JPH06161467A - Vibration reducing device - Google Patents

Vibration reducing device

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JPH06161467A
JPH06161467A JP4308658A JP30865892A JPH06161467A JP H06161467 A JPH06161467 A JP H06161467A JP 4308658 A JP4308658 A JP 4308658A JP 30865892 A JP30865892 A JP 30865892A JP H06161467 A JPH06161467 A JP H06161467A
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JP
Japan
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vibration
data
coefficient
frequency
residual
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JP4308658A
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Hiroyuki Iida
弘之 飯田
Zenji Shinobu
善治 信夫
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Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To adapt the device with simple constitution to high-speed processing by considering the propagation delay of a signal, which is caused by a suppressive vibration generating means and a residual vibration detecting means, by using a simple arithmetic expression. CONSTITUTION:An adaptive digital filter 8 includes a shift register composed of (n) registers 80-8n-1, a selector composed of (n) switches SWO-SWn-1, coefficient multipliers 90 and 91, an adder 93, a coefficient arithmetic part 94, and a delay data memory 95. A storage means is stored with data on the propagation delay caused by the suppressive vibration generating means and residual vibration detecting means as to respective vibration frequencies and 1st and 2nd coefficient data for considering the propagation delay are obtained from a 2nd simple predetermined arithmetic expression by using the propagation data obtained by referring to the storage means. Therefore, the propagation delay is brought into consideration, so the arithmetic quantity is reduced as compared with a conventional example which requires much arithmetic and consequently, the high-speed processing is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、振動緩和装置に関
し、特に、振動源から発せられる振動を抑制振動を与え
ることにより緩和する振動緩和装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration mitigation device, and more particularly to a vibration mitigation device for mitigating a vibration generated from a vibration source by applying a suppressing vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、送風機およびエンジンなどの
騒音を抑制する装置として、能動騒音制御装置が知られ
る。能動騒音制御装置は、騒音または振動と180度の
位相差を有し、かつ等しい振幅を有する音波または振動
を二次的に発生させ、干渉を引起こすことにより騒音ま
たは振動を抑制することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an active noise control device has been known as a device for suppressing noise of a blower and an engine. The active noise control device can suppress noise or vibration by secondarily generating sound waves or vibrations having a phase difference of 180 degrees with the noise or vibration and having the same amplitude, and causing interference. .

【0003】周期的な騒音の抑制に関する先行技術とし
て、 (1)WIDROW他による“Adaptive Noise Cancelling:Pr
inciples and Application”と題された論文(PROCEEDI
NGS OF THE IEEE,VOL.63,NO.12,December,1975) (2)特表平3−501317号公報 (3)中路他による「車室内音場特性に着目したこもり
音アクティブ制御技術の研究」と題された論文(日本機
械学会,No.910-52 ,シンポジウム講演論文集)等が知
られる。
Prior art relating to suppression of periodic noise is as follows: (1) "Adaptive Noise Canceling: Pr by WIDROW et al.
The paper entitled "Inciples and Application" (PROCEEDI
NGS OF THE IEEE, VOL.63, NO.12, December, 1975) (2) Tokuhyo 3-501317 (3) Nakaji et al. "Research on active muffled sound control technology focusing on sound field characteristics in vehicle interior , Etc. (Japanese Society of Mechanical Engineers, No.910-52, Symposium Proceedings) are known.

【0004】図11および図12は、能動騒音制御の原
理を説明するためのベクトル図および振動波形図であ
る。本願発明および上記の先行技術(1)ないし(3)
において、図11および図12に示された能動騒音制御
のための原理が用いられている。
11 and 12 are a vector diagram and a vibration waveform diagram for explaining the principle of active noise control. The present invention and the above prior arts (1) to (3)
In, the principle for active noise control shown in FIGS. 11 and 12 is used.

【0005】図11を参照して、ベクトルV0は騒音源
から発せられた騒音を示す。ベクトルV1は騒音源の振
動を示す。ベクトルV2はベクトルV1よりも位相が9
0度遅延されたベクトルを示す。ベクトルV3は騒音を
抑制するために付加されるべき逆位相付加音を示す。係
数H0およびH1は、逆位相付加音ベクトルV3を算出
するために用いられるもので、ベクトルV1およびV2
の絶対値にそれぞれ相当する。
Referring to FIG. 11, vector V0 indicates the noise emitted from the noise source. Vector V1 indicates the vibration of the noise source. The vector V2 has a phase 9 more than the vector V1.
The vector delayed by 0 degrees is shown. Vector V3 indicates an antiphase added sound that should be added to suppress noise. The coefficients H0 and H1 are used to calculate the antiphase added sound vector V3, and the vectors V1 and V2 are used.
Respectively corresponds to the absolute value of.

【0006】図12は、図11に示したベクトルV0な
いしV3の関係を時間軸上で表わしている。図12を参
照して、横軸は時間の経過を回転角度(度)で表わして
おり、縦軸は音圧レベルを示している。曲線C0は騒音
を示しており、曲線C1は騒音源の振動を示しており、
曲線C2は騒音源の振動C1の90度遅延された振動を
示しており、曲線C3は逆位相付加音を示している。
FIG. 12 shows the relationship between the vectors V0 to V3 shown in FIG. 11 on the time axis. Referring to FIG. 12, the horizontal axis represents the passage of time in terms of rotation angle (degrees), and the vertical axis represents the sound pressure level. The curve C0 shows the noise, and the curve C1 shows the vibration of the noise source,
The curve C2 shows the vibration of the noise source vibration C1 delayed by 90 degrees, and the curve C3 shows the antiphase added sound.

