[发明专利]基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法

摘要

本发明为了协调电力变压器有源噪声控制算法中收敛速度与稳态误差之间的矛盾，提出了基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法。在组合滤波器中，一个滤波器采用基于箕舌线函数的变步长FxLms算法，使系统运行初期获得较快的收敛速度和时变跟踪性能；而另一个滤波器则采用固定小步长FxLms算法，保证系统收敛后较小的稳态误差，同时补偿变步长算法在稳态时步长变化产生的稳定问题。在组合系数选取时，用修正后的箕舌线函数替代传统的Sigmoid函数。避免了指数运算，降低了系统的计算复杂度；而且改善了组合系数对总误差的敏感度，使算法具有快速收敛性能的同时能够取得较小的稳态误差，比传统算法具有更好的综合性能。

主权项

1.一种基于凸组合自适应滤波器的电力变压器有源噪声控制方法，其特征在于，将凸组合自适应滤波器引入有源噪声控制系统，并在组合滤波器中，一个滤波器采用基于箕舌线函数的变步长FxLms算法；而另一个滤波器则采用固定小步长FxLms算法；在组合系数选取时，用修正后的箕舌线函数替代传统的Sigmoid函数，并定义组合虑波器的输出为：Y(n)＝λ(n)Y₁(n)+[1‑λ(n)]Y₂(n)其中，Y₁(n)、Y₂(n)分别为两个独立自适应滤波器的输出；λ(n)为两个滤波器的组合系数，且有0≤λ(n)≤1；初级声源信号通过初级通道作用在降噪点的信号为d(n)＝P(n)*X(n)式中P(n)为初级通道冲击响应向量，*表示卷积；两个独立滤波器的输出为：Y_i(n)＝W_i^T(n)X(n)i＝1,2式中W_i^T(n)＝[w_i,0(n),w_i,1(n‑1),...,w_i,n‑N(n‑1)]为组合滤波器种第i个滤波器的权系数向量；降噪点处的误差信号为：e(n)＝d(n)+Y(n)*S(n)式中Y(n)*S(n)为组合滤波器输出通过次级通道冲击响应的滤波值，次级通道冲击响应向量S(n)可已通过在线或离线辨识得到，则扰动信号估计值可以表示为d′(n)＝e(n)‑Y(n)*S′(n)具体方法包括：步骤1，重构Y₁(n)、Y₂(n)的误差信号：e_i(n)＝d′(n)+Y_i(n)*S′(n)式中d′(n)为扰动信号估计值，S′(n)为次级通道冲击响应估计向量，Y_i(n)为第i独立自适应滤波器的输出向量，i＝1，2；步骤2，更新组合系数λ(n)、权值W₁(n)以及权值W₂(n)，更新式为：小步长FxLms算法的权值W₁(n+1)更新式为：W₁(n+1)＝W₁(n)+μ₁e₁(n)X′(n)，式中μ₁为步长，X′(n)为输入信号通过次级通道估计进行滤波后的向量；基于箕舌线函数的变步长FxLms算法的权值W₂(n+1)更新式为：W₂(n+1)＝W₂(n)+μ(n)e₂(n)X′(n)式中采用修正箕舌线函数的组合系数λ(n)更新式为：式中α(n+1)＝α(n)+μ₃e(n)[e₂(n)‑e₁(n)]λ(n)[1‑λ(n)]，β(n)＝R_e[e(n)e(n‑1)]；步骤3，当降噪点处的误差信号lime(n)＝0，则组合滤波器的输出能够抵消降噪点的噪声，此时组合系数λ(n)、两个独立滤波器的权值W₁(n)、W₂(n)停止更新。