基于可变阶陷波算法的混合动力汽车阶次噪声主动控制

针对混合动力汽车发动机多工作转速下阶次丰富且变化所导致的并联加速工况主动降噪效果下降问题,提出了一种可变阶陷波FxLMS算法,并建立相应的多通道发动机噪声主动控制系统。在MATLAB/Simulink中针对某七座混动MPV车搭建多通道发动机噪声主动控制仿真模型,使用实车声学路径、各工况车内噪声及发动机转速信号,对两种陷波FxLMS算法进行降噪仿真和比较,仿真结果表明,可变阶陷波FxLMS算法可以针对各充电转速点特定的阶次进行降噪,相比于传统的陷波FxLMS算法,主驾及第三排左、右耳4个位置处的总体降噪量分别提高了28.5%、60%、50%及50%。通过实车试验验证了在70~100 km/h加速工况下采用可变阶陷波FxLMS算法的发动机主动噪声控制系统的降噪效果,该系统对2阶、5阶、5.5阶、6阶、6.5阶、7阶和8阶的发动机噪声均表现出良好抑制作用。

多通道自适应陷波算法性能的评价指标及影响因素

在建立自适应陷波算法的离散系统状态空间方程的基础上,提出了收敛速度和稳态误差两个评价指标,推导出了收敛率和稳态误差增益的计算方法,并针对收敛系数、陷波频率数、通道数、次级通路特性与参考信号特性对收敛速度和稳态误差的影响进行了分析。最后通过实验对仿真结果进行了验证。

基于延时陷波算法的车内主动噪声控制

传统车内主动噪声控制(Active Noise Control,ANC)中使用的FxLMS(Filtered-x Least Mean Square)算法,计算量较大,所需硬件成本相对较高,不利于批量生产。因此文章提出一种使用参考信号与滤波参考信号数字合成的改进自适应陷波方案,弥补了次级通路延时模型在相位误差方面的缺陷,同时具有结构简单、计算量小的优点。最后,基于Compact RIO建立了车内双通道延时陷波窄带ANC系统,进行车辆定置发动机定转速与行驶过程急加速两种工况下的实车道路试验。试验结果表明,所提方案的主动噪声控制效果良好,急加速工况下,车内噪声总声压级最高仍可降低8.46 dB(A),为主动噪声控制的工程应用提供了参考。

针对eLORAN系统窄带干扰的权函数陷波算法

针对增强型罗兰(eLORAN)系统的带内干扰问题,该文基于陷波滤波器(NF)原理提出一种抗带内窄带干扰的自适应权函数陷波算法(WF-NF)。首先,该文分析讨论了NF算法在eLORAN系统中的适用性及检测频差引起的伪收敛问题;之后通过增加频差权函数,推导出新的WF-NF算法,解决了固有频差导致的陷波逻辑缺陷;随后,提出梯度跳跃收敛优化技术,改进了权系数收敛速度过慢的问题;最后,通过多种环境下的实验验证了算法的稳定性、多元适用性及实用性。分析结果表明,WF-NF算法能够克服检测频差的实际问题,实现高效的干扰跟踪及滤除,同时也可以补偿干扰检测精度,进而为后续的信号处理流程提供保障。

低计算量的窄带ANC算法优化及实车DSP系统试验分析

车内主动噪声控制中常使用的传统滤波-x最小均方(Filtered-x Least Mean Square,FxLMS)算法由于计算复杂度高,往往导致系统硬件算力不足,降噪效果不理想。文章提出一种基于改进局部次级通路建模方法的自适应陷波(Local-secondary-path Filtered-x Least Mean Square,LFxLMS)算法及其相应的窄带主动噪声控制(LFxLMS-based Narrowband Active Noise Control,LFx-NANC)系统。所提出的改进局部次级通路建模方法具有更高的建模精度,且该系统相较于传统系统大大降低了计算复杂度。通过基于Matlab软件的仿真分析,验证了该系统对稳态及非稳态多谐波噪声的降噪性能。基于ADSP-21489控制器搭建车内双通道LFx-NANC系统,实现了在稳态工况下主驾位置处二、四、六阶降噪量分别达到34.67、21.41、10.29 dB(A);在加速工况下主驾位置处总声压级和二阶降噪量分别达到6.01 dB(A)和20.40 dB(A),同时在其他位置均有较好的降噪效果。文中提出的方法为主动噪声控制的工程应用提供了参考。

基于时延陷波FXLMS算法的自适应APF设计

船用直流电网的主谐波频率高达数千赫兹,并且谐波成分在几千至十几千赫兹均有分布。传统的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)基于时域信号对谐波进行跟踪抑制,受制于运算时硬件造成的固有延时,无法准确跟踪高频率的谐波。鉴于此,论文分析并设计了基于时延陷波滤波x-最小均方(filter-x Least Mean Square,FXLMS)算法的自适应APF。所设计的APF能抑制20kHz以内的若干个任意频点的谐波。搭建了基于现场可编辑逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的APF试验平台进行试验验证。试验以5kHz、10kHz、15kHz的复合频率谐波为例,APF装置对预设谐波频点抑制效果均达到24dB以上,实现了对高频谐波抑制。

