[发明专利]一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统

摘要

一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，属于主动噪声控制领域，针对前馈型窄带主动噪声控制系统中次级通道在线辨识引入的辅助噪声严重影响了系统残余噪声抑制性能。它包括信号合成子系统、次级通道在线辨识子系统和残余噪声分离子系统。信号合成子系统用于产生与目标噪声中声音信号具有相同频率的次级噪声源信号；次级通道在线辨识子系统随着窄带主动噪声控制系统的运行可实时在线地完成次级通道辨识，用于抑制目标噪声；残余噪声分离子系统可实现从残余噪声中分离出有限个频率的声音信号。本发明采用分离出的残余声音信号来调整引入的辅助噪声的能量，提高次级通道在线辨识的精度和速度，显著地降低引入的辅助噪声对残余噪声的影响。

主权项

1.一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，其特征在于所述前馈型窄带主动噪声控制系统包括信号合成子系统(1)、次级通道在线辨识子系统(2)和残余噪声分离子系统(3)；信号合成子系统(1)用于产生与目标噪声中声音信号具有相同频率的次级噪声源信号；次级通道在线辨识子系统(2)，随着窄带主动噪声控制系统的运行，可实时在线地完成次级通道辨识，进而用于抑制目标噪声；残余噪声分离子系统(3)可实现从残余噪声中分离出有限个频率的声音信号，分别用于信号合成子系统(1)中滤波‑X最小均方算法模块(13)的更新以及次级通道在线辨识子系统(2)中辅助噪声约束模块(23)的调整；所述信号合成子系统(1)包括同步信号产生模块(11)、控制滤波器模块(12)、滤波‑X最小均方算法模块(13)、带通滤波器模块(14)和带通滤波器模块(15)；同步信号产生模块(11)产生第i个频率通道的参考信号，即余弦分量和正弦分量其中，n是时刻且n≥0，当n＝0时表示初始时刻，ω_i是根据非声学传感器获得的同步信号和目标噪声频率的线性关系计算得到的第i个角频率；控制滤波器模块(12)根据由滤波‑X最小均方算法模块(13)更新输出的和以及同步信号产生模块(11)的余弦分量和正弦分量得到次级噪声信号中的第i个声音信号y_i(n)；带通滤波器模块(14)、带通滤波器模块(15)和残余噪声分离子系统(3)中的带通滤波器模块(31)在第i个频率通道时的z域模型均为其中，ρ为极半径参数，取值范围为0到1之间的常数；c_i＝‑2cos(ω_i)，i＝1,2,L,q，q为参考通道频率的个数；带通滤波器模块(14)和带通滤波器模块(15)均用于补偿残余噪声分离子系统(3)中带通滤波器模块(31)带来的相位延迟；所述次级通道在线辨识子系统(2)包括次级通道(21)、次级通道在线辨识模块(22)和辅助噪声约束模块(23)；在次级通道在线辨识子系统(2)中，次级通道在线辨识模块(22)利用最小均方算法能够实时地跟踪次级通道(21)可能存在的时变特性，提高次级通道估计精度和整个窄带主动噪声控制系统的性能；辅助噪声约束模块(23)利用由q个带通滤波器模块(31)总输出u_b(n)的一阶延迟后的绝对值|u_b(n‑1)|，对均值为零、方差为的高斯白噪声v₁(n)进行幅值调整，得到有色噪声v(n)；进而控制滤波器模块(12)的总输出和有色噪声v(n)共同构成了次级噪声信号y(n)；残余噪声分离子系统(3)中，带通滤波器模块(31)实现从残余噪声信号e(n)中分离出残余的q个频率的声音信号分离出的第i个声音信号u_i(n)相应地用于滤波‑X最小均方算法模块(13)；q个带通滤波器模块(31)总输出u_b(n)用作辅助噪声约束模块(23)的输入；残余噪声信号e(n)与q个带通滤波器模块(31)总输出u_b(n)的差值d_s(n)，用作次级通道在线辨识模块(22)的期望输入。