臺灣博碩士論文加值系統

在主動噪音控制系統應用中，適應性濾波器的權重更新會受到誤差麥克風量取到的不相關噪音影響，導致系統的消音性能下降。另外，現有的可變步階適應性演算法普遍存在步階函數之參數選取問題。若參數的選取不佳，控制系統的控制性能會大幅降低。然而，參數通常僅能倚靠經驗法則選取，因而降低了使用上的方便性。因此，本篇論文提出以最佳可變步階(Optimal Variable Step-Size, OVSS)，搭配NFxLMS/CE_DC演算法做為有干擾之前饋式主動噪音控制演算法。此演算法步階函數之參數選取個數較少，使用上較為方便；且因干擾補償器的設計，而能在有干擾的情況下仍能有良好的性能。與既有方法的電腦模擬比較結果可知，應用本文方法在主動噪音控制系統中，有較好的消音性能與強健性。

In the application of active noise control (ANC) system, weights update of an adaptive filter will affected by disturbance picked up by the error microphone, leading to the degradation of system performance. In addition, the existing adaptive Variable Step-Size(VSS) algorithms usually have commonly issue in selection of Step-Size function parameters. If the parameter selection is poor, the control performance of the control system will be substantially reduced. However, the selections of parameters are usually only rely on the rule of thumb, leading to the use of the inconvenience. Therefore, this paper proposed Optimal Variable Step-Size (OVSS) with NFxLMS/CE_DC Algorithms to the control algorithms, which reducing the number of algorithm parameters selection, more convenient to use; because of the design of Disturbance Compensator(DC), further enhance the adaptability of the system on the main noise source. Computer simulation shows that the proposed method has better performance and robustness as compared to that of existing methods.

論文目錄
摘 要 i
ABSTRACT ii
論文目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文概要 6
第二章 最佳可變步階演算法 7
2.1 具有干擾之主動噪音控制系統描述 7
2.2 NFxLMS/CE演算法之介紹 9
2.3 最佳步階之推導 11
2.4 不同情況下的最佳可變步階實現性討論 14
2.4.1 OVSS-NFxLMS/CE演算法 15
2.4.2 OVSS-NFxLMS/CE_DC演算法 18
2.4.3 相近系統架構下之演算法整理 20
第三章 OVSS應用於主動噪音控制之電腦模擬 22
3.1 干擾大小對OVSS演算法之影響 25
3.2 環境改變對OVSS-NFxLMS/CE_DC演算法的影響 31
3.2.1 噪音源頻率改變 31
3.2.2 第一路徑改變 34
3.2.3 平滑參數與環境改變對OVSS演算法的影響 37
3.3 與EDSS-NFxLMS/CE_DC演算法之比較 38
3.3.1 噪音源頻率改變 39
3.3.2 第一路徑改變 41
第四章 與既有最佳可變步階演算法之比較 44
4.1 多頻噪音之主動噪音控制模擬 46
4.1.1 頻率改變 46
4.1.2 路徑改變 50
4.2 寬頻噪音之主動噪音控制模擬 54
4.2.1 路徑改變 54
4.3 模擬結果與討論 58
第五章 結論與未來展望 59
5.1 結論 59
5.2 未來展望 59
參考文獻 60