【0007】一般に、抑制されるべき騒音ベクトルV0
を知ることができない。したがって、能動騒音制御の原
理では、騒音源の振動ベクトルV1を検出し、ベクトル
V1から90度遅延されたベクトルV2を求め、これら
のベクトルV1およびV2から騒音を抑制するのに付加
されるべき逆位相付加音ベクトルV3が演算により求め
られる。演算により求められた逆位相付加音ベクトルV
3に基づいてスピーカから逆位相付加音が発せられ、こ
れにより騒音のレベルが緩和される。
Generally, the noise vector V0 to be suppressed
Can't know. Therefore, in the principle of active noise control, the vibration vector V1 of the noise source is detected, the vector V2 delayed by 90 degrees from the vector V1 is obtained, and the inverse of the vector V1 and V2 that should be added to suppress noise is determined. The phase-added sound vector V3 is calculated. Antiphase added sound vector V obtained by calculation
On the basis of No. 3, the speaker emits an anti-phase added sound, which reduces the noise level.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術例
(1)および(2)において開示された能動騒音制御装
置では、騒音源の振動の90度遅延された振動ベクトル
(すなわちV2)を得るため、フェーズド・ロックド・
ループ(以下「PLL」という)を必要とし、回路を複
雑化していた。また、先行技術例(1)および(2)で
は、2次付加音発生のためのスピーカ駆動経路における
時間遅延が考慮されていなかった。
In the active noise control device disclosed in the above-mentioned prior art examples (1) and (2), the vibration vector (that is, V2) delayed by 90 degrees of the vibration of the noise source is obtained. , Phased Locked
A loop (hereinafter referred to as "PLL") is required, and the circuit is complicated. Further, in the prior art examples (1) and (2), the time delay in the speaker drive path for generating the secondary additional sound was not considered.

【0009】一方、先行技術例(3)では、2次付加音
発生のためのスピーカ駆動経路における時間遅延を考慮
するため、追加のデジタルフィルタが必要とされ、それ
らがソフトウエアで構成されるため演算量が多く、その
結果高速処理に適していなかった。
On the other hand, in the prior art example (3), an additional digital filter is required because the time delay in the speaker drive path for generating the secondary additional sound is taken into consideration, and they are configured by software. The amount of calculation was large, and as a result, it was not suitable for high speed processing.

【0010】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたもので、簡単な構成でかつ高速処理に適した振
動緩和装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a vibration damping device having a simple structure and suitable for high-speed processing.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明に係る振動緩和
装置は、振動源から発せられた振動を予め定められたサ
ンプリング時間間隔でサンプルし、サンプルされた振動
データUn を出力するサンプリング手段と、サンプリン
グ手段から出力される振動データUn を予め定められた
サンプリング時間間隔でシフトし、n個の遅延された振
動データUn-1ないしU0 を出力するシフトレジスタ手
段と、振動データUn ないしU0 のうちほぼ90度の位
相差を有する第1および第2の振動データおよび第1お
よび第2の係数データを第1の予め定められた演算式に
適用することにより、振動抑制信号を出力する第1の演
算手段と、振動抑制信号に応答して、振動源から発せら
れる振動を抑制するための抑制振動を発する抑制振動発
生手段と、振動源から発せられた振動のうち抑制振動に
よって抑制されなかった残留振動を検出する残留振動検
出手段と、各振動周波数について抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延デー
タを記憶する記憶手段と、振動源から発せられる振動の
周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段に
より検出された周波数により決定される記憶手段内の伝
搬遅延データおよび残留振動検出手段により検出された
残留振動データを第2の予め定められた演算式に適用す
ることにより、第1の演算手段のための第1および第2
の係数データを出力する第2の演算手段とを含む。
A vibration damping device according to the present invention comprises a sampling means for sampling the vibrations emitted from a vibration source at a predetermined sampling time interval and outputting sampled vibration data U n. shifts at predetermined sampling time intervals vibration data U n outputted from the sampling means, to n pieces of no vibration data U n-1 delayed shift register means for outputting the U 0, vibration data U n To U 0 by applying the first and second vibration data and the first and second coefficient data having a phase difference of approximately 90 degrees to the first predetermined arithmetic expression, the vibration suppression signal is obtained. From the vibration source, the first calculation means for outputting, the suppression vibration generating means for generating the suppression vibration for suppressing the vibration emitted from the vibration source in response to the vibration suppression signal, and the vibration source. Residual vibration detection means for detecting residual vibration that is not suppressed by the suppressed vibration, and storage means for storing propagation delay data of signals generated in the suppressed vibration generation means and the residual vibration detection means for each vibration frequency. A frequency detection means for detecting the frequency of the vibration emitted from the vibration source, propagation delay data in the storage means determined by the frequency detected by the frequency detection means, and residual vibration data detected by the residual vibration detection means. The first and second calculation means for the first calculation means are applied to two predetermined calculation expressions.
Second calculation means for outputting the coefficient data of.

