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(shù)，可以有效地克服次級聲學(xué)路徑模型對控制系統(tǒng)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(dú)立有選擇地進(jìn)行控制。下面將頻率選擇和無模型控制技術(shù)相結(jié)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(biāo)描述。

(1)給定學(xué)習(xí)系數(shù)小攝動量c、控制增益的初值；

(2)參數(shù)不變進(jìn)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(shù)值J(u)；

(4)產(chǎn)生隨機(jī)符號向量s，控制增益調(diào)為U+cs；

(5)參數(shù)不變進(jìn)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(shù)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(jìn)行修正；

(8)若到達(dá)最大運(yùn)行時間，結(jié)束；否則轉(zhuǎn)(2)。

4．2控制算法實現(xiàn)

假設(shè)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(shù)。評價函數(shù)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(shù)；另一種是用(12)式中兩個實系數(shù)的平方和作為評價函數(shù)。

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(shù)M=1000，攝動量c=0．01，學(xué)習(xí)系數(shù)μ=0．00001，仿真時間為30s。主噪聲和次級聲學(xué)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(xué)路徑的純延遲數(shù)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(xué)路經(jīng)發(fā)生變化的情況下，控制系統(tǒng)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(jié)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(dú)立控制，同時可以有選擇地控制。使用無模型控制技術(shù)可有效地克服次級聲學(xué)路徑模型對控制系統(tǒng)的影響。將頻率選擇和無模型控制技術(shù)相結(jié)合可以在進(jìn)行頻率選擇控制的同時克服次級聲學(xué)路徑模型對控制系
統(tǒng)的影響。仿真例子表明，筆者提出的方法是有效的。