圖目錄
圖 2.1 一維聲管之主動噪音控制系統架構 7
圖 2.2 一維聲管之主動噪音控制系統方塊圖 8
圖 2.3 NFxLMS/CE演算法於主動噪音控制之系統方塊圖 11
圖 2.4 OVSS-NFxLMS/CE演算法於主動噪音控制之系統方塊圖 15
圖 2.5　 OVSS-NFxLMS/CE_DC演算法於主動噪音控制之系統方塊圖 19
圖 3.1　 OVSS-NFxLMS/CE於標準干擾乘上不同g值之主動噪音控制
時域消音圖　(a)1　(b)0.1　(c)0.01　(d)0.001　(e)0.0001 26
圖 3.2 OVSS-NFxLMS/CE_DC於標準干擾乘上不同g值之主動噪音控制
時域消音圖　(a)1　(b)0.1　(c)0.01　(d)0.001　(e)0.0001 27
圖 3.3 OVSS-NFxLMS/CE於標準干擾乘上不同g值之主動噪音控制
音壓降低程度圖 28
圖 3.4 OVSS-NFxLMS/CE_DC於標準干擾乘上不同g值之主動噪音控制
音壓降低程度圖 28
圖 3.5 OVSS-NFxLMS/CE在標準干擾乘上不同g值之控制器步階值之收斂圖
(a) 1　(b)0.1　(c)0.01　(d)0.001　(e)0.0001 29
圖 3.6 OVSS-NFxLMS/CE_DC於標準干擾乘上不同g值之控制器步階值之
收斂圖　(a) 1　(b)0.1　(c)0.01　(d)0.001　(e)0.0001 30
圖 3.7 噪音源頻率改變之未控制系統時域圖 31
圖 3.8 OVSS-NFxLMS/CE_DC使用不同平滑參數於噪音源頻率改變之
主動噪音控制時域消音圖　(a) =0.9　(b) =0.99　(c) =0.999
　 (d) =0.9999 32
圖 3.9 OVSS演算法使用不同平滑參數於噪音源頻率改變之主動噪音控制
音壓降低程度比較圖 32
圖 3.10 OVSS演算法使用不同平滑參數於噪音源頻率改變之主動噪音控制的
控制器步階值收斂圖　(a) =0.9　(b) =0.99　(c) =0.999
(d) =0.9999 33
圖 3.11 第一路徑動態效應轉移函數改變前後之波德對照圖 34
圖 3.12 第一路徑改變情況下未控制之系統時域圖 35
圖 3.13 OVSS演算法使用不同平滑參數於第一路徑改變情況下之主動噪音控制 時域消音圖　(a) =0.9　(b) =0.99　(c) =0.999　(d) =0.9999 35
圖 3.14 OVSS演算法使用不同平滑參數於第一路徑改變情況下之主動噪音控制
音壓降低程度比較圖 36
圖 3.15　OVSS演算法使用不同平滑參數於第一路徑改變情況下之主動噪音控制
的控制器步階值收斂圖　(a) =0.9　(b) =0.99　(c) =0.999
(d) =0.9999 36
圖 3.16 噪音源頻率改變之主動噪音控制時域消音圖　 (a)未控制　
(b)OVSS演算法　(c)EDSS演算法 39
圖 3.17 噪音源頻率改變之音壓降低程度比較圖 40
圖 3.18 噪音源頻率改變情況下之主動噪音控制的控制器步階值收斂圖　
(a)OVSS演算法　(b) EDSS演算法 40
圖 3.19 第一路徑改變情況下之主動噪音控制時域消音圖　 (a)未控制　
(b)OVSS演算法　(c)EDSS演算法 41
圖 3.20 第一路徑改變情況下之主動噪音控制音壓降低程度比較圖 42
圖 3.21 第一路徑改變情況下之主動噪音控制的控制器步階值收斂圖　
(a)OVSS演算法　(b) EDSS演算法 42
圖 4.1 噪音源頻率改變之未控制系統時域圖 46
圖 4.2 噪音源頻率改變之主動噪音控制時域消音圖　 (a) OVSS 　(b) Shin[13]　
(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23] 47
圖 4.3 噪音源頻率改變之主動噪音控制音壓降低程度比較圖 48
圖 4.4 噪音源頻率改變情況下之主動噪音控制控制器步階值收斂圖　
(a) OVSS 　(b) Shin[13]　(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23] 49
圖 4.5 第一路徑改變情況下未控制之系統時域圖 50
圖 4.6 第一路徑改變情況下之主動噪音控制時域消音圖　 (a) OVSS　
(b) Shin[13] 　(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23] 51
圖 4.7 第一路徑改變情況下之主動噪音控制音壓降低程度比較圖 52

圖 4.8　 第一路徑改變情況下之主動噪音控制的控制器步階值收斂圖　
(a) OVSS 　(b) Shin[13]　(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23]
53
圖 4.9　 第一路徑改變情況下未控制之系統時域圖 54
圖 4.10 第一路徑改變情況下之主動噪音控制時域消音圖　 (a) OVSS 　
(b) Shin[13]　(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23] 55
圖 4.11 第一路徑改變情況下之主動噪音控制音壓降低程度比較圖 56
圖 4.12 第一路徑改變情況下之主動噪音控制的控制器步階值收斂圖　
(a) OVSS 　(b) Shin[13]　(c)Liu[21] 　(d)Mayyas[22] 　(e)Carini[23]
57

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