[发明专利]一种坦克驾驶室内噪声主动控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶舰艇领域噪声控制技术，特别涉及一种坦克驾驶室内噪声主动控制方法及系统。

背景技术

现代战争对坦克机动能力越来越注重，在坦克研制过程中需要不断提高坦克的发动机功率，伴随着发动机功率的提高，坦克舱内的噪声也越来越大。舱内的噪声严重影响了坦克乘员的工作能力和身心健康，影响部队的战斗力。

针对发动机、传动箱等动力系统的机械噪声，履带与地面作用产生的噪声，发动机工作时引起的车体振动所形成的噪声等，多集中在中低频范围内。传统的噪声控制技术如使用吸声、隔声、消声等方法对高频噪声比较有效，现有的有源消声方案一般只能控制200Hz以下的噪声，并且仅能够针对窄带进行噪声控制。为了更好的降低中低频噪声对坦克乘员的危害，提高军事战斗能力，急需采用主动降噪方案，对驾驶舱内的中低频噪声进行有效控制。

针对上述问题，现急需推出一款坦克驾驶室内噪声主动控制方法及系统，实现在较大频带宽度内的噪声控制。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明提供一种坦克驾驶室内噪声主动控制方法及系统。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种坦克驾驶室内噪声主动控制方法，包括：参考传声器采集多个主噪声源噪声x[n]，作为参考信号输入；误差传声器采集噪声控制后的残余噪声e[n]，作为误差信号输入；模糊控制器接收参考输入信号x[n]、误差输入信号e[n]，基于模糊神经网络的自适应FX-RBF网训练算法对参考信号和误差信号进行分析,并输出反相的目标声信号y[n]至扬声器；以及扬声器发出用于抵消主噪声源噪声的目标声信号y[n]，与主噪声源噪声x[n]相叠加。

可选的，所述模糊控制器包括声学模式提取器，利用所述声学模式提取器针对需要控制的所述主噪声源的振幅、能量、相位、频率、方向和统计特性的声学属性，从一系列不相关的参考声学模式中提取至少一种参考声学模式。

可选的，所述模糊控制器基于以上多个不相关参考声学模式进行模糊控制，并输出噪声控制模式。

可选的，所述噪声控制模式包括但不限于噪声源数量、所述主噪声源的位置、所述主噪声源的类型、所述主噪声源的声学属性。

可选的，所述自适应FX-RBF网训练算法包括：基于模糊c-均值聚类对参考噪声信号数据集进行划分；基于近似梯度下降法自适应减少每次迭代的计算步长，并动态调整最小均方差算法的学习速率。

可选的，所述自适应FX-RBF网训练算法还包括：对时滞信号的幅值和相位进行分析，重构反相目标声信号后输出至扬声器。

可选的，所述基于模糊c-均值聚类对参考噪声信号数据集进行划分的步骤包括：使用高斯函数作为算法的基函数，在确定适合实际噪声情况的最佳聚类个数c和最佳权重因子m后，对隐含层的中心向量进行学习，直到中心向量不再变化或小于预设阈值，并计算高斯函数方差；所述基于近似梯度下降法自适应减少每次迭代的计算步长，并动态调整最小均方差算法的学习速率的步骤包括：基于近似梯度下降法，利用公式α(t+1)＝α(t)-β·ΔE自适应减少每次迭代的计算步长，并动态调整最小均方差算法的学习速率；然后初始化隐含层到输出层的每个权值，再利用公式对权值进行计算，直到输出误差[y₀(n)-y(n)]不再变化或小于预设的某个阈值时，停止学习，否则继续重复以上学习步骤；式中α为学习速率，ΔE为训练前后的误差，β为自适应调整步长，w为隐含层到输出层的权值，y₀(n)为目标输出值，y(n)为实际输出值。

可选的，所述参考传声器位于驾驶舱室顶部及操作台；所述误差传声器位于驾驶舱座椅靠近人耳处；所述扬声器位于驾驶舱室顶部和座椅顶部；所述模糊控制器位于驾驶员座椅下方。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种坦克驾驶室内噪声主动控制系统，包括：参考传声器，与模糊控制器耦接，用于采集多个主噪声源噪声x[n]，作为参考信号输入；误差传声器，与模糊控制器耦接，用于采集噪声控制后的残余噪声e[n]，作为误差信号输入；模糊控制器，与所述参考传声器、误差传声器及扬声器耦接，用于接收参考输入信号x[n]、误差输入信号e[n]，基于模糊神经网络的自适应FX-RBF网训练算法对参考信号和误差信号进行分析,并输出反相的目标声信号y[n]至扬声器；以及扬声器，与所述模糊控制器耦接，用于发出用于抵消主噪声源噪声的目标声信号y[n]，与主噪声源噪声x[n]相叠加。