递函数的估计模型利用S206中处理后的结果和白噪声信号，得到更新后的次级通道传递函数的估计模型；
S208、执行S203-S205步骤。
8.根据权利要求6所述的用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，其特征在于，所述次级通道包括数模转换模块、信号放大电路、模数转换模块、滤波电路、扬声器、麦克风以及扬声器到麦克风之间的实际管道。
9.根据权利要求8所述的用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，其特征在于，所述次级通道的环境不随着时间而改变。
10.根据权利要求7所述的用于厨房家电的主动降噪系统的控制方法，其特征在于，所述次级通道传递函数的估计模型的预先标定能够在离线状态下完成。
CN202010436237.XA 2020-05-21 2020-05-21 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法 Active CN111583897B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010436237.XA CN111583897B (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010436237.XA CN111583897B (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111583897A true CN111583897A (zh) 2020-08-25
CN111583897B CN111583897B (zh) 2023-07-07

Family

ID=72117720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010436237.XA Active CN111583897B (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111583897B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420012A (zh) * 2020-10-19 2021-02-26 上海纯米电子科技有限公司 家电设备的主动降噪装置、控制方法及家电设备
CN112492438A (zh) * 2020-11-16 2021-03-12 上海电机学院 机舱内反馈式主动降噪耳机主动降噪方法
CN112562629A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 南京汉得利智能科技有限公司 一种汽车空调管道风噪降噪的装置及方法
CN112562625A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 深圳百灵声学有限公司 主动降噪滤波器设计方法、降噪方法、系统及电子设备
CN112788482A (zh) * 2021-03-01 2021-05-11 北京电信易通信息技术股份有限公司 一种麦克风阵列定位与云台联动的方法、装置
CN113007853A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调器
CN113257214A (zh) * 2021-02-04 2021-08-13 南京汉得利智能科技有限公司 一种用于风扇管道系统的主动降噪方法
CN113299263A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 声学路径确定方法、装置、可读存储介质及主动降噪耳机
CN113299264A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113299262A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113347527A (zh) * 2021-07-19 2021-09-03 北京安声浩朗科技有限公司 声学路径的确定方法、装置、可读存储介质及电子设备
CN114882860A (zh) * 2022-06-14 2022-08-09 南京工程学院 一种基于聚类分析的充电桩降噪控制方法、装置和系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101211558A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 海尔集团公司 有源降噪方法及有源降噪装置
CN103035234A (zh) * 2011-09-28 2013-04-10 比亚迪股份有限公司 有源降噪装置及方法和用于抽油烟机的噪声控制系统
CN103994485A (zh) * 2014-05-08 2014-08-20 宁波方太厨具有限公司 近吸式吸油烟机主动降噪装置及应用有该装置的降噪方法
CN104534532A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 宁波方太厨具有限公司 一种吸油烟机的降噪装置
US20160372106A1 (en) * 2014-03-07 2016-12-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signal processing device, program, and range hood system
CN106710583A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 杭州老板电器股份有限公司 一种用于油烟机噪声控制的主动振动控制方法
CN107702171A (zh) * 2017-10-16 2018-02-16 北京安声科技有限公司 一种应用在油烟机的主动降噪方法
CN109769060A (zh) * 2019-02-02 2019-05-17 吉林大学 一种手机主动降噪装置及方法
CN109994097A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 青岛海尔智能技术研发有限公司 家电的降噪方法和降噪装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101211558A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 海尔集团公司 有源降噪方法及有源降噪装置
CN103035234A (zh) * 2011-09-28 2013-04-10 比亚迪股份有限公司 有源降噪装置及方法和用于抽油烟机的噪声控制系统
US20160372106A1 (en) * 2014-03-07 2016-12-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signal processing device, program, and range hood system
CN103994485A (zh) * 2014-05-08 2014-08-20 宁波方太厨具有限公司 近吸式吸油烟机主动降噪装置及应用有该装置的降噪方法
