一種基于頻率選擇的周期噪聲無模型反饋控制

4 基于FSF的周期噪聲無模型反饋控制

4．1 控制算法

使用無模型控制技術，可以有效地克服次級聲學路徑模型對控制系統的影響。采用頻率選擇濾波的周期噪聲有源控制方法，能有效地分離出誤差信號中的周期成分，不同的頻率成分可以獨立有選擇地進行控制。下面將頻率選擇和無模型控制技術相結合，給出一種基于FSF的周期噪聲無模型反饋控制方法。為敘述簡便，省略了頻率的下標描述。

(1)給定學習系數小攝動量c、控制增益的初值；

(2)參數不變進行M個樣本周期的控制；

(3)使用頻率選擇方法分離出周期分量，計算評價函數值J(u)；

(4)產生隨機符號向量s，控制增益調為U+cs；

(5)參數不變進行M個樣本周期的控制；
(6)使用頻率選擇方法分離出周期分量，計算評價函數值J(u+cs)；

(7)使用(9)式計算控制增益修改量，并對控制增益進行修正；

(8)若到達最大運行時間，結束；否則轉(2)。

4．2控制算法實現

假設干擾頻率已知，則控制量可以表示為：

u=urcos(ωt)+uisin(ωt) (11)

同理，采用FSF以后，誤差信號可以表示為

e=ercos(ωt)+eisin(ωt) (12)
對每個周期分量，控制量為兩個實系數。評價函數的計算可以采用兩種方法，一是直接將FSF后的誤差平方求和作為評價函數；另一種是用(12)式中兩個實系數的平方和作為評價函數。

4．3單頻控制仿真

仿真時干擾頻率選500Hz，采樣頻率選4000Hz，每塊樣本數M=1000，攝動量c=0．01，學習系數μ=0．00001，仿真時間為30s。主噪聲和次級聲學路徑分別取
P(z)=0.8z-9+0.6z-10-0.2z-11-0.5z-12-0.1z-13+0.4z-14-0.05z-15
C(z)=z-5+2．5-6+1.76z-7+0.15z-8-0.4825z-9
0．186 25 z-10-0．005z-11-0．001 875Z-12
在15s時，次級聲學路徑的純延遲數增加1。圖2給出了輸出誤差的時間變化曲線。可以看出在次級聲學路經發生變化的情況下，控制系統仍收斂。圖3給出了輸出誤差的功率譜，500Hz的噪聲降低了近30dB。

5 結論

基于頻率選擇的周期噪聲無模型反饋控制方法，是采用頻率選擇濾波的周期噪聲有源控制方法，能有效地分離出誤差信號中的周期成分，不同頻率成分可獨立控制，同時可以有選擇地控制。使用無模型控制技術可有效地克服次級聲學路徑模型對控制系統的影響。將頻率選擇和無模型控制技術相結合可以在進行頻率選擇控制的同時克服次級聲學路徑模型對控制系
統的影響。仿真例子表明，筆者提出的方法是有效的。