基于抗干扰算法FH/DS扩频系统的抗干扰性能研究

论述了FH/DS混合扩频系统抗干扰原理,对混合扩频系统进行设计,在系统接收端分别加入陷波、中值滤波抗干扰算法,在背景噪声为高斯白噪声的情况下,引入单音干扰、多音干扰,对混合扩频系统的抗干扰性能进行验证;在此基础上,针对了FH/DS混合扩频抗干扰系统在不同的干扰环境下的抗干扰能力进行了研究,并在高斯信道下进行了仿真。仿真结果表明,所研究的混合扩频抗干扰系统在信噪比相同的情况和信干比相同的情况下与其它的FH和DS扩频系统相比,取得2dB的性能增益,改善了DS/FH系统的抗干扰性能,大大提高了扩频通信系统的可靠性。

针对频率失调问题的挖掘机ANC系统优化设计

在进行窄带主动噪声控制(Narrowband Active Noise Control,NANC)过程中,常采用非声学传感器来获取参考信号,但非声学传感器会因老化和疲劳积累产生误差,使NANC系统频率失调(Frequency Mismatch,FM),导致降噪性能下降,甚至失效。针对此问题,提出一种基于自适应补偿(Adaptive Compensation,AC)的控制方案,该方案利用滤波增强信号与原始信号的相关性,设计一个频率跟踪质量评价因子,使该方案能更精准地实现对频率的追踪,以取得更优的FM补偿效果。通过仿真对比发现,与传统解决方案相比,AC方案能应对更大FM,使NANC系统具有更好的稳定性,初步验证了算法的优越性。进一步开展台架试验与实机实验,试验结果表明:当FM达到10%,经AC方案优化的NANC系统对挖掘机2、4、6阶噪声降噪量仍达到了15.2 dB、24.1 dB、21.2 dB,进一步验证了AC方案的性能。同时,也表明所提AC方案能有效实现对FM的控制,具有较高的实用价值。

基于FFT的扩频通信系统抗干扰技术研究

针对无线信道中的高斯白噪声、窄带干扰问题,采用重叠变换的FFT频域陷波算法对相关干扰进行削弱或消除,并将其在扩频通信系统中进行了仿真分析。结果表明,这项技术可使受干扰后的频谱泄露大大降低,从而减少了信号的损伤,提高了信息传输的准确性、可靠性。

高效远程传声技术窄带主动噪声控制研究

远程传声技术(remote microphone technique,RMT)是一种经典的虚拟麦克风主动噪声控制技术,该技术能扩大对噪声的控制范围,在车内主动噪声控制(active noise control,ANC)中拥有很大的研究潜力。但其较大的运算量使得处理器的成本提高,一定程度上限制其在量产车上的应用。将自适应陷波算法引入到RMT当中,提出融合自适应陷波算法的远程传声技术,与传统的远程传声技术相比有效地降低了运算量。用多频率混合噪声作为初级声源进行仿真试验,对比以上两种远程传声技术的降噪性能和算法算力,结果表明,所提出的远程传声技术降噪能力与传统技术相当,程序运行时间却小于传统的远程传声技术。将提出的远程传声技术应用到ANC系统台架试验中,结果表明,在目标降噪区域远离物理麦克风的条件下,系统依然能快速收敛并实现良好的降噪效果。

IMPROVED FXLMS ALGORITHM BASED ON ADAPTIVE NOTCH FILTER APPROACH

An improved algorithm is presented to identify the secondary path based on the adaptive notch filter approach. Since the interference from the narrow band excitation signal is suppressed by the adaptive notch filter, the convergent speed of the on-line control path identification process is significantly improved. As a result, the controller performance is greatly enhanced. Besides the algorithm development, some important factors, such as the influence of reference signal on the controller convergent speed, are also discussed. The effectiveness of the algorithm is verified by experimental results.

充液管路线谱噪声主动控制试验

针对充液管路系统低频线谱噪声控制问题,设计1套充液管路噪声主动控制系统并进行试验验证。在循环水管路试验平台上开展不同工况下的多线谱噪声有源控制试验,验证有源消声系统的降噪性能。试验结果表明,该系统可实现低频线谱噪声的有效控制,在管内可以取得10 dB以上的降噪效果,系统具有良好的鲁棒性。试验结果可以为舰船管路系统噪声主动控制提供切实有效的依据。

柴油机排气噪声有源消声系统的设计与实现

为解决柴油机排气低频噪声问题,基于噪声有源消声技术理论,选用与排气噪声相关的转速信号作为数字信号处理控制器的参考信号,以自适应陷波滤波算法为基础,采用次级通路离线自适应建模方式,设计了单通道有源噪声前馈控制系统,并在Matlab平台上进行仿真分析,最终选取迭代步长μ为0.003。在某柴油机排气管路上进行了排气噪声有源消声试验,120 Hz时降噪量达到了13 dB(A);系统收敛速度快且具有良好的稳定性。

配电网间歇性电弧接地故障选线方法

近些年来,随着我国社会的迅速发展,以及城市化建设的不断推进。国家电网的建设也得到了长足发展。配电网络在进行正常运行时发生故障也是无法避免的。其中配电网络单线接地故障是最为普遍便的故障现象,故障率占到了故障总数的80%以上。而在单相接地故障中处理起来最为棘手的就是不稳定电弧和间歇性电弧接地等非永久性接地故障。而当前的研究成果主要是针对永久性的单相接地故障很少有间歇性电弧接地障碍的研究。如果利用永久性单相接地故障的故障选线方式去处理间歇性电弧接地故障无疑是不实用的。本文根据间歇性电弧接地故障发生时会产生大量高频分量的特点,针对性的提出了自适应陷波滤波器算法进行间歇性电弧接地故障的选线。根据仿真实验的测试结果来看自适应陷波滤波器算法对于间歇性电弧接地故障选线的可靠性较高。