第一章绪论
1. 1引言
现实环境中存在着两种类型的噪声。一类是由随机扰动产生的，具有随机性，随机噪声的能量是平均分布在频带上，故而叫做宽带噪声，例如喷气飞机的低频噪声和爆炸时的脉冲噪声。另一类叫做窄带噪声，能量主要集中在特定的频率上，这类噪声与旋转性(或周期性)机械有关，所以也叫做周期性的或近似周期性的，例如交通运输中的内燃机噪声、在辅助能源的压缩机中、冰箱中和用于传输散装材料的工业真空泵中噪声等。
1. 2被动控制和主动控制
目前有两种控制噪声的方法:被动式和主动式。传统噪声控制方法就是使用的被动技术，如密封、屏蔽、以及削弱噪声的消音器。被动式消声器通过组合隔板和管道改变阻抗的思想来消除噪声(电抗式消声器)，或者通过在管道中安装吸声材料使声音传播能量损失掉的思想来消除噪声(抵消式消声器)。电抗式消声器可广泛应用于内燃机中的噪声消除，而抵消式噪声器可广泛应用于管道运输中的鼓风机噪声消除被动式消声器由于在宽频上具有很好的衰减能力而评价很高，但体积过大、价格昂贵、尤其在低频段的效果不是十分明显，因而被动式的消噪方法并不是经常被采用，而且假如在管道中村有气流，被动式消声器经常会带来一些不必要的返回压力。
为了克服这些问题，现在的注意力已经转移到主动噪声控制方法上。主动噪声控制系统包含一个电声设备来抵消不想要的噪声，通过产生一个幅值相等、相位相反的声音信号，与不想要的原始噪声信号进行叠加，结果两个声音信号就被同时消除。图1-1中有原始不想要的噪声信号，反噪声抵消信号、以及当它们被叠加后的残留声音信号。原始噪声被抵消的效果是取决于反噪声信号的幅值和相位准确度。
1. 3主动噪声控制的一般应用
主动控制技术的广泛应用主要是由于其与被动衰减技术相比具有更高的效率。主动抵消技术在小型容器中能获得更多的噪声衰减，尤其在低频段(小于600Hz)。因为在低频段时，采样频率比较低，而且仅允许平面波形传播，这样主动控制技术就占有很大的实际优势。
不断发展中的主动控制技术应用研究主要包括以下四类:
.管道噪声:一维管道系统，如空调管道、排气管道等。
.内部噪声:封闭空间内的噪声，如飞机、汽车、轮船车舱等。
.个人耳罩:内部噪声的紧凑形式。
.自由空间噪声:噪声发散到开放空间的情况。
在主动噪声控制技术发展中所得到的算法结构也可应用到主动振动控制系统中。主动振动控制系统是为有效的隔离来源于一系列设备振动，稳定处于振动干扰中的不同系统设备平台。随着主动振动控制系统的性能和可靠性不断在改进，成本在不断减小，主动式系统将会成为解决振动控制问题的首选方法。
1. 4主动噪声控制技术的发展
主动噪声控制技术的发展很快，它能明显改善噪声控制系统的性能，如尺寸、重量、体积和成本等。主动噪声抵消器的设计是使用麦克风和数字电路驱动的扬声器来发出反噪声波形，首先是由Lueg在1936年提出来的，但由于他只是提出ANc思想的一个基本轮廓，因而当时未有这种想法的实际应用系统。因为噪声源的信号与环境的特性不是固定的，频率值、幅值、相位和噪声传播速度不是静态的(时变的)，主动噪声控制系统必须是自适应的才能处理这些变化着的因素。
在数字信号处理领域中，有一类自适应系统，数字滤波器的系数通过调整使误差信号达到最小。在1981年，Burgess提出了一种基于自适应滤波器的管道噪声抵消系统，而后由于多功能DSP处理器和自适应信号处理算法的不断进步，有关主动噪声控制的研究也发展很快。主动噪声控制技术正在不断的发展中，包括自适应信号处理、传感器、数字信号处理硬件等内容，更为复杂的自适应滤波算法将得到更快的收敛速度和更好的噪声抵消效果，受外界因素的影响会更小。
当前的自适应主动噪声控制已是融物理学、电声(振声)学、测控技术、滤波技术、数字计算处理技术为一体综合性很强的一门应用技术。可以肯定，在这些应用领域研究中的每项新成果都有可能促进ANC技术向前突破，并且其它新技术成就的出现和发展正在不断地向着传统复杂的ANC系统提出挑战。
1. 5本文研究内容
许多现代主动噪声抵消系统都单纯着重于自适应信号处理，很少仔细考虑声音的特性。如果系统的声音特性设计未被充分研究，数字控制器也许就不能很好的去抑制不想要的噪声。而基于自适应滤波理论的主动噪声控制(ANC)系统发展于八十年代，但也只是在最近出现了功能强和廉价的数字信号处理器(DSP).
第三章 ANC系统算法............. 16-34
3．1 宽带前馈ANC系统............. 16-26
3．1．1 次通道~.............17-18
3．1．2 X-滤波最小均............. 18-21
3．1．3 带遗传因子FXLMS............. 21
3．1．4 噪声反馈效应............. 21-24
3．1．5 U滤波递归............. 24-26
3．2 窄带前馈ANC系统............. 26-31
3．2．1 波形综合法............. 27-28
3．2．2 自适应梳状滤波............. 28-30
3．2．3 多重频率的抵消............. 30-31
3．3 反馈型ANC系统............. 31-34
第四章 ANC系统实验研究............. 34-43
4．1 计算机仿真实验............. 34-39
4．1．1 单频正弦噪声............. 34-37
4．1．2 多频正弦噪声............. 37-39
4．2 ANC实验系统构建............. 39-43
4．2．1 一维通道实验............. 39-41
4．2．2 DSP系统开销............. 41
4．2．3 伪随机噪声和............. 41-43
第五章 DSP系统设计的具体............. 43-59
5．1 DSP系统硬件设计............. 43-49
5．1．1 采样频率和............. 43-44
5．1．2 相关性............. 44-45
5．1．3 因果性............. 45-46
5．1．4 实际限制与............. 46
5．1．5 自动增益控制器............. 46-47
5．1．6 抗混叠滤波器和重............. 47-48
5．1．7 模拟接口 .............48-49
5．2 ANC系统软件设计............. 49-59
5．2．1 自适应滤波器.............49-52
5．2．2 实时软件的............. 52-53
5．2．3 自适应滤波器............. 53-56
5．2．4 噪声抵消的观察............. 56
5．2．5 不同参数对算法.............56-59
结束语
综观ANC发展过程，可以说早期的好多努力不算是成功的，失败的原因可以概括如下:缺乏对具体声学特性的深刻理解，未能将实际声学问题融入ANC系统设计之中。缺乏从声学和控制学的综合角度，认识和理解ANC系统中存在的疑难问题。本文在充足考虑装置声音特性的基础上，对基于高速DSP的ANC系统的算法实现和硬件实验进行了具体研究与讨论，解决了系统设计时会碰到的许多实际问题，但这距离实际应用还有一段距离。为达到ANC技术的真正应用，将来的ANC研究还要向多通道、非适应、鲁棒等多种方面展开。
随着DSP等高速处理器件性能的不断提高，ANC系统设计的关键还是要考虑实际声音特性问题。考虑到实际噪声源都是具有一定频带宽度、时变频谱和空间分布的，这三个声源特性是具体实施ANC降噪不可回避的问题，因此ANC系统还必须努力解决好以下的问题: