引言:

一、控制器分类


图1前馈控制结构




图4混馈控制结构

(2)按滤波形式,控制器可分为有限冲激响应控制器和无限冲激响应控制器,前者对当前系统输出值的预测仅受历史及当前输入的影响,不受历史输出的影响。后者对当前系统输出值的预测不仅受历史及当前输入的影响,也受历史输出的影响。

(3)按硬件实现方式,控制器可分为模拟控制器和数字控制器。在1980年以前,受电子工业发展水平的限制,控制器采用模拟电路实现,即以参数值不同的电容、电感、电阻搭配使用完成滤波。因此一旦固化定型,滤波系数便不能改变,不仅结构复杂、灵活性差、修改和升级难度大,且无法适应次级通道和外界噪声的变化。自1980年以来,随着高性能数字信号处理器(Digitalsignalprocessor,DSP)的迅速发展,其相比于模拟控制器具有灵活性高,且可自适应改变控制参数的优点,可采用模块化设计,方便调试与后续功能升级。在主动降噪耳机的应用中,控制器越来越多地采用数字控制器。

(4)按控制参数,也即滤波系数是否实时更新,控制器可分为固定控制器和自适应控制器。固定控制器的控制参数固定不变,省却因参数更新引入的频繁运算,可节省电能从而提升耳机的续航时间。自适应控制器的滤波系数可跟踪环境噪声的变化并调整,达到对时变环境噪声的良好控制。但实时更新参数,增加了计算操作数,不利于节省电能、提升续航。


二、水床效应



YuSH和HuSJ[15]曾使用递归二次规划(RecursiveQuadraticProgramming,RQP)搜索IIR控制器的滤波矢量,的次优解。然而对于直接型IIR滤波器,需要提取其极点半径并施加约束,因此Lienard-Chipart准则被用于确保控制器的稳定,这增加了优化问题的复杂性。SeoJH等人[16]尝试先设计高阶的内模FIR控制器,再使用平衡模型截断(BalancedModelTruncation,BMT)近似和频率弯折(FrequencyWarping)技术,用级联双二阶IIR滤波器来替换FIR控制器。这也是间接的设计方法,虽然回避了直接设计方法引入的非凸优化难题,但不完美的转换致使降噪量产生了一定程度的损失。


四、前馈控制器设计


五、讨论

2.次级通道(无论物理还是虚拟)频响随佩戴松紧度变化的问题



图5不同受试者佩戴同一耳罩时的物理次级通道频响

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