Compensation of Loudspeaker Driver Nonlinearities Using Predictive and Feedback-Based Approaches

Falkesgaard, Heine ; Hundsdahl, Michael

10. term

Elektronik og IT, Kandidatuddannelsen (Spec. Intelligent Autonomous Systems)

2008

85

Afhandlingen undersøger, om harmonisk forvrængning (uønskede ekstra toner) i en højttalerenhed kan reduceres ved hjælp af regulering. En matematisk model analyseres og forenkles for at identificere de vigtigste ikke-lineære elementer, der skaber forvrængningen. På den baggrund designeres en styringsløsning bestående af en regulator (ikke-lineær kontrol med feedback-linearisering), en lukket kredsløbs-observatør (Kalman-filter til at estimere tilstande, der ikke kan måles direkte) og en adaptiv estimator. Estimatoren bruger koefficienter målt med en Klippel Analyzer til at bestemme modellens parametre. Simulationer viser, at kontrollen kan mindske ikke-lineariteten, men at fuldstændig fjernelse af harmonisk forvrængning kræver en højere samplingsfrekvens end først antaget. Observatøren blev testet og fundet tilstrækkelig til projektet. Afsluttende simuleringer viser, at ikke-lineariteterne ikke kan fjernes helt, men de kan reduceres betydeligt.

This thesis examines whether harmonic distortion (unwanted extra tones) in a loudspeaker driver can be reduced using control methods. A mathematical model is analyzed and simplified to identify the key nonlinear elements that cause the distortion. Based on this, a control scheme is designed consisting of a controller (nonlinear control using feedback linearization), a closed-loop observer (a Kalman filter to estimate system states that cannot be measured), and an adaptive estimator. The estimator uses coefficients measured with a Klippel Analyzer to determine model parameters. Simulations show the controller reduces nonlinearity, but fully removing harmonic distortion requires a higher sampling frequency than initially expected. The observer was tested and found sufficient for the project. Final simulations indicate that the nonlinearities cannot be eliminated completely, but they can be significantly reduced.

[This abstract was generated with the help of AI]

Loudspeaker ; Compensation ; Nonlinearities ; Extended Kalman Filter ; nonlinear control ; state estimation ; højtaler ; kompensering ; ulineariteter ; ulinear kontrol ; tilstands estimation

Download
View record in AAU Student Projects