【0012】[0012]

【作用】この発明における振動緩和装置では、ほぼ90
度の位相差を有する第1および第2の振動データを得る
のにシフトレジスタ手段が用いられており、したがって
PLLを用いる場合と比較して構成が簡単化され得る。
これに加えて、記憶手段内に各振動周波数について抑制
振動発生手段および残留振動検出手段において生じる伝
搬遅延データが記憶されており、記憶手段を参照するこ
とにより得られる伝搬遅延データを用いて伝搬遅延を考
慮するための第1および第2の係数データが簡単な第2
の予め定められた演算式により得られる。したがって、
伝搬遅延を考慮するために多くの演算を必要とする従来
のものと比較して、演算量が減少され、その結果高速処
理が達成され得る。
In the vibration damping device according to the present invention, the vibration mitigating device
The shift register means is used to obtain the first and second vibration data having a phase difference of degrees, and therefore the configuration can be simplified as compared with the case of using the PLL.
In addition to this, the propagation delay data generated in the suppression vibration generation means and the residual vibration detection means for each vibration frequency is stored in the storage means, and the propagation delay data is obtained by referring to the storage means. The first and second coefficient data for considering
It is obtained by a predetermined arithmetic expression of. Therefore,
Compared with the conventional one, which requires a lot of calculation to consider the propagation delay, the amount of calculation is reduced, and as a result, high speed processing can be achieved.

【0013】[0013]

【実施例】図2は、この発明の一実施例を示す能動騒音
制御システムのブロック図である。図2に示した例で
は、この発明が送風機から発せられる騒音を抑制するた
めに適用された例を示している。図2を参照して、送風
機の動力源である回転機器1に、回転機器1の振動を検
出するための振動センサ12が取付けられる。振動セン
サ12を介して、回転機器1の回転周波数および振動ベ
クトルが検出される。検出された振動は、増幅器(図示
せず)を備えたフィルタ3を介してA/D変換器9に与
えられる。
2 is a block diagram of an active noise control system showing an embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to suppress noise emitted from a blower. Referring to FIG. 2, a vibration sensor 12 for detecting vibration of the rotating device 1 is attached to the rotating device 1 which is a power source of the blower. The rotation frequency and the vibration vector of the rotating device 1 are detected via the vibration sensor 12. The detected vibration is given to the A / D converter 9 via the filter 3 provided with an amplifier (not shown).

【0014】A/D変換器9において、予め定められた
サンプリング周期毎に振動がサンプルされ、振動データ
が適応型デジタルフィルタ8に与えられる。たとえば、
図2に示した能動騒音制御システムにおける回転機器1
の振動周波数が250ないし500Hzである場合で
は、サンプリング時間間隔が500Hzであるとする
と、サンプリング数は、250Hzにおいて20個、5
00Hzにおいて10個となる。
In the A / D converter 9, vibration is sampled for each predetermined sampling period, and vibration data is given to the adaptive digital filter 8. For example,
Rotating device 1 in the active noise control system shown in FIG.
In the case where the vibration frequency is 250 to 500 Hz, and the sampling time interval is 500 Hz, the number of samplings is 20 at 250 Hz, 5
It becomes 10 at 00 Hz.

【0015】適応型デジタルフィルタ8における演算処
理により、2次付加音信号が求められ、2次付加音信号
はフィルタ5内に設けられた増幅器(図示せず)を介し
てスピーカ6に与えられる。スピーカ6を介して、回転
機器1から発せられる騒音を抑制するための2次付加音
が発せられる。
A secondary additional sound signal is obtained by the arithmetic processing in the adaptive digital filter 8, and the secondary additional sound signal is given to the speaker 6 via an amplifier (not shown) provided in the filter 5. A secondary additional sound for suppressing noise generated from the rotating device 1 is emitted via the speaker 6.

【0016】誤差検出マイク4は、回転機器1から発せ
られた騒音および2次付加音の合成された残留騒音(ま
たは誤差)を検出し、フィルタ7に与える。フィルタ7
を介して残留騒音信号(または誤差信号)が適応型デジ
タルフィルタ8に与えられる。
The error detection microphone 4 detects the residual noise (or error) in which the noise emitted from the rotating device 1 and the secondary additional sound are combined, and gives it to the filter 7. Filter 7
The residual noise signal (or error signal) is given to the adaptive digital filter 8 via the.

【0017】図1は、図2に示した適応型デジタルフィ
ルタ8のブロック図である。図1を参照して、適応型デ
ジタルフィルタ8は、n個のレジスタ80ないし8n-1
によって構成されたシフトレジスタと、n個のスイッチ
SW0ないしSWn-1 によって構成されたセレクタと、
係数乗算器90および91と、加算器93と、係数演算
部94と、遅延データメモリ95とを含む。
FIG. 1 is a block diagram of the adaptive digital filter 8 shown in FIG. Referring to FIG. 1, the adaptive digital filter 8 includes n registers 80 to 8 n-1.
A shift register constituted by a switch and a selector constituted by n switches SW0 to SW n-1
It includes coefficient multipliers 90 and 91, an adder 93, a coefficient calculator 94, and a delay data memory 95.

