基于FXLMS算法的直升机旋翼主动噪声控制的研究
2023年电子技术应用第5期
吕收，李居伟，郭昕钰
（海军航空大学青岛校区，山东 青岛 266041）
摘要： 为了降低直升机旋翼噪声，采用FXLMS算法建立了直升机旋翼噪声主动控制系统模型。采用离线辨识方法对次级声路径进行辨识。利用旋翼转速信号构造声源参考信号，从而避免次级声源对参考信号的干扰。结合归一化算法与G-SVSLMS算法，提出一种改进的变步长算法。该算法不仅具有收敛速度快、稳态误差小的优点，而且适应参考信号时变的特点，参数选择方便。仿真研究了旋翼噪声，与G-SVSLMS算法相比，该算法具有更快的收敛速度，对参考信号变化的适应性更好，与归一化算法相比具有更小的稳态误差。结果表明，该算法能有效降低直升机旋翼噪声，在一定频率下降噪效果可达24.8 dB，同时提高了系统的稳定性。
中图分类号：TN911.72
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223080
中文引用格式： 吕收，李居伟，郭昕钰. 基于FXLMS算法的直升机旋翼主动噪声控制的研究[J]. 电子技术应用，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.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223080
中文引用格式： 吕收，李居伟，郭昕钰. 基于FXLMS算法的直升机旋翼主动噪声控制的研究[J]. 电子技术应用，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
直升机既可以垂直起降、悬停，又能够向任意方向飞行，这种特有的飞行能力使其在军事和民用领域得到了广泛应用。旋翼既是直升机的升力面和操纵面，同时也是直升机噪声的主要来源之一。旋翼噪声的存在会显著增大直升机舱室内的噪声水平，带来严重的环境噪声污染。强噪声环境会对直升机内机组人员的生理和心理造成危害。因此，如何有效地降低直升机噪声，保障直升机工作人员身心健康，已成为现代直升机需要重点关注的问题。
直升机噪声控制主要分为被动降噪方法和主动降噪方法，被动降噪主要采用先进旋翼桨尖、优化旋翼翼型布置、改变旋翼转速等方法，在一定程度上降低了旋翼噪声。但是，被动降噪方法效果有限，且对直升机不同飞行状态的适应性差；主动噪声控制方法适应性强，能够有效抵消低频段噪声，引起更多的研究者关注研究和探讨。
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作者信息：
吕收，李居伟，郭昕钰
（海军航空大学青岛校区，山东 青岛 266041）
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