王磊, 陈克安, 胥健, 齐旺

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安 710072)

区别于传统的无源噪声控制,有源噪声控制(active noise control,ANC)利用声波的相消性干涉,主要在低频范围发挥作用[1]。一般情况下,人们采用局部空间降噪代替全局降噪以降低系统复杂度,这样只需要在人耳附近获得降噪效果即可,因此有源头靠技术有着重要的实际价值[2]。

为了能够在人耳附近形成静区又不影响人的活动,误差传声器通常会放置在离人头较远的位置。为了在人耳处形成静区,主要的办法就是采用虚拟误差传感技术[3-6],这样就可以在以虚拟误差传声器为中心的较小空间内形成降噪区域。利用远程传声器技术(remote microphone technique,RMT),事先测量初级声场中物理误差传声器与虚拟误差传声器间的传递函数,以物理误差传声器处的声场估计虚拟误差传声器处的声场,从而实现虚拟误差点的有源噪声控制[7]。Kestell在自由场中利用前向差分预测外推多项式估计虚拟误差点的声压[8]。Diaz在火车车厢模型的ANC系统中使用虚拟误差传感使得人耳附近达到15 dBA的降噪量[9]。Petersen等利用卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)准确估计出虚拟误差点的声压,从而在较宽的范围内达到降噪效果[10]。虽然以上文献采取的误差传感策略不尽相同,但是它们在ANC控制过程中均采用FxLMS算法,在收敛速度和稳态误差等方面存在限制。

KF是基于状态空间的算法。Lopes在单通道ANC系统中采用KF算法,比FxLMS和FxRLS算法获得更多的降噪量[11],在此基础上,将ANC系统的状态空间描述为简单的随机游走模型,获得了更加稳定的KF求解方法[12]。……