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13600443583文章关于移动式静音发电机组作业时产生的以排气噪音为主的噪音,设计采用以DSP TMS320F2812及其相关外设为控制核心,结合TLV320AIC23B语音消除芯片完成对噪声参数的采集并产生降噪控制信号,实现对排烟噪声的主动降噪。
随着我国社会的快速发展,噪声污染开始逐步成为环境污染核心之一,噪声污染不仅会影响人们的正常生活,严重者会对人们的身心健康造成严重影响。传统的降噪技术详细是通过减少噪声的能量来降低噪声,如:吸声、隔声处置、使用消声器或利用阻尼减振等,这都属于被动降噪。当今,现代降噪技术采用通过采集噪音信号并对其进行清除,利用单片机发出控制信号来推动扬声器产生与噪音信号幅值相同、相位相反的声音来抵消噪音信号,实现降噪。本文所总述的降噪系统通过对普通发电机组行静音改造,并构建主动降噪装置来进一步降低噪音。
主动降噪装置可分为前馈主动降噪系统、反馈主动降噪系统和多通道主动降噪装置。本装置使用鲁棒性较好的前馈主动降噪系统组成,以DSP TMS320F2812为主控芯片,结合相关外设和音频处理模块等构建该控制装置。其主动降噪系统构造图如图1所示
如图1所示,发电机组发出的周期性排气噪音作为初级声源,将非声学探头采集的同步信号按一定线性关系转化为频率值传入DSP控制器作为输入之一,另外,通过麦克风探头检查DSP监控系统经音频清除模块和扬声器发出的次级声源与初级声源的误差反馈到DSP控制界面作为输入之一,当误差趋于0,说明设计的降噪装置能实现降噪发生“静区”。其中,DSP控制模块采用DSP TMS320F2812,结合自适应滤波算法,不断更新权值参数以发生与初级噪声相对应的次级噪声。音频排查模块用于采集残余误差噪音和输出次级噪音,采用TI的音频消除芯片TLV320AIC23B构建电路,如图2所示。
如图3所示为主动降噪FXLMS算法,因为噪音信号会随时间变化而变化,因此装置的操作系统需要根据某种优化准则(主动降噪算法)来对时变的噪音信号进行跟踪,通过自适应滤波器(控制系统)Wn(z)发生次级噪声y(n),经过S(z)次级通道后与P(n)初级噪音进行抵消,使误差噪音信号e(n)趋于0。其中,次级通道为由AIC23B组成的音频解除模块、麦克风、扬声器等实际管道中的物理器件构成的通道。
次级通道辨认可以在线辨认也可以离线辨认,但考虑到在线辨认影响主降噪装置,并且实际管道装置中,次级通道几乎不随时间变化,因此采用离线 次级通道离线辨识
次级通道识别实质就是为了获取次级通道S(z),通过LMS算法的不断迭代更新,使得白噪音ν(n)来
整个主动降噪装置作业分为两步。第一步是先进行次级通道离线辨识,将训练结果保存,第二步是进行主动降噪FXLMS算法,装置作业教程图如图5所示。
从图6仿真结果来看,静声发电机组若步长因子较小,虽然收敛速度较慢,但可以识别出次级通道,如图6中(a)所示;提高步长因子,收敛转速有所提高,也可以辨认出次级通道,如图6中(b)所示;但若布长因子太大,则不能收敛,并且无法辨认出次级通道,系统失调,如图6中(c)所示; 因此,在平衡系统稳定性和收敛速度间,本次仿线 不同步长因子的识别结果
以上述次级通道辨认结果代入到FX-LMS算法,进行降噪装置的仿真。仿真数据设置与上诉一致,步长因子取u=0.06,仿线 ANC系统仿真结果