基于反馈系统FXLMS的非线性主动降噪

苏雨，卢剑伟，邵浩然

（合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥 230009）

0 引言

家用空调器室内柜机噪声问题一直是各大家电企业关注的问题，被动降噪技术可以消除大部分的中高频噪声，但却对更影响人们身心健康的低频噪声束手无策[1-3]。主动降噪则对低频噪声消噪有着较优的效果，并且可以在一定的窄带频段上自适应消噪而不是单一频率上进行消噪[4]。家用空调器室内柜机内部空间小、声场复杂，所导致系统声反馈问题和参考噪声不易获得问题限制了其可应用的主动降噪系统的结构为反馈型系统[5-7]。

反馈型主动降噪系统基本原理是对初级噪声进行估计，并用这个估计代替实际的噪声信号作为主动降噪系统的参考信号，整个系统降噪性能取决于次级通道估计的准确度[8-9]。基本的自适应滤波算法的滤波器都是线性滤波器，对次级通道的非线性部分难以很好地跟踪、拟合和预测。且反馈型系统稳定性较前馈型差，当误差过大时反馈型系统易失去降噪效果[10-11]。

本文为了提高反馈型系统的性能以取得更大的降噪量，引入Volterra级数，并对其进行截断和简化成二阶非线性滤波器。利用其非线性特性和记忆性，对次级通道传递函数非线性部分进行跟踪、拟合和预测[12-15]。对比次级通道为不同系统时基于非线性滤波器和线性滤波器的反馈自适应算法的收敛速度和降噪性能。针对某公司家用空调器室内柜机的低频段噪声的特性，基于德州仪器的TMS320VC5509 DSP搭建硬件系统，试验验证了引入非线性滤波器后的降噪量有所提高。……