Estudo sobre o descasamento de frequência em sistemas de controle ativo de ruído para ruídos de banda estreita

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaEsta dissertação discute um problema inerente aos sistemas de controle ativo de ruído (active noise control - ANC) de topologia feedforward que visam atenuar exclusivamente ruídos acústicos de banda estreita (ruídos tonais). Nesse tipo de sistema, sensores de referência não acústicos (tacômetros, sensores ópticos, dentre outros) são utilizados para medir a frequência fundamental do ruído primário. Tal medida é utilizada para sintetizar sinais de referência senoidais que são processados por controladores adaptativos, os quais são responsáveis pela geração de um sinal de antirruído. Esse sinal, através de um transdutor, é inserido no domínio acústico visando se obter o cancelamento do ruído primário. Para essa classe de sistema de ANC é observada uma forte degradação de desempenho quando os sinais de referência são gerados com frequências distintas daquelas que compõem o ruído primário. Tal problema, comumente denominado descasamento de frequência, é o objeto principal dos estudos deste trabalho de pesquisa. Nesse contexto, os principais sistemas de ANC robustos ao problema de descasamento de frequência, encontrados na literatura, são estudados, culminando na proposta de um novo sistema com baixa sensibilidade a tal descasamento. Resultados de simulação atestam que o sistema proposto apresenta muito bom desempenho, especialmente quando o ruído a ser cancelado é não estacionário e o seu componente fundamental é o de maior potência.This dissertation presents an inherent problem of narrowband feedforward active noise control (ANC) systems. In this class of systems, nonacoustic reference sensors (tachometers, optic sensors, among others) are used to measure the fundamental frequency of the primary noise. The obtained measurement is used to synthesize sinusoidal reference signals that are processed by adaptive controllers, which are responsible for generating the antinoise signal. The antinoise is inserted into the acoustic environment by using a transducer, aiming to cancel the primary noise. In this class of ANC systems, a strong performance degradation is observed when the reference signals are synthesized with different frequencies of those that compose the primary noise. This problem, usually called frequency mismatch, is the main topic of study in this research work. In this context, the main ANC systems robust to frequency mismatch from the literature are dicussed as well as a new system exhibiting low sensibility to the frequency mismatch is proposed. Simulation results attest very good performance of the proposed system, particularly in scenarios in which the primary noise is nonstationary and its fundamental component has larger power