[发明专利]一种鲁棒性强的冲击噪声有源控制方法

说明书

一种鲁棒性强的冲击噪声有源控制方法，其步骤主要是：A、参考信号采集，参考麦克风采集到当前时刻n的噪声信号的离散值x(n)及滤波器的输入信号向量为X(n)；B、生成滤波器系数，滤波器根据权系数向量W(n)对噪声输入向量X(n)进行滤波，得到滤波器的输出值y(n)；C、生成消噪信号，滤波器的输出值y(n)经过次级通路S(z)后得到消噪信号y′(n)；D、求取残差信号p阶矩的平均值；E、指数化残差信号p阶矩平均值c_p(n),F、更新梯度值Δ(n)的计算，G、更新得到下一时刻n+1的权系数向量为W(n+1)，w(n+1)＝w(n)+μΔ(n)X(n)。该法对冲击噪声的鲁棒性强，稳态误差小，降噪性能好。

技术领域

本发明涉及一种有源噪声控制方法，尤其涉及一种冲击噪声有源控制方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，形式各异的噪声，如汽车引擎噪声、列车运行中的噪声、变压器噪声等，逐渐成为人们日常生活及生产中的一项不可忽视的干扰因素。过高的噪声会影响人们的正常生活，降低劳动生产率，危害人体健康，甚至直接导致某些疾病的发生。因此，如何有效的降低环境噪声成为一个亟待解决的问题。

传统的降低噪声技术为无源噪声控制(PNC)，多为使用声学材料对声波进行反射与吸收，这种方式虽被广泛使用，但是仅对高频的噪声有好的作用，而对于低频噪声作用不大。对于变压器噪声，电机噪声等低频噪声，需要新型的噪声控制方式。

有源噪声控制(ANC)的原理是，在噪声源处通过参考麦克风采集源噪声，并通过模数转换器将输入噪声转换为数字信号，再通过自适应控制算法运算后，通过电路及扬声器发出与噪声幅值频率相同而相位相反的次级声波。次级声波与源噪声的波形相消，实现噪声的控制。

最小化残差的均方(FxLMS)滤波算法，以其计算成本低、结构紧凑等特点，成为有源噪声控制的主要算法，在普通的高斯噪声环境中得到了广泛的应用。但对幅度大、变化剧烈的冲击噪声，最小化残差均方(残差的二阶矩) (FxLMS)滤波算法对冲击噪声的敏感度高，算法的稳定性低，噪声控制效果较差；最小化残差的p范数滤波算法对冲击噪声的控制效果有着显著改善，如文献1“Leahy R,Zhou Z,Hsu YC.Adaptive filtering of stableprocesses for active attenuation of impulsive noise.in:Proceedings of the1995International Conference on Acoustics,Speech,and Signal Processing,vol.5；1995.pp. 2983-2986.”，它通过最小化残差的p阶矩(p为1-2之间的一个确定的数)对噪声进行抑制，降低了对冲击噪声的敏感度，算法的稳定性得到一定提高；然而针对较强的冲击噪声，该算法的抑制作用有限，扔易发生迭代不收敛、不稳定的情况，其鲁棒性有待改善。

发明内容

本发明的目的就是提供一种鲁棒性强的冲击噪声有源控制方法，该方法对于冲击噪声的稳态误差小，鲁棒性强，降噪效果好。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种鲁棒性强的冲击噪声有源控制方法，其步骤如下：

A、噪声信号采集

噪声源附近的参考麦克风采集到当前时刻n的噪声信号离散值x(n)，将当前时刻n到前L-1个时刻的噪声信号离散值x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)，组成当前时刻n的噪声信号向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)]^T；其中 L＝128，是滤波器的抽头数，上标T代表转置运算；

B、滤波器系数生成

滤波器生成当前时刻n和前L-1个时刻的权系数 w(n),w(n-1),…,w(n-L+1)，并将这L个权系数构成当前时刻n的权系数向量 W(n)，W(n)＝[w(n),w(n-1),...,w(n-L+1)]；当前时刻n＜129时，W(n)＝0；