Kombinierte Feedback- und adaptive Feedforward-Regelung für die aktive Lärmreduktion in einem Kommunikations-Headset

In Zusammenarbeit mit der Firma Sennheiser electronic, einem der führenden Hersteller von Lärmschutz-Abk.-Kopfhörern (Active Noise Control) erforschte das Institut für Mess-und Regelungstechnik der Leibniz Universität Hannover den Einsatz einer digital-adaptiven Regelung zur aktiven Lärmreduktion in Kornmunikations-Headsets. Irn Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein neues Regelungskonzept entwickelt, das dank einer kombinierten Feedback-Feedforward-Regelung eine aktive Lärmreduktion in einem Frequenzbereich bis zu 2 kHz ermöglicht. Dabei wird Änderungen im Spektrum des störenden Schalls und Variationen in dem benutzerabhängigen Sitz des Kopfhörers durch einen Adaptionsalgorithmus Rechnung getragen. Dieser passt kontinuierlich die Parameter des adaptiven Reglers an, um stets den maximalen Lärmschutz anzubieten. Das Buch beschreibt den akustischen Aufbau des Prototyps, die digitale Implementierungsplattform und das entwickelte Regelungskonzept. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Robustheit und der Praxistauglichkeit des Systems. Es werden Auswirkungen VOll praxisrelevanten Aspekten, wie der Implementierung in Festkommaarithmetik, den beschränkenden Charakteristiken realer Schallfelder oder den akustischen Störeffekten während des Betriebs eines ANC-Kopthörers auf Performance und Robustheit beleuchtet. Ferner werden neue Erweiterungsverfahren eingeführt, ihre Integration in das Regelungskonzept beschrieben und ihren Beitrag zur Gewährleistung eines wirkungsvollen, robusten und artefaktarmen Betriebs unter praxisrelevanten Bedingungen erläutert. Anschließend wird der entwickelte Prototyp experimentell validiert. In einer umfassenden Untersuchung werden sowohl objektive als auch subjektive Messgrößen zur Charakterisierung der Systemgüte erfasst. Die subjektiven Bewertungen werden mittels Probandenversuche gewonnen, wobei ein besonderer Wert auf das psychoakustischeEmpfinden gelegt wird. Abgerundet wird die experimentelle Validierung durch den Bericht über einen Feldtest, in dem die Funktionalität des Prototyps in einem typischen Anwendungsfall während eines Fluges im Innenraum einer Turboprop-Maschine getestet wird. Durch seine praxisnahe Ausrichtung eignet sich das Buch als Leitfaden für den Forschungsund Entwicklungsingenieur bei der Auslegung und Entwicklung adaptiver Systeme zur aktiven Lärmbekämpfung. Die beschriebenen Lösungen lassen sich aufAnwendungen zur aktiven Schwingungstilgung oder Strukturregelung übertragen.