Control and identification algorithms for acoustic noise reduction

Figwer, J.; Czyż, K.; Główka, T.; Kasprzyk, J.; Michalczyk, M. I.; Pawełczyk, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Control and identification algorithms for acoustic noise reduction

Autorzy

Figwer J. , Czyż K. , Główka T. , Kasprzyk J. , Michalczyk M. I. , Pawełczyk M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Algorytmy sterowania i identyfikacji w aktywnej redukcji hałasu

Języki publikacji

Abstrakty

The aim of the paper is to present main aspects of a research project on active noise reduction being performed at the Computer Control System Group, which is a part of the Institute of Automatic Control, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland. In particular, the following problems are dealt with: higher order spectra in off-line and on-line identification of electro-acoustic plants for active noise reduction systems; creating distributed local zones of quiet in a reverberant enclosure using two structures: based on spatially distributed transducers controlled by a central unit or implemented as decentralized systems; development and analysis of optimal and adaptive feedback systems for generating zones of quiet at desired locations; enhancement of active noise reduction efficiency using nonuniform signal sampling and oversampling techniques; design and implementation of a portable multi-channel active noise control platform.

W pracy zaprezentowano tematykę projektu badawczego poświęconego aktywnej redukcji hałasu, prowadzonego w Zakładzie Komputerowych Systemów Sterowania, w Instytucie Automatyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach. W szczególności omówiono następujące zagadnienia: wykorzystanie widm wyższych rzędów do identyfikacji w trybie off-line i on-line obiektów elektroakustycznych w układach aktywnej redukcji hałasu; tworzenie rozproszonych lokalnych stref ciszy w pomieszczeniach z pogłosem przy wykorzystaniu układów sterowania opartych na przestrzennie rozłożonych elementach wykonawczych sterowanych przez jednostkę centralną lub sterowanych w sposób zdecentralizowany; rozwój i analiza optymalnych i adaptacyjnych układów sterowania dla tworzenia stref ciszy w zadanych położeniach; zwiększenie efektywności układów aktywnej redukcji hałasu poprzez wykorzystanie technik nierównomiernego próbkowania oraz nadpróbkowania sygnałów, zaprojektowanie i wykonanie przenośnego wielokanałowego urządzenia PANC przeznaczonego do tworzenia lokalnych przestrzennych stref ciszy.

Słowa kluczowe

adaptive control identification active noise reduction higher order statistics signal sampling and recontruction

sterowanie adaptacyjne identyfikacja aktywna redukcja hałasu statystyki wyższych rzędów próbkowanie i rekonstrukcja sygnałów

Wydawca

AGH University of Science and Technology Press

Czasopismo

Mechanics / AGH University of Science and Technology

Rocznik

2007

Tom

Vol. 26, no. 2

Strony

78--86

Opis fizyczny

Bibliogr. 41 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Figwer J.

autor

Czyż K.

autor

Główka T.

autor

Kasprzyk J.

autor

Michalczyk M. I.

autor

Pawełczyk M.

Institute of Automatic Control, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland, jaroslaw.figwer@polsl.pl