【0018】シフトレジスタを構成する各レジスタ80
ないし8n-1 は、図2に示したA/D変換器9における
1つのサンプリング時間間隔に相当する時間遅延Z-1
有する。90度の時間長さに相当するレジスタの数は、
たとえば250Hzで5個、500Hzでは2または3
に相当する。図1に示した例では、90度の時間遅延が
2個のレジスタにより得られるものとしており、したが
ってスイッチSWn-2のみがオンしている。なお、図1
に示した例ではスイッチSW0ないしSWn-1が用いら
れているが、図1に示した適応型デジタルフィルタ8が
すべてソフトウエアにより構成される場合では、スイッ
チSW0ないしSWn-1 もソフトウエアにより実現さ
れ、機能的にスイッチとしての役割が果たされる。
Each register 80 constituting the shift register
Through 8 n-1 have a time delay Z -1 corresponding to one sampling time interval in the A / D converter 9 shown in FIG. The number of registers corresponding to a time length of 90 degrees is
For example, 5 at 250Hz, 2 or 3 at 500Hz
Equivalent to. In the example shown in FIG. 1, the 90 degree time delay is obtained by the two registers, so that only the switch SW n-2 is turned on. Note that FIG.
Although the switches SW0 to SW n-1 are used in the example shown in Fig. 1, when the adaptive digital filter 8 shown in Fig. 1 is entirely configured by software, the switches SW0 to SW n-1 are also software. And is functionally fulfilled as a switch.

【0019】セレクタ内のスイッチSW0ないしSW
n-1 のうちの1つがオンすることにより、遅延された騒
音データU0 ないしUn-1 の1つが係数乗算器90また
は係数演算部94に与えられる。遅延されていない騒音
データUn は係数乗算器91に与えられる。
Switches SW0 to SW in the selector
When one of n-1 is turned on, one of the delayed noise data U 0 to U n-1 is given to the coefficient multiplier 90 or the coefficient calculator 94. The undelayed noise data U n is given to the coefficient multiplier 91.

【0020】係数乗算器91は、振動データUn と係数
H1とを乗算し、乗算されたデータを加算器93に与え
る。係数乗算器90は、遅延振動データU0 ないしU
n-1 のうちの1つと係数H0とを乗算し、乗算されたデ
ータを加算器93に与える。加算器93は、2つの与え
られた乗算データを加算し、加算データを2次付加音信
号Yとして出力する。
The coefficient multiplier 91 multiplies the vibration data U n by the coefficient H1 and gives the multiplied data to the adder 93. The coefficient multiplier 90 uses the delayed vibration data U 0 to U
One of n-1 is multiplied by the coefficient H0, and the multiplied data is given to the adder 93. The adder 93 adds the two given multiplication data and outputs the addition data as a secondary additional sound signal Y.

【0021】係数演算部94では、係数乗算器90およ
び91での演算に用いられる係数H0およびH1を更新
するための演算を行なう。遅延データメモリ95は、2
次付加音発生経路における信号の伝搬遅延に関するデー
タを振動周波数毎に記憶している。遅延データメモリ9
5において記憶されたデータは、係数演算部94におけ
る係数更新のための演算処理において用いられる。
The coefficient calculator 94 performs an operation for updating the coefficients H0 and H1 used in the operations in the coefficient multipliers 90 and 91. The delay data memory 95 has 2
Data regarding the propagation delay of the signal in the next additional sound generation path is stored for each vibration frequency. Delay data memory 9
The data stored in 5 is used in the calculation process for updating the coefficient in the coefficient calculation unit 94.

【0022】騒音抑制制御のための基本的な動作は、シ
フトレジスタ,セレクタ,係数乗算器90および91な
らびに加算器93を用いて行なわれる。すなわち、現在
の騒音データUn に対し90度遅延された騒音データが
n-2 であると仮定すると、図1に示したスイッチSW
n-2 がオンし、したがって係数乗算器90および91
に、90度遅延された振動データUn-2 および現在の振
動データUn がそれぞれ与えられる。したがって、係数
乗算器90および91ならびに加算器93により、次式
による演算が行なわれ、加算器93の出力信号Yが2次
付加音信号として出力される。
The basic operation for noise suppression control is performed using the shift register, selector, coefficient multipliers 90 and 91, and adder 93. That is, assuming that the noise data delayed by 90 degrees with respect to the current noise data U n is U n−2 , the switch SW shown in FIG.
n-2 is turned on and therefore coefficient multipliers 90 and 91
, The vibration data U n−2 delayed by 90 degrees and the current vibration data U n are respectively given. Therefore, the coefficient multipliers 90 and 91 and the adder 93 perform the calculation according to the following equation, and the output signal Y of the adder 93 is output as a secondary additional sound signal.

