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伴随社会经济的发展,各行业对噪声控制的需求愈发迫切。传统的无源噪声控制主要作用于中高频噪声,有源噪声控制则是控制低频噪声的有效手段。目前有源噪声控制已经取得了较丰富的理论研究成果,但由于稳定性、计算复杂度和成本等方面的不足,高性能的自适应控制系统仍难以应用于工程实际。在此背景下,研究适合现阶段工程实用的低复杂度数字有源降噪系统具有重要的现实意义和研究价值。 本研究主要内容包括:⑴基于单通道前馈系统实现了管道有源噪声控制,通过仿真对比了两种求解最佳控制器权系数的方法,即通过矩阵求逆直接求解以及列文森-杜宾算法迭代求解。对管道内1000 Hz以下的低频宽带噪声,通过矩阵求逆离线计算的控制器权系数对噪声功率谱可以达到20 dB的控制,通过列文森-杜宾迭代在线计算控制器系数,虽然效果略差于前者,但更适于工程实用,便于噪声特性变化时重设计最佳控制机。⑵基于单通道前馈控制实现了数字有源降噪耳机,对低频宽带噪声功率谱达到15-25 dB控制。为了进一步提高降噪性能,实现了前反馈混合控制系统并给出了设计方法,提高整体降噪量的同时改善了前馈控制中一些频率点降噪量不足的问题。仿真了次级通道差异对降噪性能的影响,针对噪声入射角度变化造成降噪性能下降的问题,提出一种综合优化方法提升了各频率点降噪量。⑶基于双通道前馈控制实现了有源降噪头靠/头枕两套原型系统,给出了考虑主次级通道和耦合次级通道情况下最佳控制器的设计方法,分别在实验室环境和高铁列车内测试了系统性能,误差传声器处噪声能量控制增益达12.7 dB,乘员头部附近5 cm区域内有较明显的降噪效果。