有源噪声控制概述

引言

噪声问题影响着人们的日常生活，特别是在高噪声环境下，人的生理和心理健康都会受到损害。传统的噪声控制手段为被动噪声控制，也称无源噪声控制，例如吸声、隔声等。被动的方法对于中高频噪声比较有效。另外一种噪声控制的方法为主动噪声控制，也称有源噪声控制，通过波的干涉原理进行噪声信 抵消。有源噪声控制主要针对低频噪声。

1.有源噪声控制系统

3.次级通路建模

如上文所示，次级通路建模是区别自适应信 处理和自适应有源控制的内容。要完成有源噪声控制，就必须得到次级通路的传递函数，可以说，次级通路传递函数的获取是实现有源控制算法的前提（当然，也有一些算法不需要提前获取次级通路的传递函数）。次级通路包含三个部分：声传递通路、传感作动装置（扬声器、传声器）和电子线路。自适应建模原理与自适应滤波原理相同，分为离线建模和在线建模两种。如果次级通路基本保持不变，则可以使用离线建模；如果次级通路变化很大，则最好采用在线建模。
通常离线建模的方法为附加白噪声法。先使次级声源发出随机噪声，改噪声信 作为建模滤波器的输入，误差传感器接收到的信 作为建模滤波器的期望信 。根据LMS算法可以获得FIR横向滤波器作为次级通路的建模滤波器。

4.有源噪声控制应用

有源护耳器是应用有源控制技术最为成功的案例，主要原因在于降噪空间狭小，需要的次级声源个数小（通常一只耳罩只配备一个扬声器），目前采用的模拟式控制器的构造简单、成本低廉；对于飞机舱室，虽然要求的降噪空间大，但由于螺旋桨飞机舱内噪声属于低频线谱噪声（主要包括的螺旋桨噪声基波和头几阶谐波），舱内声场本质上是由低阶声模态主导的驻波声场，仅需有限个数的次级声源就可以实现全空间降噪。与有源护耳器相比，飞机舱内噪声有源控制系统属于多通道系统，控制器的软件和硬件要复杂得多，系统的自身成本和维护成本要高得多，但与飞机的总体造价相比，这种系统的成本就在可以承受的范围内了。轿车车厢内的有源噪声控制，其降噪空间、技术难度、系统的复杂度和可接受的成本均介于前两者之间，这使得人们在选择是否要采用有源控制技术上陷于两难，因而市场上安装有源控制系统的汽车并不多。

5.结语

有源噪声控制的生命力在于工程应用，这也推进着控制算法的改进与发展。以上内容来自陈克安《有源噪声控制》（国防工业出版 ，第2版）。如果您想了解更多关于有源噪声控制的内容，请参考主动噪声控制