Page 272 - 《振动工程学报》2025年第11期

2730 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

6 FxLMS TSK-FxLMS 60
编号9 PSO-TSK-FxLMS
4
50
2
幅值 0 ASPL / dB 40

−2
30
−4

−6 20
0 5 10 15 20 0 100 200 300 400 500
时间 / s 频率 / Hz
(a) 误差信号的波形 (b) 频谱特征
(a) Wave-forms of error signals (b) Spectral features

图 17 加速工况下不同 ANC 模型的试验结果
Fig. 17 Test results of different ANC algorithms under acceleration condition
正交试验
噪量（见表 8）；加速工况下，各模型的频谱响应呈现 9
PSO寻优
复 杂 特 征， 其 中 PSO-TSK-FxLMS 模 型 在 3 个 频 段 8
2
（0~60 Hz、340~400 Hz 和 360~500 Hz）均保持最低的 7
1
ASPL。表 8 的性能评估结果表明，PSO-TSK-FxLMS
0 6
模型的总体降噪量较正交试验前后的 TSK-FxLMS c
−1 5 正交组合试验方案
模型分别至少提高 0.6 和 1.5 dB，较标准 FxLMS 模型
−2 4
则提升 4.2 dB 以上。ANC 仿真试验验证了所建立 9
8 3
的 PSO-TSK-FxLMS 模型具有降噪优势。 −2 7
−1 0 4 5 6 b 2
表 8 不同 ANC 模型的试验降噪效果（单位：dB(A)） a 1 2 3 1
Tab. 8 Noise reduction performance of different ANC models (a) 三维空间
(a) 3D space
in tests (Unit: dB(A)) 9

9
工况 FxLMS TSK-FxLMS [17] 编号9 PSO-TSK-FxLMS 8
匀速 87.4 85.9 84.2 83.2 8
7
加速 87.1 83.8 82.9 82.3 7
6
b 6 5 正交组合试验方案
5 讨 论 5 4

4 3
本研究引入正交试验方法和 PSO 算法分别优化 2
3
TSK-FxLMS 模型的模糊控制增益参数，获得以下相 −2 −1 0 1 2 1
应的参数组合 [a, b, c]：正交试验编号 9 的 [2, 9, 0]，以 a
(b) XY平面
及匀速和加速工况的 [1.15895, 8.10235, –0.763085] 和 (b) XY plane
9
[1.74705, 8.2235, –0.75248]。 2
8
为探究这 2 种优化方法在多维参数空间解的关
联性，基于表 5 及上述优化参数组合，构建多维参数 1 7
空间分布图。图 18 表明，尽管正交试验（网格化广 6
域搜索）与 PSO 算法（迭代定向收敛）在参数空间探 c 0 5 正交组合试验方案
索策略上存在本质差异，但二者获得的优化解在空 4
−1
间分布上呈现显著邻近性：正交试验优化解（紫色圆 3
形）与 PSO 最优解（红色三角形）在多维空间上相接 2
−2
近，这验证了 PSO 在增益参数寻优轨迹的合理性，且 −2 −1 0 1 2 1
更 优 的 降 噪 性 能（ 见 表 8） 表 明 其 在 复 杂 的 非 线 性 a
(c) XZ平面
ANC 系统中更具全局寻优能力。 (c) XZ plane

9

2
1
正交组合试验方案

−1

2
−2
1

平面