【摘 要】
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近年来,有源噪声控制（Active Noise Control,ANC）被广泛应用于日常生活和工业生产等多种场合。随着研究的深入,呈现出越来越多的ANC问题。例如,反馈有源噪声控制系统由于自身结构缺陷不可避免地存在水床效应,要想取得较好的降噪效果必须减少因水床效应引起的噪声放大量,而现有的调节水床效应的自适应算法多存在计算量复杂或低频降噪量较小等问题;多通道有源噪声控制系统的运算量是制约多通道系统
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近年来,有源噪声控制（Active Noise Control,ANC）被广泛应用于日常生活和工业生产等多种场合。随着研究的深入,呈现出越来越多的ANC问题。例如,反馈有源噪声控制系统由于自身结构缺陷不可避免地存在水床效应,要想取得较好的降噪效果必须减少因水床效应引起的噪声放大量,而现有的调节水床效应的自适应算法多存在计算量复杂或低频降噪量较小等问题;多通道有源噪声控制系统的运算量是制约多通道系统广泛应用的一个重要因素,随着通道数的增加,通常需要降低滤波器的阶数以满足实时性要求,并且在实际使用中,对于滤波器的阶数选择也需要多次尝试,选择过大,浪费运算量;选择过小,则降噪性能不够。本文主要围绕有源噪声控制算法的计算量展开研究,目的是设计出低运算量的自适应有源噪声控制算法,主要内容包括:（1）对已有的滤波最小均方（Filtered-x Least Mean Square,Fx LMS）算法进行改进,以控制器的实际输出是否超出约束作为选择目标函数的依据,提出一种双梯度Fx LMS（Double-gradient Fx LMS,DGD-Fx LMS）算法。该算法通过直接约束次级信号改善水床效应的噪声放大问题,通过切换不同权矢量更新方向减少计算量。在有源降噪耳机中验证该算法在改善水床效应的同时具有不错的降噪效果,尽管其在两个梯度方向上进行切换,其在收敛过程中并不会出现系统不稳定现象。（2）分析前馈多通道系统计算复杂度以及滤波器的阶数对自适应算法的性能影响,研究DSC-Fx LMS（Desired-signal Self-correcting Fx LMS,DSC-Fx LMS）和ESC-Fx LMS（Error-signal Self-correcting Fx LMS,ESC-Fx LMS）两种自校正滤波算法,通过串联多个低阶滤波器,将前一级滤波器的输出作为后一级滤波器的输入,简化滤波器阶数的选择,同时降低计算复杂度。在有源降噪耳机的实验结果表明该算法相比于Fx LMS算法,计算复杂度低、有效降噪带宽大且高频噪声抬升小。
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