基于田口法的VS-MFxLMS算法優化及其在船舶艙室主動降噪上的應用

夏雪寶， 明志茂， 趙可淪， 張 波

(廣州廣電計量檢測股份有限公司， 廣東 廣州 510000)

0 引 言

船舶制造業作為我國制造業重要的支柱產業之一， 急需向高端制造轉型， 提升船舶設計建造的水平. 艙室的聲環境系統是直接面對使用人員的一種重要船用系統. 船舶各個艙室中集成了眾多的電氣化設備， 這些設備在狹小的空間中不可避免會發生共振， 造成嚴重的空氣噪聲干擾， 這給船上人員的身心健康造成了不良影響.

對于噪聲的控制方法主要分為被動控制方法和主動控制方法， 其中， 被動噪聲控制方法是利用隔聲、 吸聲材料或消聲結構設計來抑制中高頻噪聲， 而對于低頻噪聲往往降噪效果不佳. 此時， 主動噪聲控制方法相比于被動噪聲控制方法更為有效， 并且具有結構緊湊、 可實現模塊化設計、 便于安裝等優點， 目前已被廣泛應用于汽車、 工業、 家電等領域.

1 主動控制降噪技術發展現狀

在現有主動降噪算法中， 著名的Filtered-x LMS (FxLMS) 算法[1-2]在LMS算法的基礎上考慮了次級路徑對噪聲控制的影響， 因其具有更好的穩定性和實用性而被廣泛應用[3]. 由于FxLMS引入了次級路徑， 也導致了算法延時的增加而使得其收斂速度變慢. 因此， Gomathi等[4]提出了一種基于反正切函數的變步長VS-FxLMS算法， 可以有效地改善這一問題. 對于非穩態沖擊噪聲信號， FxLMS算法可能會失穩[5]， 而MFxLMS算法[6]因其算法簡單且具有更好的魯棒性和收斂性而被應用于非穩態噪聲主動控制領域. 為了進一步提高……