[发明专利]一种无次级路径有源噪声控制系统及实现方法

权利要求书

1.一种无次级路径有源噪声控制系统，其特征在于：包括一个以上的子带自适应滤波器、子带分解器一、子带分解器二、子带综合器、全通带控制滤波器，所述子带自适应滤波器包括依次连接的相位调节器和子带控制滤波器，其中：

所述子带分解器一用于将参考信号分解形成子带参考信号；

所述子带分解器二用于将误差信号分解形成子带误差信号；

所述相位调节器用于将子带参考信号进行相位调节，调节后的将子带参考信号输入到子带控制滤波器；

所述相位调节器的调节幅度是以下方程的最小二乘解：

其中， 和为特定常量，表示调节幅度，表示相位角度，为对子带参考信号的比值，即：

其中，对信号的多帧平均，表示子带滤波器系数为得到的子带残留噪声，是子带参考信号；

所述子带控制滤波器用于根据调节后的将子带参考信号和子带误差信号对子带滤波器系数进行更新，并将更新后的子带滤波器系数发送给子带综合器；

所述子带综合器用于将更新后的子带滤波器系数合成为全通带滤波器系数，并将合成后的全通带滤波器系数发送给全通带控制滤波器；

所述全通带控制滤波器根据发送过来的合成后的全通带滤波器系数进行更新，得到更新后的全通带控制滤波器；更新后的全通带控制滤波器根据参考信号得到控制源的输出激励控制源，从而在特定区域形成反向声波，进而达到控制的效果。

2.根据权利要求1所述无次级路径有源噪声控制系统，其特征在于：相位角度取，获得方程组为：

求得该方程组的最小二乘解：

其中，

由于在区间内，所以的最终表达式为：

其中，表示调节幅度。

3.一种基于权利要求1所述无次级路径有源噪声控制系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据相位角度和频域建立各子带中频域有源噪声的表达式：

(1)

其中，和分别是和的频域表达式，表示参考信号，表示次级源输出，是帧索引，出控制滤波器在第帧的频域表达式，表示控制步长，表示虚数单位，是相位角度，是共轭操作, 是的频域表示，表示误差信号，和分别是主路径和次级路径的频域表示；

步骤2，假定次级路径的相位角的大小为，则控制滤波器的更新公式为：

(2)

其中， 是最优滤波器，将公式(2)变形得到：

(3)

显然，能否收敛到最优解取决于公式(3)的右边第一项，即

(4)

因此，公式(4)的右边项小于1是保证公式(1)的收敛性的必要条件，即

(5)

步骤3，控制滤波器每隔个采样点完成一次更新，则控制滤波器表示为：

(6)

其中，

(7)

则系统的目标是获得，使得的值最小，由于与相关，所以可写成，由公式(1)可知，当稳定时，由决定，因此，也能改成，即

(8)

将公式(6)带入到公式(8)中，可得：

(9)

则，对参考信号的比值定义为

(10)

其中，对信号多帧均值，则简化成

(11)

其中，

(12)

步骤4，设定为，获得方程组为

(13)

求得该方程组的最小二乘解

(14)

其中，

(15)

由于在区间内，所以的最终表达式为：

(16)

步骤5，公式(14)中和的解为：

(17)

步骤6，将、和带回到公式(13)中分别计算的估计值，最小二乘的归一化残留误差和为：

(18)

其中，表示最小二乘的归一化残留误差和。

4.根据权利要求3所述实现方法，其特征在于：步骤2中当等于时，步长取最大值，控制滤波器能够获得最大的收敛速度。