【0023】Y=Un *H1+Un-2 *H0……(1) その結果、図11に示した原理図に基づいて、逆位相付
加音ベクトルV3が2次付加音信号Yとして得られる。
2次付加音信号Yに基づいて、スピーカ6から騒音を抑
制するための2次付加音が発せられる。
Y = U n * H1 + U n-2 * H0 (1) As a result, the antiphase additional sound vector V3 is obtained as the secondary additional sound signal Y based on the principle diagram shown in FIG.
Based on the secondary additional sound signal Y, the secondary additional sound for suppressing noise is emitted from the speaker 6.

【0024】図1に示した係数演算部94において、係
数更新のため次式により現わされた演算処理が行なわれ
る。
In the coefficient calculation unit 94 shown in FIG. 1, the calculation processing represented by the following equation is performed to update the coefficient.

【0025】 H1=H1′−2*α*Un-m *E……(2) H0=H0′−2*α*Un-2-m *E……(3) 上記の式(2)および(3)において、係数H1,H0
は更新された係数を示し、係数H1′およびH0′は更
新される前の古い係数を示す。また、αは正の小さな値
(たとえば0.01)であり、Eは図2に示したセンサ
4により検出される誤差データ(残留騒音データ)に相
当する。
H1 = H1′-2 * α * U nm * E (2) H0 = H0′-2 * α * U n-2-m * E (3) The above formula (2) and In (3), the coefficients H1 and H0
Indicates the updated coefficient, and the coefficients H1 'and H0' indicate the old coefficient before being updated. Further, α is a small positive value (for example, 0.01), and E corresponds to error data (residual noise data) detected by the sensor 4 shown in FIG.

【0026】データmは、図1に示した遅延データメモ
リ95において振動周波数毎に記憶されている。2次付
加音の発生経路における信号の遅延時間長さは、騒音の
周波数に応じて変化されるので、遅延データメモリ95
から騒音周波数に応じてデータmが読出される。
The data m is stored for each vibration frequency in the delay data memory 95 shown in FIG. Since the delay time length of the signal in the generation path of the secondary additional sound is changed according to the frequency of the noise, the delay data memory 95
The data m is read out according to the noise frequency.

【0027】なお、上記の式(1)では、入力振動デー
タUn に対し、90度遅延された振動データが図1に示
したレジスタ8n-2 から出力されるものと仮定してい
る。言換えると、90度遅延が2つのレジスタを介して
得られるものと仮定している。また、αは、騒音制御シ
ステムにおいて要求されるシステムの安定度または応答
性により決定される。
In the above equation (1), it is assumed that the vibration data delayed by 90 degrees with respect to the input vibration data U n is output from the register 8 n-2 shown in FIG. In other words, it is assumed that the 90 degree delay is obtained via two registers. Further, α is determined by the stability or responsiveness of the system required in the noise control system.

【0028】図3は、図1に示した適応型デジタルフィ
ルタにおいて用いられる2つの振動データの遅延時間差
と誤差(残留騒音)が安定収束するのに要する係数の更
新回数との間の関係を示すグラフである。図3を参照し
て、横軸は2つの振動データの遅延時間差(度)を示
し、縦軸は安定収束するのに要する係数の更新回数を示
している。図3からわかるように、係数を短時間で安定
収束させるためには遅延時間差が90度であることが最
も好ましいのであるが、必ずしも90度に固定する必要
はなく、約80度ないし100度の範囲内であれば、収
束するのに要する時間はそれほど変わらない。したがっ
て、現在の振動データUn とその90度遅延データ(図
1に示した例ではUn-2 )との間の遅延時間差は、ほぼ
90度に設定されれば十分である。
FIG. 3 shows the relationship between the delay time difference between the two vibration data used in the adaptive digital filter shown in FIG. 1 and the number of updates of the coefficient required for the error (residual noise) to converge stably. It is a graph. Referring to FIG. 3, the horizontal axis represents the delay time difference (degree) between the two vibration data, and the vertical axis represents the number of updates of the coefficient required for stable convergence. As can be seen from FIG. 3, it is most preferable that the delay time difference is 90 degrees in order to stably converge the coefficients in a short time, but it is not always necessary to fix it to 90 degrees, and it is not necessary to fix it to about 80 degrees to 100 degrees. Within the range, the time required for convergence does not change much. Therefore, it is sufficient that the delay time difference between the current vibration data U n and its 90-degree delay data (U n-2 in the example shown in FIG. 1) is set to about 90 degrees.

【0029】図4は、図1に示した適応型デジタルフィ
ルタにおける演算処理フローを示すフローチャートであ
る。図4を参照して、ステップ21において、図1に示
したシフトレジスタにより振動データがシフトされる。
したがって、1つのサンプリング時間間隔が経過した後
は、現在の振動データUn は遅延振動データUn-1 とし
て出力される。これと同時に、新しい振動データUn
最初のレジスタ8n-1に入力される。
FIG. 4 is a flow chart showing the arithmetic processing flow in the adaptive digital filter shown in FIG. Referring to FIG. 4, in step 21, the vibration data is shifted by the shift register shown in FIG.
Therefore, after one sampling time interval has elapsed, the current vibration data U n is output as the delayed vibration data U n-1 . At the same time, new vibration data U n is input to the first register 8 n-1 .

