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自适应有源控制器的算法及实现
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自适应有源控制器的算法及实现
文章编号：０６—１５（０４０１０３５２０）３—０１—００５３
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自适应有源控制器的算法及实现
尹雪飞，陈克安，相敬林
（北工业大学航海工程学院，西安７０７）西１０２
摘要：自适应有源噪声控制的实际应用中，制器是决定整个系统性能和价格的关键因素。针对不同噪在控声特性和声环境，实际工程中常用的自适应算法和控制器实现方式进行了详细深入的分析和比较研究，期对就以有源控制产品开发有所帮助。关键词：学；源噪声控制；声有自适应滤波；声控制；法噪算中图分类号：Ｂ３Ｔ５文献标识码：Ａ
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引言
有源噪声控制利用人为产生的声场与需要抵消的噪声场发生相消性干涉来降低噪声，噪声控制是
领域内的前沿课题。一个有源噪声控制系统分为控制器和电声器件两部分，制器的设计是实现有源控
字式的自适应控制器占有主导地位Ｊ。
从信号处理的角度看，自适应有源控制器是一种根据外部输入信号自动调节自身传输特性以达到
最优性能的自适应滤波器。调整滤波器权系数的方法称为自适应算法，它有时独立于滤波器结构，时有与滤波器特定的结构联系在一起。在有源噪声控制领域，法及控制器结构一直是热门课题，今已提算迄
噪声控制的核心任务之一。针对不同的噪声特性和
应用环境，源噪声控制系统的类型主要有：拟系有模
出数十种自适应算法和控制器结构【３。但在实１］－
际应用中（有源耳罩、源消声器、源隔声如有有等［］中，虑到系统成本、靠性、术成熟度等０）考可技因素，真正获得应用的非常有限。本文针对不同噪
统和数字系统、前馈系统和反馈系统、单通道系统和多通道系统，此相对应，有不同类型的控制器。与就模拟控制器价格便宜、电路简单，够处理平稳能的宽带噪声，但其电路参数容易受到温度、度等环湿境条件变化的影响，成的传递函数不易调节，构同时，它很难控制输入输出关系复杂的多通道系统。数字控制器具有很高的可靠性，够精确产生复杂能的传递函数，适合于多通道系统的控制。更重要的
是，际环境中，要抵消的噪声（级噪声）实需初的特性
声特性和声环境，实际工程中常用的自适应算法就和控制器实现方式进行了深入的分析和比较研究，以期对有源控制产品开发有所帮助。
１自适应有源前馈控制
１１系统模型．
及声空间的物理参数（温度、流速度等）如气常常随时间发生变化，这就要求控制器的传递函数能够时变，也就是要求控制器是自适应的，这种任务只能由数字式控制器来完成。因此，在有源噪声控制中，数
如果能够采集到与初级信号相关的参考信号，那么就可以采用前馈系统，系统框图如图１所其示Ｊ。图中，（为拟抵消的噪声，为初级信号，Ｐ）称
ｚｒ为参考信号，（）（／）Ｙｒ为控制器输出，为次级信／称
号，（／为误差传感器的输出，ｅｒ）称为误差信号。（）Ｈｚ、，ｚ和ｗ（分别为参考通路、ｚ、（）／（）４）初级
收稿日期：０４０１０２０—．９基金项目：国家自然科学基金（号：０７００和航空科学基金（编１２４６）编号：１５３７０１００）
作者简介：尹雪飞（９８，，南湘乡人，１６一）女湖在职博士，副教授，从事信号处理、噪声控制方面的教学和科研工作。
通路、次级通路和控制器的传递函数。参考信号和
误差信号输入到控制器中，自适应算法根据预先设
２００４年６月
噪