[发明专利]基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法

说明书

技术领域

本发明属于有源噪声控制领域，是一种基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法。

背景技术

随着物资生活水平大幅提高，人们越来越关注自己的生活质量。降低变电站噪声，可以减轻噪声对周围群众生活的干扰，提升其生活质量。有源噪声控制系统能有针对性的降低变电站低频噪声，是噪声控制领域研究的热门方向。但是该系统收敛速度与稳态误差之间存在不可调和的矛盾，即当系统具有较快的收敛速度时，系统会出现较大的稳态误差；反之稳态误差较小时，收敛速度很慢。因此，协调好收敛速度与稳态误差之间的矛盾对提高有源降噪性能和工程应用极具意义。

发明内容

为了协调电力变压器有源噪声控制算法中收敛速度与稳态误差之间的矛盾，本发明提出了一种基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法。将凸组合自适应滤波器引入有源噪声控制系统。在组合滤波器中，一个滤波器采用基于箕舌线函数的变步长FxLms算法；而另一个滤波器则采用固定小步长FxLms算法。在组合系数选取时，用修正后的箕舌线函数替代传统的Sigmoid函数，比原有组合算法计算更简单。

一种基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法，其特征在于，将凸组合自适应滤波器引入有源噪声控制系统，并在组合滤波器中，一个滤波器采用基于箕舌线函数的变步长FxLms算法；而另一个滤波器则采用固定小步长FxLms算法；在组合系数选取时，用修正后的箕舌线函数替代传统的Sigmoid函数，并定义组合虑波器的输出为：

Y(n)＝λ(n)Y₁(n)+[1-λ(n)]Y₂(n)

其中，y₁(n)、y₂(n)分别为两个独立自适应滤波器的输出；λ(n)为两个滤波器的组合系数，且有0≤λ(n)≤1；

初级声源信号通过初级通道作用在降噪点的信号为

d(n)＝P(n)*X(n)

式中P(n)为初级通道冲击响应向量，*表示卷积。

两个独立滤波器的输出为：

式中为组合滤波器种第i个滤波器的权系数向量。

降噪点处的误差信号为：

e(n)＝d(n)+Y(n)*S(n)

式中Y(n)*S(n)为组合滤波器输出通过次级通道冲击响应的滤波值。次级通道冲击响应向量S(n)可已通过在线或离线辨识得到，则扰动信号估计值可以表示为

d′(n)＝e(n)-Y(n)*S′(n)

具体方法包括：

步骤1，重构y₁(n)、y₂(n)的误差信号：

e_i(n)＝d′(n)+Y_i(n)*S′(n)

式中d′(n)为扰动信号估计值，S′(n)为次级通道冲击响应估计向量，

Y_i(n)为第i独立自适应滤波器的输出向量，i＝1，2；

步骤2，更新组合系数λ(n)、权值W₁(n)以及权值W₂(n)，更新式为：

小步长FxLms算法的权值W₁(n+1)更新式为：

W₁(n+1)＝W₁(n)+μ₁e₁(n)X′(n)，式中μ₁为步长，X′(n)为输入信号通过次级通道估计进行滤波后的向量；

基于箕舌线函数的变步长FxLms算法的权值W₂(n+1)更新式为：

W₂(n+1)＝W₂(n)+μ(n)e₂(n)X′(n)

式中

采用修正箕舌线函数的组合系数λ(n)更新式为：

式中α(n+1)＝α(n)+μ₃e(n)[e₂(n)-e₁(n)]λ(n)[1-λ(n)]，β(n)＝R_e[e(n)e(n-1)]；

步骤3，当降噪点处的误差信号lime(n)＝0，说明组合滤波器的输出能够抵消降噪点的噪声。此时组合系数λ(n)、两个独立滤波器的权值W₁(n)、W₂(n)停止更新。