CN104534532A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 宁波方太厨具有限公司 一种吸油烟机的降噪装置
CN106710583A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 杭州老板电器股份有限公司 一种用于油烟机噪声控制的主动振动控制方法
CN107702171A (zh) * 2017-10-16 2018-02-16 北京安声科技有限公司 一种应用在油烟机的主动降噪方法
CN109994097A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 青岛海尔智能技术研发有限公司 家电的降噪方法和降噪装置
CN109769060A (zh) * 2019-02-02 2019-05-17 吉林大学 一种手机主动降噪装置及方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420012A (zh) * 2020-10-19 2021-02-26 上海纯米电子科技有限公司 家电设备的主动降噪装置、控制方法及家电设备
CN112492438A (zh) * 2020-11-16 2021-03-12 上海电机学院 机舱内反馈式主动降噪耳机主动降噪方法
CN112492438B (zh) * 2020-11-16 2022-07-26 上海电机学院 机舱内反馈式主动降噪耳机主动降噪方法
CN112562625B (zh) * 2020-11-30 2021-08-17 深圳百灵声学有限公司 主动降噪滤波器设计方法、降噪方法、系统及电子设备
CN112562625A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 深圳百灵声学有限公司 主动降噪滤波器设计方法、降噪方法、系统及电子设备
CN112562629A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 南京汉得利智能科技有限公司 一种汽车空调管道风噪降噪的装置及方法
CN113257214A (zh) * 2021-02-04 2021-08-13 南京汉得利智能科技有限公司 一种用于风扇管道系统的主动降噪方法
CN113007853A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调器
CN112788482A (zh) * 2021-03-01 2021-05-11 北京电信易通信息技术股份有限公司 一种麦克风阵列定位与云台联动的方法、装置
CN112788482B (zh) * 2021-03-01 2021-07-30 北京电信易通信息技术股份有限公司 一种麦克风阵列定位与云台联动的方法、装置
CN113299263A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 声学路径确定方法、装置、可读存储介质及主动降噪耳机
CN113299264A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113299262A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113299262B (zh) * 2021-05-21 2023-08-25 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113299264B (zh) * 2021-05-21 2023-10-10 北京安声浩朗科技有限公司 主动降噪方法、装置、耳机、可读存储介质及电子设备
CN113299263B (zh) * 2021-05-21 2024-05-24 北京安声浩朗科技有限公司 声学路径确定方法、装置、可读存储介质及主动降噪耳机
CN113347527A (zh) * 2021-07-19 2021-09-03 北京安声浩朗科技有限公司 声学路径的确定方法、装置、可读存储介质及电子设备
CN114882860A (zh) * 2022-06-14 2022-08-09 南京工程学院 一种基于聚类分析的充电桩降噪控制方法、装置和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111583897B (zh) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111583897A (zh) 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法
CN104751839B (zh) 具有低速率仿真的噪声消除系统
CN111091805B (zh) 一种基于神经网络的反馈式降噪方法
CN111031442A (zh) 一种基于dsp虚拟传感的耳机主动降噪自适应系统
Liebich et al. Signal processing challenges for active noise cancellation headphones
CN102316403B (zh) 助听设备及其验配设备和相应的方法
CN110996209A (zh) 主动降噪方法、系统以及耳机
CN106792316B (zh) 一种工业用主动降噪耳罩
US9183827B2 (en) PID controller
CN108428445A (zh) 一种无误差传声器的自适应主动降噪方法
US9824678B1 (en) Method, system for self-tuning active noise cancellation and headset apparatus
JPH10191497A (ja) ディジタル式補聴器およびフィードバック経路のモデリング方法
US20050163331A1 (en) Band-limited adaptive feedback canceller for hearing aids
JP2009539312A5 (zh)
CN111128111B (zh) 发动机主动噪声控制的变步长前馈控制系统及控制方法
WO2023045130A1 (zh) 降噪方法、装置、耳机设备及存储介质
CN109481146B (zh) 一种配适不同物理隔音结构的主动降噪耳罩及方法
CN105356861B (zh) 一种有源降噪的方法和系统
WO2021016002A1 (en) Frequency domain coefficient-based dynamic adaptation control of adaptive filter
CN107666637B (zh) 自调式主动噪声消除方法、系统及耳机装置
CN114040287A (zh) 对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机
US5440641A (en) Active noise cancellation system
EP1119218B1 (en) Electromagnetic feedback reduction in communication device
CN117628558A (zh) 多通道抽油烟机噪声主动控制装置及降噪方法
CN111193497A (zh) 一种基于emfnl滤波器的次级通道建模方法

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