基于系统自激的窄带主动噪声控制技术及其应用研究

主动噪声控制（ANC）在噪声抑制技术中有重要应用价值，其核心思想是利用声波相消干涉原理，通过引入次级噪声（反噪声）消减噪声功率。在窄带ANC研究中，次级通道通过在线辨识方法辨识引入的辅助噪声信号对系统性能带来不利影响。针对目前研究中系统"自激励"只考虑特定情形、复数域频率失调分析及非线性算法实用性不强等问题，本项目拟研究一种基于系统"自激励"的辅助噪声信号约束技术，使新系统在保证自适应性前提下，噪声抑制能力得到提升。理论上，拟研究基于变分法的约束因子优化技术并在此基础上对系统的动态和稳态性能展开详尽深入的分析，探求系统性能提高机理；试验中首先以一维管道为实验平台，研究管道中多频率通道低频谐波噪声的主动抑制问题，进而将研究成果应用到大型旋转设备所产生的低频窄带噪声的主动控制中，探索封闭空间内低频窄带噪声的主动控制问题。课题研究成果将丰富ANC的理论研究，推进ANC技术的科学进步。

主动噪声控制（ANC）在噪声抑制技术中有重要应用价值，其核心思想是利用声波相消干涉原理，通过引入次级噪声（反噪声）消减噪声功率。在窄带主动噪声控制（Active Noise Control, ANC）研究中，对其系统性能进行了全面深入的分析，包括对前馈系统、前馈系统频率失调（Frequency Mismatch, FM）问题以及反馈系统的分析，通过分析，为窄带ANC系统甚至宽带ANC系统性能的进一步提高提供理论依据。提出自适应变步长的滤波X最小均方误差（Variable Step-Size Filtered X least mean square, VSS-FXLMS）算法作为控制算法，增强了系统的追踪能力，以及对非稳定环境的适应能力，在不影响系统稳态误差的前提下极大地提高了收敛速度以及系统的追踪性能，同时对频率失调补偿系统的性能进行深入分析，为进一步实验和应用提供理论指导，并且改善系统应对频率失调的能力。将研究向宽窄带混合的噪声进行拓展，不局限于窄带的主动噪声控制，提出复合自适应宽窄带混合系统。搭建管道主动噪声控制实验平台，对提出的算法和方案在该平台上进行验证。