Bibliografia

[1] Astrom K.J., Wittenmark B.: Computer Controlled Systems. Prentice Hall, 1990
[2] Bilinskis I, Mikelsons A.: Randomized Signal Processing. Prentice Hall International, 1992
[3] Bilinskis I., Mednieks I.: Introduction to digital alias free signal processing. Riga, Institute of Electronics and Computer Science 2001
[4] Czyż K.: Nonuniformly sampled active noise control system. Preprints of IFAC Workshop on Programmable Devices and Systems, Kraków, 2004, 351-355
[5] Czyż K.: A new active noise control system with nonuniform sampling. Proceedings of the 11th IEEE International Conference MMAR, 2005, 737-742
[6] Efron A., Han L.C.: Wide-area adaptive active noise cancellation. IEEE Transactions on Circuits and Systems, 41(6), 1994,405-409
[7] Elliott S.J.: Down with Noise, Practical control systems for combating audible noise show up in aerospace, general aviation, and military roles. IEEE Spectrum, 1999, 54-61
[8] Elliott S.J., Boucher C.C.: Interaction Between Multiple Feed forward Active Control Systems. IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, 2(4), 1994, 521-530
[9] Główka T, Figwer J.: Higher-order spectra for on-line Identification of ANC plants. Proceedings of the 13th International Congress on Sound and Vibration, Vienna, Austria, July 2-6, 2006 (CD)
[10] Główka T.: Model identification using higher-order spectra in the presence of non- Gaussian disturbances. Proceedings of the 12th IEEE International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje, Poland, August 28-31, 2006
[11] Główka T.: Mixed-order estimator. Proceedings of the 5th International PhD Students' Workshop Control & Information Technology IWCIT 2006, Gliwice, Poland, September 21-22, 2006
[12] Hansen C.H., Snyder S.D.: Active Control of Noise and Vibration. Cambridge University Press, 1997
[13] Kasprzyk J.: Komputerowe wspomaganie identyfikacji procesów. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Zeszyt Nr 1720, Gliwice, 2006 (in Polish)
[14] Kasprzyk J.: Linear Time-Invariant Model Identification Using Frequency-Domain Methods. Proceedings of the 12th IEEE International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje, Poland, August 28-31, 2006, 945-950
[15] Kestell C, Hansen C, Cazzolato B.: Active noise control with virtual sensors in a long narrow duet. International Journal of Acoustics and Vibration, vol. 5, no. 2, 2000, 63-76
[16] Kestell C, Cazzolato B., Hansen C: Active noise control in a free field with virtual sensors. Journal of the Acoustical Society of America, vol. 109, no. 1, 2001, 232-243
[17] Kuo S.M., Morgan D.R.: Active Noise Control Systems. Algorithms and DSP Implementations. N. York, J. Wiley & Sons 1996
[18] Leboucher E., Micheau P., Berry A., L'esperance A.: A stability analysis of a decentralized adaptive feedback active control system of sinusoidal sound in free space. Journal of Acoustical Society of America, 111(1), 2002, 189-199
[19] Lueg P: Process of silencing sound oscillation. U.S. Patent No. 2 043 416, 1936
[20] Michalczyk M.I.: Electro-Acoustic Plant Modeling for Active Noise Control Systems, Proc. of the 10th IEEE Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje, 2004, 1075-1081
[21] Michalczyk M.I.: Multichannel active noise control. Proceedings of IFAC Workshop on Programmable Devices and Systems PDS'04 Kraków, 2004, 366-371
[22] Michalczyk M.I.: Adaptive control algorithms for three-dimensional zones of quiet. Archives of Control Sciences, vol. 15, No 1, 2005, 53-82
[23] Michalczyk M.I.: Active noise control system creating distributed zones of quiet. Proceedings of the 12th IEEE Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics, Międzyzdroje, 2006
[24] Michalczyk M.I, Czyż K.: Active Noise Control with Moving Error Microphone: Preliminary Results. Proceedings of the 13th International Congress on Sound and Vibration, Vien, 2006 (CD)
[25] Niederliński A.: Układy wielowymiarowe automatyki. Podstawy teoretyczne. Warszawa, Wydawnictwa Naukowo Techniczne 1974 (in Polish)
[26] Nikias C.L., Petropulu A.P.: Higher-Order Spectra Analysis - A Nonlinear Signal Processing Framework. New Jersey, PTR Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, 1993
[27] Pawełczyk M.: Adaptive noise control algorithms for active headrest system. Control Engineering Practice, vol. 12, no. 9, 2004, 1101-1112
[28] Pawełczyk M.: Feedback Control of Acoustic Noise at Desired Locations. Gliwice, Silesian University of Technology Press, vol. 141, no. 1684, 2005
[29] Pawełczyk M.: Design and analysis of a virtual-microphone active noise control system. Proc. of the I2th Int. Congress on Sound and Vibration, Lisbon, 2005 (CD)
[30] Pawełczyk M.: Polynomial approach to design of feedback virtual-microphone active noise control system. Proceedings of the 13th International Congress on Sound and Vibration (ICSV2006), Vienna, 2006 (CD)
[31] Pawełczyk M.: An Adaptive Feedback Control System with the Filtered-Reference LMS Algorithm. Proceedings of the 12th IEEE Conference on Methods and Models and Automation and Robotics (MMAR2006), Międzyzdroje, 2006, 327-330
[32] Pawełczyk M.: A Factorization Approach to Design of a Feedback System for Reducing the Output Disturbance. Proceedings of the 12th IEEE Conference on Methods and Models and Automation and Robotics (MMAR2006), Międzyzdroje, 2006, 429-433
[33] Pawełczyk M.: On convergence and stability of adaptive active noise control systems. Archives of Acoustics, vol. 31, no. 4, 2006, 529-535
[34] Rafaely B.: Zones of quiet in a broadband diffuse sound field. J. Acoust. Soc. Am., vol. 110, no. 1, 2001, 296-302
[35] Renesas SuperH RISC engine SH7750 Series Hardware Manual Renesas, Ltd., 2004
[36] Serfling R.J.: Approximation Theorems for Mathematical Statistics. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1980
[37] Syed M., Vedula M.: DSP Capabilities of the SH4. Hitachi Semiconductor America, 2001
[38] Tseng W.K., Rafaely B., Elliott S.J.: Performance limits and real-time implementation of a virtual microphone active headrest. Proc. ACTIVE'02, Southampton, UK, 2002, 1231-1242
[39] Tugnait J.K., Zhou Y.: On Closed-Loop System Identification Using Polyspectral Analysis Given Noisy Input-Output Time-Domain Data. Automatica, 36, 2000, 1795-1808
[40] Vaudrey M.A., Baumann W.T., Saunders R.: Stability and operating constraints of adaptive LMS-feedback control. Automatica, vol. 39, 2003, 595-605
[41] Xilinx: Spartan-IIE 1.8VFPGA Family. Xilinx, Inc, 2004

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGH3-0009-0016