MATLAB实现的LMS主动噪声控制系统仿真平台

资 源 简 介

该项目基于MATLAB构建了前馈式主动噪声控制系统，采用LMS自适应算法实时调整滤波器系数，模拟次级声源产生反相声波抵消原始噪声。系统提供噪声抑制效果和算法收敛过程的可视化分析，支持用户自定义噪声参数，适用于主动噪声控制算法的教学与研究。

详 情 说 明

基于LMS滤波器的主动噪声控制MATLAB建模仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于主动噪声控制的MATLAB建模仿真系统，核心是基于LMS自适应滤波算法实现单通道前馈式噪声控制。系统通过模拟参考传感器采集噪声信号，利用LMS算法动态调整滤波器系数，驱动次级声源产生与原始噪声相位相反的反相声波，实现声波干涉抵消。该系统能够直观展示噪声抑制效果、算法收敛过程及系统性能指标，为主动噪声控制算法的研究和教学提供可视化仿真平台。

功能特性

• 核心架构：实现完整的单通道前馈式主动噪声控制仿真回路。
• 自适应算法：集成LMS算法，实时动态更新滤波器权重系数以最小化残余误差。
• 声波抵消模拟：基于声波干涉原理，精确模拟次级声源产生反相声波抵消原始噪声的过程。
• 多维度可视化：提供残余误差信号的时域波形、频域谱分析，以及滤波器系数的收敛过程曲线。
• 自定义参数：支持用户灵活配置噪声信号特性、LMS算法参数（步长、阶数）、次级路径模型及仿真时长等。
• 性能评估：自动计算并显示系统的收敛速度、稳态误差和降噪量等关键性能指标。

使用方法

1. 参数设置：在运行主脚本前，于相应模块中设置仿真参数，包括噪声类型、采样频率、LMS步长因子、滤波器阶数等。
2. 运行仿真：执行主程序文件启动仿真。系统将自动生成噪声信号、模拟次级路径传递过程并执行LMS自适应滤波。
3. 结果分析：仿真结束后，系统将自动绘制残余误差信号、收敛曲线、降噪效果对比图等，并在命令行窗口输出性能指标。
4. 参数调整：根据初次仿真结果，可返回修改相关参数，重新运行以观察不同参数对系统性能的影响。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox

文件说明

主程序文件承载了系统的核心仿真流程，其功能主要包括：初始化仿真环境与全局参数；生成用户定义的原始噪声信号与参考信号；建立包含次级路径效应的前馈控制模型；执行LMS自适应算法迭代，实时更新滤波器权重；计算并记录残余误差以评估降噪效果；最终生成多幅可视化结果图并输出量化性能指标。