[发明专利]一种基于FxLMS的控制器长度自适应调节方法及系统

权利要求书

1.一种基于FxLMS的控制器长度自适应调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取噪声信号作为参考信号X(n)；获取控制点声压信号作为残差信号e(n)；确定次级扬声器与控制点之间的声音传播路径S(z)；然后设置控制器W(z)每一帧的长度为M，控制器总帧数用Kn表示，设置允许的控制器最大帧数为K，初始化控制器的权重系数，设置限制迭代次数为N，贡献率阈值为γ，控制器的步长为μ；

S2、在噪声源开启状态下，当前帧为第一帧，控制器总长度为一帧的长度，即步骤S1中控制器总帧数Kn＝1；当前帧的迭代次数为1；

S3、同时记录参考信号X(n)和残差信号e(n)；

S4、利用步骤S1得到的声音传播路径S(z)和步骤S3记录的参考信号X(n)计算当前帧更新所需要的噪声信号的滤波信号X′_p(n)；

S5、根据步骤S3记录的残差信号e(n)和步骤S4中的滤波信号X′_p(n)，利用滤波器权值系数计算更新控制器当前帧W_i(n+1)系数，同时当前帧更新迭代次数加1；

S6、利用步骤S5更新后的控制器W(z)权重系数计算次级扬声器输出；

S7、重复步骤S3～S6，直到控制器更新迭代次数达到限制迭代次数N；根据每帧权重系数W_i(n)对整个控制器W(n)的贡献率判断控制器长度是否收敛；

S8、根据步骤S7确定的控制器长度是否收敛，控制器总长度Kn和权重系数W(z)进行相应改变，以及确定新的当前帧p开始重新迭代更新，令当前帧迭代次数q＝1；实现自适应调节控制器长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，初始化控制器权重系数如下：

W(n)＝[W₁(n),W₂(n),...,W_Kn(n)]

其中，Kn＝1，在初始化时，W_i(n)中的每一个元素都为0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，将残差信号e(n)降低到最小值，采取残差信号e(n)的均方统计为目标函数，根据梯度下降法确定每一帧的更新公式，选取瞬时梯度作为目标函数的真实梯度估计，确定分帧后的滤波器权值系数更新公式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，参考信号X(n)为：

X(n)＝[X₁(n),X₂(n),...,X_Kn(n)]^T

其中，X_i(n)为参考信号中的帧，T为向量转置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，当前帧更新所需噪声信号的滤波信号X′_p(n)具体为：

X′_p(n)＝S(z)*X_p(n)

其中，X_p(n)为参考信号中当前帧对应的帧。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中，次级扬声器输出具体为：

其中，X^T(n)为参考信号转置，W(n)为控制器权重系数，w_l(n)为W(n)中某一帧中的某个元素，x(n-l+1)为X(n)中某一帧中的某个元素，L为W(n)的总长，n为当前时刻对应点序号，l为卷积运算过程中使用的序号，x为参考信号中的数据点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S8中，若贡献率大于步骤S1中设置的贡献率阈值为γ，如果当前帧不是控制器长度的最后一帧，令新的当前帧为下一帧，控制器总长度不变；如果当前帧是控制器长度的最后一帧，判断当前帧序号p与步骤S1中设置的允许的控制器最大帧数k的关系，如果pk，控制器总长度增加一帧的长度，增加的这一帧权重系数初始值为1xM的0向量，同时令p＝p+1，令新的当前帧为下一帧；如果p＝k，令新的当前帧为第一帧，控制器总长度不变。