【0030】ステップ22において、遅延データメモリ
95が参照される。すなわち、現在の振動周波数を用い
て遅延データメモリ95が参照され、データmが読出さ
れる。
In step 22, the delay data memory 95 is referenced. That is, the delay data memory 95 is referenced using the current vibration frequency, and the data m is read.

【0031】ステップ23において、データmを前述の
式(2)および(3)に適用することにより、新しい係
数H1,H0が演算により求められる。
In step 23, new coefficients H1 and H0 are calculated by applying the data m to the above equations (2) and (3).

【0032】ステップ24において、新しい係数H1,
H0を前述の式(1)に適用することにより、2次付加
音データYが演算により求められる。
In step 24, the new coefficients H1,
By applying H0 to the above equation (1), the secondary additional sound data Y is obtained by calculation.

【0033】ステップ25において、得られた2次付加
音データYに基づいて、スピーカ6から2次付加音が発
生される。
In step 25, the secondary additional sound is generated from the speaker 6 based on the obtained secondary additional sound data Y.

【0034】ステップ25の後処理はステップ21に戻
り、ステップ21ないし25の処理が繰返される。これ
により、2つの係数H1,H0がいずれも0に収束し、
騒音抑制のための制御が行なわれる。
The process after step 25 returns to step 21, and the processes of steps 21 to 25 are repeated. As a result, the two coefficients H1 and H0 both converge to 0,
Control for noise suppression is performed.

【0035】図5は、式(2)および(3)により更新
された係数H1,H0の更新の経過を示すグラフであ
る。図5を参照して、横軸は係数H1の変化を示し、縦
軸は係数H0の変化を示す。図5からわかるように、係
数H1およびH0はいずれも速やかに収束する。
FIG. 5 is a graph showing the progress of updating the coefficients H1 and H0 updated by the equations (2) and (3). Referring to FIG. 5, the horizontal axis represents the change in coefficient H1, and the vertical axis represents the change in coefficient H0. As can be seen from FIG. 5, both the coefficients H1 and H0 quickly converge.

【0036】図6は、図5に示した係数H1,H0の更
新に対応する誤差データEのレベルの変化を示すグラフ
である。図6を参照して、横軸は係数H1,H0の更新
回数を示し、縦軸は誤差E(デシベル)を示している。
図6では、係数の更新前の誤差Eを0デシベルとしてい
る。図6からわかるように、誤差Eは安定して収束に向
かっている。
FIG. 6 is a graph showing changes in the level of the error data E corresponding to the updating of the coefficients H1 and H0 shown in FIG. With reference to FIG. 6, the horizontal axis represents the number of updates of the coefficients H1 and H0, and the vertical axis represents the error E (decibel).
In FIG. 6, the error E before updating the coefficient is 0 dB. As can be seen from FIG. 6, the error E is stably converging.

【0037】図7は、式(2)および加算におけるデー
タmを考慮しない場合の係数H1,H0の更新の経過を
示すグラフである。図7に示した例では、遅延時間差も
図1に示した1つのレジスタ分ずれているので、係数H
1,H0が不安定に変化し、収束するのに長い時間を要
する。
FIG. 7 is a graph showing the process of updating the coefficients H1 and H0 when the equation (2) and the data m in the addition are not considered. In the example shown in FIG. 7, the delay time difference is also shifted by one register shown in FIG.
1, H0 changes unstablely, and it takes a long time to converge.

【0038】図8は、図7に示した係数H1,H0の更
新に対応する誤差データEのレベルの変化を示すグラフ
である。図8を図6と比較するとわかるように、誤差E
は一時的に大きくなることもありしたがって不安定で、
収束に要する時間が長いことがわかる。
FIG. 8 is a graph showing changes in the level of the error data E corresponding to the updating of the coefficients H1 and H0 shown in FIG. As can be seen by comparing FIG. 8 with FIG. 6, the error E
Can be temporarily large and therefore unstable,
It can be seen that the time required for convergence is long.

【0039】以下の記載では、遅延データメモリ95内
にストアされるべきデータmについて説明する。2次付
加音の発生経路においては、前述のように振動周波数に
応じて変化する伝搬遅延が生じる。したがって、予めこ
の伝搬遅延を計測しておき、伝搬遅延データが遅延デー
タメモリ95内に記憶される。
In the following description, the data m to be stored in the delay data memory 95 will be described. As described above, the propagation delay that changes according to the vibration frequency occurs in the generation path of the secondary additional sound. Therefore, this propagation delay is measured in advance and the propagation delay data is stored in the delay data memory 95.

【0040】より具体的には、計測モードにおいて、図
2に示した適応型デジタルフィルタ8から正弦波信号を
信号Yとして出力し、図2に示したフィルタ5,スピー
カ6,マイク4,フィルタ7を介して適応型デジタルフ
ィルタ8に戻る経路における信号の遅延時間を計測す
る。この経路において生じる遅延は、スピーカ6からマ
イク4への空気伝搬遅延も含まれている。また、フィル
タ5および7には増幅器(図示せず)が含まれているの
で、これらの遅延も計測に含まれている。上記の経路に
おける遅延時間は各振動周波数毎に計測される。
More specifically, in the measurement mode, the sine wave signal is output as the signal Y from the adaptive digital filter 8 shown in FIG. 2, and the filter 5, the speaker 6, the microphone 4, and the filter 7 shown in FIG. The delay time of the signal in the path returning to the adaptive digital filter 8 via is measured. The delay caused in this path includes the air propagation delay from the speaker 6 to the microphone 4. Also, because filters 5 and 7 include amplifiers (not shown), these delays are also included in the measurement. The delay time in the above path is measured for each vibration frequency.

