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        《哈爾濱工業大學》 2017年
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        基于多通道有源噪聲控制算法的研究及應用

        張聰燕  
        【摘要】:噪聲污染是生活中一種常見現象,高頻刺耳的持續噪聲會損壞聽覺系統,低頻持續的噪聲會影響神經系統,導致工作無法集中注意力,生活質量下降。傳統減弱噪聲的方式是采用吸音材料阻隔噪聲進入人耳,但是對于低頻噪聲而言,這種方法效果甚微。因此采用主動噪聲控制進行低頻噪聲消除,它是一種結合聲學,自適應濾波,數字信號處理等學科的新型降噪技術。相比于采取隔絕噪音的傳統被動式方法,主動噪聲控制系統以其良好的自適應能力,較低的成本,適用環境的多樣性等優點成為噪音消除的主要研究方向。多通道主動噪聲控制算法是由單通道算法演變而來,適用于三維環境的噪音消除。由于立體空間中噪聲情況的復雜性,需要使用多路麥克風及揚聲器進行立體空間噪音信號的采集以及抵消。從而引起較高的運算量,影響自適應濾波器的實時性。因此本文以多通道場景為應用基礎,研究多種主動噪聲控制算法。針對多通道算法運算量大,收斂速度較慢的問題進行分析及研究。為了提高算法收斂速度,分析步長收斂因子的取值范圍,穩態性質及瞬態性質。以最小均方誤差算法(LMS)作為研究重點,詳細分析參數對于算法性能的影響。為提高有源噪聲控制的降噪量,不能一直研究最理想的狀態而應該考慮實際環境中遇到的信號延遲問題,從而進行濾波最小均方誤差算法的研究。通過次級系統辨識方法,解決次級通道聲延遲問題造成的相位失調。由于多通道降噪算法,對處理器的運算能力以及算法收斂性具有較高要求,提出了改進的濾波最小均方誤差算法(FXLMS)結構,降低了運算量。對次級通道進行離線辨識,將估計參數應用于改進FXLMS算法,進行雙通道主動噪聲控制系統仿真驗證。基于最小均方誤差算法的研究理論,針對仿射投影算法原理及性能進行深入研究并提出相應的改進方法。仿射投影算法是一種信號重用算法,與其他傳統的自適應濾波算法相比具有良好的收斂速度。影響算法性能的因素有兩個,分別是步長因子和投影長度。在本文中,我們提出了一種新的可變步長仿射投影算法(VSS-APA)。它根據一定的規則動態地改變步長,從而可以獲得更小的穩態誤差和更快的收斂速度。仿真結果可以證明其性能優于傳統的仿射投影算法,并且在主動噪聲控制(ANC)應用中,新算法可以得到很好的結果。
        【學位授予單位】:哈爾濱工業大學
        【學位級別】:碩士
        【學位授予年份】:2017
        【分類號】:TB53

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