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研究生:洪全佑
研究生(外文):Chuan-Yu Hung
論文名稱:應用於管道噪音主動控制之頻率域適應性演算法則
論文名稱(外文):Application of frequency domain adaptive algorithm to active noise control in a duct
指導教授:劉雲輝劉雲輝引用關係
指導教授(外文):Yun-Hui Liu
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:適應性主動式控制頻率域Filtered-X LMS演算法則聲場回授
外文關鍵詞:adaptively active controlfrequency domain Filtered-X LMS algorithmacoustic feedback
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本文主要是針對管道低頻噪音,進行適應性主動式控制的研究。我們根據適應性控制理論與系統鑑別的技術,提出頻率域之Filtered-X LMS演算法則。頻率域之Filtered-X LMS演算法則是針對各個頻帶之噪音,在頻率域進行控制參數的修正與更新,而控制的進行必需要考慮即時性,故仍然是在時間域進行運算,為了降低數學模型輸出訊號與要求輸出訊號之間的誤差,本文也做了第二路徑的相位補償。在控制中為了避免聲場回授對控制的影響,我們根據管道聲場的平面波傳遞理論,進行第二聲源與兩個感測麥克風之間的位置配置研究,配合數位訊號處理的技術,發展出消除聲場回授的理論方程式。在實驗方面,運用LabVIEW圖控程式來實現消除聲場回授的理論方程式,並且加入到Filtered-X LMS演算法則,當作控制器的輸入訊號進行實驗測試。實驗結果顯示,本文所提出之降低聲場回授影響的方法結合頻率域Filtered-X LMS演算法則,可以改善聲場回授的影響,快速達到穩定收斂,提高控制的效能,在抑制管道的低頻噪音上有顯著之控制效果。
This dissertation mainly investigates adaptively active noise control in a duct, and based on adaptive control theory and system identification technology to develop a frequency domain Filtered-X LMS algorithm. In the frequency domain Filtered-X LMS algorithm, the updating of control parameter is executed through each band in frequency domain, while the control process is carried out in time domain to reflect real-time characteristics. The optimal collocated positions of secondary source and two microphones are studied and the theoretical equations that reduce the influence of acoustic feedback are developed based on plane wave transmission theory of sound in a duct. In experiment, we use LabVIEW programming language to carry out the theoretical equations of acoustic feedback cancellation and incorporate frequency domain Filtered-X LMS algorithm. The results showed that the method of acoustic feedback cancellation incorporated with the frequency domain Filtered-X LMS algorithm can effectively reduce the influence of acoustic feedback, and rapidly attain steady convergence and good control performance of suppressing low frequency noise in a duct.
摘要 Ⅰ
誌謝 Ⅲ
目次 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅹ
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與目的 5
1.4 本文架構 5
第二章 主動控制理論與演算法 7
2.1 主動噪音控制的概念 7
2.2 數位控制器架構 9
2.2.1 有限脈衝響應濾波器 12
2.2.2 無限脈衝響應濾波器 13
2.2.3 適應性數位濾波器 14
2.3 適應性控制理論 15
2.3.1 最陡下降法 18
2.3.2 最小平均平方演算法 18
2.3.3 系統鑑別 19
2.3.4 Filtered-X LMS 演算法 23
2.3.5 頻率域Filtered-X LMS 演算法 24
第三章 主動控制程式模擬 26
3.1 改變修正加權值的平均次數 27
3.2 改變收斂係數 27
3.3 改變濾波器的階數 28
第四章 解決聲場回授之理論分析 36
4.1 DSM系統之改良 37
4.2 運用頻率域數位處理技術於管道噪音主動控制之聲場回授消除研究 40
第五章 主動噪音控制之實驗架構與過程 43
5.1 硬體設備 43
5.2 軟體 44
5.3 實驗過程 46
5.3.1 聲場回授消除之實驗過程 46
5.3.1.1 DSM系統之改良 46
5.3.1.2 運用頻率域數位處理技術於管道噪音主動控制之聲場回授消除研究 47
5.3.2 管道主動式噪音控制之實驗過程 48
第六章 實驗結果與討論 51
6.1 解決聲場回授問題之實驗結果與討論 51
6.1.1 DSM系統之改良 51
6.1.2 運用頻率域數位處理技術於管道噪音主動控制之聲場回授消除結果 56
6.2 管道噪音主動控制之實驗結果與討論 60
第七章 結論與未來展望 70
7.1 結論 70
7.2 未來展望 71
參考文獻 73
作者簡介 76
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31. 劉雲輝、洪全佑、蔣安青“管道噪音主動控制之聲場回授消除研究”中華民國自動控制研討會,2004。
32. 劉雲輝、洪全佑“運用頻率域數位處理技術於管道噪音主動控制之聲場回授消除研究”第十二屆中華民國振動與噪音工程學術研討會,2004。
33. 謝勝治,圖控式程式語言LabVIEW,全華科技圖書股份有限公司,2003。
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