【0041】たとえば、振動データUのサンプリング周
波数が5000Hzであると仮定すると、図1に示した
1つのレジスタによる遅延時間長さは200μsecと
なる。そこで、500Hzの正弦波信号を出力信号Yと
して発生し、上記の経路における時間遅延を計測すると
図9に示した計測結果が得られる。
For example, assuming that the sampling frequency of the vibration data U is 5000 Hz, the delay time length by one register shown in FIG. 1 is 200 μsec. Therefore, if a 500 Hz sine wave signal is generated as the output signal Y and the time delay in the above path is measured, the measurement result shown in FIG. 9 is obtained.

【0042】図9を参照して、横軸は正弦波信号の周波
数(kHz)を示し、縦軸は遅延時間(msec)を示
す。ここでいう遅延時間は、信号Y(正弦波信号)と誤
差信号Eとの間について、図10に示されるように規定
されている。
Referring to FIG. 9, the horizontal axis represents the frequency (kHz) of the sine wave signal, and the vertical axis represents the delay time (msec). The delay time here is defined between the signal Y (sine wave signal) and the error signal E as shown in FIG.

【0043】したがって、各周波数毎の遅延時間を考慮
に入れて、式(2)および(3)において用いられるべ
きデータmを求めると、一例として次の表1に示したデ
ータが得られる。このデータが図1に示した遅延データ
メモリ95において記憶される。
Therefore, when the data m to be used in the equations (2) and (3) is obtained in consideration of the delay time for each frequency, the data shown in the following Table 1 is obtained as an example. This data is stored in the delay data memory 95 shown in FIG.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】したがって、遅延データメモリ95内に表
1に示したデータが記憶されているので、式(2)およ
び(3)を用いて係数H1およびH0が演算される際
に、振動周波数に基づいてデータmが読出され、読出さ
れたデータmを用いて演算が行なわれる。
Therefore, since the data shown in Table 1 is stored in the delay data memory 95, the coefficients H1 and H0 are calculated based on the vibration frequency when the equations (2) and (3) are used. The data m is read by using the read data m, and an operation is performed using the read data m.

【0046】このように、図2に示した能動騒音制御シ
ステムにおいて図1に示した適応型デジタルフィルタ8
を用いると、90度の時間遅延を有する振動データが簡
単な構成、すなわちシフトレジスタを介して得ることが
できる。これに加えて、2次付加音発生および残留騒音
検出経路における信号の伝搬遅延を、式(2)および
(3)を用いて簡単に考慮し得るので、少ない演算量
で、したがって高速処理に適した能動騒音制御システム
が得られる。
As described above, in the active noise control system shown in FIG. 2, the adaptive digital filter 8 shown in FIG.
With, the vibration data with a time delay of 90 degrees can be obtained via a simple structure, ie a shift register. In addition to this, since the propagation delay of the signal in the secondary additional sound generation and the residual noise detection path can be easily considered by using the equations (2) and (3), a small amount of calculation is required, and therefore, it is suitable for high-speed processing. An active noise control system is obtained.

【0047】上記の実施例では、この発明が能動騒音制
御システムに適用される例を示したが、この発明は一般
に振動源から発せられる振動を抑制するための振動緩和
装置に広く適用できることが指摘される。
In the above embodiments, the present invention is applied to the active noise control system, but it is pointed out that the present invention can be widely applied to the vibration damping device for suppressing the vibration generated from the vibration source. To be done.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シフ
トレジスタ手段を用いてほぼ90度の位相差を有する2
つの振動データが得られ、しかも抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延を簡
単な演算式を用いて考慮することができるので、簡単な
構成でかつ高速処理に適した振動緩和装置が得られた。
As described above, according to the present invention, the shift register means is used to provide a phase difference of approximately 90 degrees.
Since one vibration data can be obtained and the propagation delay of the signal generated in the suppressed vibration generating means and the residual vibration detecting means can be taken into consideration by using a simple arithmetic expression, the vibration relaxation suitable for high-speed processing is simple. The device is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図2に示した能動騒音制御システムにおいて用
いられる適応型デジタルフィルタのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an adaptive digital filter used in the active noise control system shown in FIG.

【図2】この発明の一実施例を示す能動騒音制御システ
ムのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of an active noise control system showing an embodiment of the present invention.

【図3】図1に示した適応型デジタルフィルタにおいて
用いられる2つの振動データの遅延時間差と誤差が安定
収束するのに要する係数の更新回数との間の関係を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a delay time difference between two vibration data used in the adaptive digital filter shown in FIG. 1 and the number of update times of coefficients required for the error to converge stably.

【図4】図1に示した適応型デジタルフィルタにおける
演算処理のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a calculation process in the adaptive digital filter shown in FIG.

