基于FXLMS算法的直升機(jī)旋翼主動(dòng)噪聲控制的研究
2023年電子技術(shù)應(yīng)用第5期
呂收，李居偉，郭昕鈺
（海軍航空大學(xué)青島校區(qū)，山東 青島 266041）
摘要： 為了降低直升機(jī)旋翼噪聲，采用FXLMS算法建立了直升機(jī)旋翼噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)模型。采用離線辨識(shí)方法對(duì)次級(jí)聲路徑進(jìn)行辨識(shí)。利用旋翼轉(zhuǎn)速信號(hào)構(gòu)造聲源參考信號(hào)，從而避免次級(jí)聲源對(duì)參考信號(hào)的干擾。結(jié)合歸一化算法與G-SVSLMS算法，提出一種改進(jìn)的變步長(zhǎng)算法。該算法不僅具有收斂速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小的優(yōu)點(diǎn)，而且適應(yīng)參考信號(hào)時(shí)變的特點(diǎn)，參數(shù)選擇方便。仿真研究了旋翼噪聲，與G-SVSLMS算法相比，該算法具有更快的收斂速度，對(duì)參考信號(hào)變化的適應(yīng)性更好，與歸一化算法相比具有更小的穩(wěn)態(tài)誤差。結(jié)果表明，該算法能有效降低直升機(jī)旋翼噪聲，在一定頻率下降噪效果可達(dá)24.8 dB，同時(shí)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
中圖分類號(hào)：TN911.72
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223080
中文引用格式： 呂收，李居偉，郭昕鈺. 基于FXLMS算法的直升機(jī)旋翼主動(dòng)噪聲控制的研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(5)：99-104.
英文引用格式： Lv Shou，Li Juwei，Guo Xinyu. Research on active noise control of helicopter rotor based on FXLMS algorithm[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：99-104.
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223080
中文引用格式： 呂收，李居偉，郭昕鈺. 基于FXLMS算法的直升機(jī)旋翼主動(dòng)噪聲控制的研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(5)：99-104.
英文引用格式： Lv Shou，Li Juwei，Guo Xinyu. Research on active noise control of helicopter rotor based on FXLMS algorithm[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：99-104.
Research on active noise control of helicopter rotor based on FXLMS algorithm
Lv Shou，Li Juwei，Guo Xinyu
(Naval Aeronautical University （Qingdao Branch）， Qingdao 266041， China)
Abstract： In order to reduce helicopter rotor noise, the model of helicopter rotor noise active control system is established by using FXLMS algorithm. The off-line identification method is used to identify the secondary sound path. The rotor speed signal is used to construct the sound source reference signal, so as to avoid the interference of the secondary sound source to the reference signal. Combining normalization algorithm with G-SVSLMS algorithm, an improved variable step size algorithm is proposed. The algorithm not only has the advantages of fast convergence and small steady-state error, but also adapts to the time-varying characteristics of the reference signal, and the parameter selection is convenient. The rotor noise is simulated in this paper. Compared with G-SVSLMS algorithm, this algorithm has faster convergence speed, better adaptability to the change of reference signal, and smaller steady-state error compared with normalization algorithm. The results show that the algorithm can effectively reduce the helicopter rotor noise, and the noise reduction effect can reach 24.8 dB at a certain frequency. At the same time, the stability of the system is improved.
Key words : FXLMS algorithm；active control；rotor noise；speed
0 引言
直升機(jī)既可以垂直起降、懸停，又能夠向任意方向飛行，這種特有的飛行能力使其在軍事和民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。旋翼既是直升機(jī)的升力面和操縱面，同時(shí)也是直升機(jī)噪聲的主要來(lái)源之一。旋翼噪聲的存在會(huì)顯著增大直升機(jī)艙室內(nèi)的噪聲水平，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境噪聲污染。強(qiáng)噪聲環(huán)境會(huì)對(duì)直升機(jī)內(nèi)機(jī)組人員的生理和心理造成危害。因此，如何有效地降低直升機(jī)噪聲，保障直升機(jī)工作人員身心健康，已成為現(xiàn)代直升機(jī)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。
直升機(jī)噪聲控制主要分為被動(dòng)降噪方法和主動(dòng)降噪方法，被動(dòng)降噪主要采用先進(jìn)旋翼槳尖、優(yōu)化旋翼翼型布置、改變旋翼轉(zhuǎn)速等方法，在一定程度上降低了旋翼噪聲。但是，被動(dòng)降噪方法效果有限，且對(duì)直升機(jī)不同飛行狀態(tài)的適應(yīng)性差；主動(dòng)噪聲控制方法適應(yīng)性強(qiáng)，能夠有效抵消低頻段噪聲，引起更多的研究者關(guān)注研究和探討。
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作者信息：
呂收，李居偉，郭昕鈺
（海軍航空大學(xué)青島校區(qū)，山東 青島 266041）
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