[发明专利]发动机主动噪声控制的变步长前馈控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种发动机主动噪声控制的变步长前馈控制系统，其特征在于，包括次级通道模型模块(1)、LMS自适应算法模块(2)、功率放大器(3)、麦克风(4)及次级扬声器(5)，其中，

所述麦克风(4)用于采集各个控制点实时的误差信号；

所述次级通道模型模块(1)用于对采集到的发动机的参考信号进行滤波操作，以将所述参考信号与所述误差信号在时域上对齐；

所述LMS自适应算法模块(2)用于根据完成滤波的参考信号和所述麦克风(4)采集的误差信号，进行下一时刻滤波器系数更新并得到次级扬声器(5)的激励信号，所述激励信号为通过所述功率放大器(3)的信号；所述LMS自适应算法模块(2)进行下一时刻滤波器系数更新包括以下步骤：

通过以下公式将所述次级通道模型模块(1)确定的次级通道传递函数与控制信号的卷积得到滤波后的控制信号：

其中，y'_rj(t)为滤波后的控制信号，L为次级通道模型阶数，i为次级扬声器序号，j为麦克风序号，I为次级扬声器数量，J为麦克风数量；

将所述滤波后的控制信号和误差信号作为所述LMS自适应算法模块(2)的输入，通过以下公式更新下一时刻自适应滤波器系数：

其中，W_srmi(t+1)为下一时刻的滤波器系数的正弦分量，W_crmi(t+1)为下一时刻的滤波器系数的余弦分量，W_srmi(t)为当前时刻的滤波器系数的正弦分量，W_crmi(t)为当前时刻的滤波器系数的余弦分量，x'_srmij(t)为滤波正弦参考信号，x'_crmij(t)为滤波余弦参考信号，β为防泄漏系数，c为归一化小量，P为滤波后的控制信号功率，μ_r为滤波器步长，误差信号e_rj(t)＝d_rj(t)-y'_rj(t)，其中，d_rj(t)为麦克风采集的各个特征转速下的噪声信号，y'_rj(t)为滤波后的控制信号；所述次级扬声器(5)用于发出激励信号。

2.根据权利要求1所述的变步长前馈控制系统，其特征在于，所述发动机的参考信号通过离线方式预先采集，采集方法包括：

麦克风采集汽车匀加速行驶过程中的发动机原始噪声信号，并分析原始噪声信号中的峰值点位置，确定特征转速为n＝{n_r},r＝1,2,...,R，其中，r为转速序号，R为发动机特征转速个数；

各个特征转速n_r的参考信号包括正弦信号和余弦信号，分别通过以下公式计算得到：

其中，x_srm(t)为正弦参考信号，x_crm(t)为余弦参考信号，A为参考信号幅值，O(m)为控制阶次，m为控制阶次序号，M为控制阶次数，t为离散时间序号，f_s为采样频率。

3.根据权利要求2所述的变步长前馈控制系统，其特征在于，所述麦克风采集发动机原始噪声信号的步骤包括：

使汽车在各个特征转速n_r下匀速行驶，所述麦克风(4)采集各个特征转速下的噪声信号为d_rj＝{d_r1,d_r2,...,d_rJ}，其中j为麦克风序号，J为麦克风数量。

4.根据权利要求2所述的变步长前馈控制系统，其特征在于，所述次级通道模型模块(1)对参考信号的滤波操作包括：

通过以下公式将所述次级通道模型模块(1)确定的次级通道传递函数与参考信号的卷积得到滤波后的参考信号：

其中，x'_srmij(t)为滤波正弦参考信号，x'_crmij(t)为滤波余弦参考信号，L为次级通道模型阶数，S_ij为次级通道模型确定的传递函数，x_srm(t)为正弦参考信号，x_crm(t)为余弦参考信号，t为离散时间序号，i为次级扬声器序号，j为麦克风序号，I为次级扬声器数量，J为麦克风数量。