【図5】演算式(2)および(3)により更新された係
数H1およびH0の更新の経過を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the progress of updating the coefficients H1 and H0 updated by the arithmetic expressions (2) and (3).

【図6】図5に示した係数の更新に対応する誤差Eの変
化を示すグラフである。
6 is a graph showing a change in error E corresponding to the updating of the coefficient shown in FIG.

【図7】演算式(2)および(3)におけるデータmを
考慮しない場合の係数H1およびH0の更新の経過を示
すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the progress of updating the coefficients H1 and H0 when the data m in the arithmetic expressions (2) and (3) is not considered.

【図8】図7に示した係数の更新に対応する誤差Eの変
化を示すグラフである。
8 is a graph showing a change in error E corresponding to the updating of the coefficient shown in FIG.

【図9】振動周波数と2次付加音発生および残留騒音検
出経路において生じる時間遅延との間の計測結果を示す
グラフである。
FIG. 9 is a graph showing a measurement result between a vibration frequency and a time delay occurring in a secondary additional sound generation and a residual noise detection path.

【図10】図9に示した遅延時間を規定するグラフであ
る。
10 is a graph defining the delay time shown in FIG.

【図11】能動騒音制御の原理を説明するためのベクト
ル図である。
FIG. 11 is a vector diagram for explaining the principle of active noise control.

【図12】能動騒音制御の原理を説明するための振動波
形図である。
FIG. 12 is a vibration waveform diagram for explaining the principle of active noise control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転機器 2 振動センサ 3,5,7 フィルタ 4 誤差検出用マイク 6 スピーカ 8 適応型デジタルフィルタ 9 A/D変換器 90,91 係数乗算器 93 加算器 94 係数演算部 95 遅延データメモリ 80ないし8n-1 レジスタ SW0ないしSWn-1 スイッチ U,Un ないしU0 振動データ E 誤差信号 Y 2次付加音信号1 Rotating Device 2 Vibration Sensor 3, 5, 7 Filter 4 Error Detection Microphone 6 Speaker 8 Adaptive Digital Filter 9 A / D Converter 90, 91 Coefficient Multiplier 93 Adder 94 Coefficient Calculation Unit 95 Delay Data Memory 80 to 8 n-1 register SW0 to SW n-1 switch U, U n to U 0 Vibration data E Error signal Y Secondary additional sound signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動源から発せられる振動を緩和する振
動緩和装置であって、 振動を予め定められたサンプリング時間間隔でサンプル
し、サンプルされた振動データUn を出力するサンプリ
ング手段と、 前記サンプリング手段から出力される振動データUn
前記予め定められたサンプリング時間間隔でシフトし、
n個の遅延された振動データUn-1 ないしU0を出力す
るシフトレジスタ手段と、 前記振動データUn ないしU0 のうちほぼ90度の位相
差を有する第1および第2の振動データおよび第1およ
び第2の係数データを第1の予め定められた演算式に適
用することにより、振動抑制信号を出力する第1の演算
手段と、 振動抑制信号に応答して、前記振動源から発せられる振
動を抑制するための抑制振動を発する抑制振動発生手段
と、 前記振動源から発せられた振動のうち前記抑制振動によ
って抑制されなかった残留振動を検出する残留振動検出
手段と、 各振動周波数について前記抑制振動発生手段および前記
残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延データ
を記憶する記憶手段と、 前記振動源から発せられる振動の周波数を検出する周波
数検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数により決定
される前記記憶手段内の伝搬遅延データおよび前記残留
振動検出手段により検出された残留振動データを第2の
予め定められた演算式に適用することにより、前記第1
の演算手段のための前記第1および第2の係数データを
出力する第2の演算手段とを含む、振動緩和装置。
1. A vibration mitigation device for mitigating vibration emitted from a vibration source, comprising: sampling means for sampling vibration at a predetermined sampling time interval, and outputting sampled vibration data U n ; The vibration data U n output from the means is shifted at the predetermined sampling time interval,
shift register means for outputting n pieces of delayed vibration data U n-1 to U 0 , first and second vibration data having a phase difference of approximately 90 degrees among the vibration data U n to U 0 , and A first calculation means for outputting a vibration suppression signal by applying the first and second coefficient data to a first predetermined calculation expression; and a signal generated from the vibration source in response to the vibration suppression signal. Suppressed vibration generating means for generating suppressed vibration for suppressing the generated vibration, residual vibration detection means for detecting residual vibration not suppressed by the suppressed vibration among the vibrations emitted from the vibration source, and for each vibration frequency Storage means for storing propagation delay data of signals generated in the suppressed vibration generation means and the residual vibration detection means, and a frequency for detecting a frequency of vibration emitted from the vibration source. The detection means and the propagation delay data in the storage means determined by the frequency detected by the frequency detection means and the residual vibration data detected by the residual vibration detection means are applied to a second predetermined arithmetic expression. By doing the first
And a second arithmetic means for outputting the first and second coefficient data for the arithmetic means of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09274489A (en) * 1996-04-04 1997-10-21 Canon Inc Noise suppressing device
CN105510066A (en) * 2015-11-25 2016-04-20 长兴昇阳科技有限公司 Adaptive-noise-reduction-algorithm-based same-class rotary machinery system fault diagnosis method

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