Controle ativo de ruído em dutos com os algoritmos Fx-LMS e Fu-LMS

Abstract

A exposição prolongada a ruídos, dependendo de sua intensidade e faixa de frequência pode gerar problemas relacionados à saúde auditiva assim como desconforto e eventuais acidentes de trabalho. O ruído está presente em todas as áreas de atuações desde domiciliares até industriais, o que torna relevante uma preocupação com a saúde auditiva a quem está sendo exposto. Dutos são meios inoportunos de transmissão de ruído importantes na indústria e geralmente são utilizados como sistema de ventilação, exaustão e climatização. Este trabalho apresenta uma avaliação e estudo sobre um sistema de controle ativo de ruído em dutos, ou seja, um sistema que visa atenuar o nível de ruído produzido por uma fonte sonora transmitida em um duto. Foram feitas medições para avaliar os índices de atenuação, através de um aparato experimental projetado com o uso de dutos, fonte de ruído, microfones, computador e alto-falantes (atuadores do sistema). Um software para gerenciamento das aquisições e envio dos sinais foi desenvolvido em ambiente Matlab e ao final, gráficos de espectros de bandas de frequência dos ruídos sem o sistema de controle ativo e com o sistema de controle ativo são apresentados, quantificando a atenuação. Em linhas gerais, o sistema de controle proposto obteve atenuações que dependem do tipo de ruído avaliado (monotonal, multitonal ou banda larga). Os níveis de atenuação chegam a 23 dB para o teste monotonal, contudo nos ensaios para ruído branco o sistema não apresentou atenuação satisfatória. O presente trabalho utilizou dois métodos de controle ativo de ruído: o algoritmo Filtered-x LMS e o Filtered-u LMS. Ao final, além dos resultados obtidos, possíveis melhorias são observadas e sugeridas para trabalhos futuros no que diz respeito a controle de ruído ativo em dutos.

Prolonged exposure to noise, depending on its intensity and frequency range, can cause problems related to hearing health as well as discomfort and possible accidents at work. Noise is present in all areas of activity from home to industrial, which makes a concern with hearing health relevant to those being exposed. Pipelines are inopportune means of transmitting noise in the industry and are generally used as a ventilation, exhaust and air conditioning system. In this work, a study and evaluation of an active noise control system in ducts is presented, that is, a system that aims to attenuate the noise level produced by a sound source through a duct. Measurements were made to evaluate the attenuation rates, through an experimental apparatus designed with the use of ducts, noise source, microphones, computer, and speakers (system actuators). Software for managing acquisitions and sending signals was developed in a Matlab environment and at the end, graphs of noise frequency band spectra without the active control system and with the active control system are presented, quantifying the attenuation. In general, the proposed control system obtained attenuations that depend on the type of noise evaluated (monotonal, multitonal or broadband). The attenuation levels reach 23 dB for the monotonal test, however in the tests for white noise the system did not present satisfactory attenuation. The present work used two methods of active noise control: the Filtered-x LMS algorithm and the Filtered-u LMS. In the end, in addition to the results obtained, possible improvements are observed and suggested for future work with regard to active noise control in ducts.