JPH0844377A - Adaptive control method for periodic signal - Google Patents

Adaptive control method for periodic signal

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JPH0844377A
JPH0844377A JP6201384A JP20138494A JPH0844377A JP H0844377 A JPH0844377 A JP H0844377A JP 6201384 A JP6201384 A JP 6201384A JP 20138494 A JP20138494 A JP 20138494A JP H0844377 A JPH0844377 A JP H0844377A
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JP
Japan
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phase
signal
amplitude
phik
control method
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Application number
JP6201384A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanao Ebata
正直 江端
Takeshi Usagawa
毅 宇佐川
Hiroyuki Ichikawa
浩幸 市川
Katsuhiro Goto
勝博 後藤
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Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the signal elimination characteristic of a system without bringing about the deterioration of an operation precision affected by the increas ing of the sampling cycle of a periodic signal. CONSTITUTION:An instant square mean error J is calculated as to a sine wave output having an amplitude phik, a phase phik and an angular frequency omega and then gradient vectors nabla n are calculated by executing partial differentiations of the error J by filter coefficients Wi(n) being functions of the amplitude phik and the phase phik. Then, products between a step-size parametermu and gradient vectors nabla n are subtracted from filter coefficients Wi(n). Consequently, the updated equation of the filter coefficients is obtained. The sine wave output is determined by the amplitude phik and the phase phik of the updated equation. Thus, an arithmetic operation is made possible only from a fundamental cycle and a convolution arithmetic operation for generating filter coefficients and reference signals is also made unnecessary. Moreover, an operation time is not shortened by the increasing of a frequency because the sampling cycle is constant.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周期性信号の適応制御
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive control method for periodic signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、各種騒音や振動等に対するアクテ
ィブキャンセルシステムとして適応デジタルフィルタ技
術が利用されており、特にFilterdーX LMS
アルゴリズムが広く利用されている。しかし、Filt
erdーX LMSアルゴリズムにおいては、参照信号
を生成する際に、畳み込み演算が必要になり、系のイン
パルス応答を適正に実現するためにはサンプリング周期
によって異なる多数のタップ数が必要になり、処理デー
タが膨大になり、これに伴うフィルタ係数の演算もタッ
プ数分の畳み込み演算が必要になる。特に、複数の入出
力信号を扱う場合は、このような演算量の増加が一層顕
著になり、フィルタ係数の適正な収束特性が得られない
おそれがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, adaptive digital filter technology has been used as an active cancellation system for various noises and vibrations, and in particular, Filtered-X LMS.
Algorithms are widely used. But Filt
In the erd-X LMS algorithm, a convolution operation is required when generating the reference signal, and a large number of taps that differ depending on the sampling period are required to properly realize the impulse response of the system. Becomes enormous, and consequent calculation of filter coefficients is required for the number of taps. In particular, when handling a plurality of input / output signals, such an increase in the amount of calculation becomes more remarkable, and there is a possibility that proper convergence characteristics of the filter coefficient may not be obtained.

【0003】これに対し、FilterdーX LMS
アルゴリズムの演算量を削減する目的で開発されたの
が、仮想入力信号をプロセッサ内部で生成することによ
り、畳み込み演算を不要とした同期式適応アルゴリズム
(SynchronizedFilterdーX Al
gorithm、以下、SFXと記す)である。SFX
は、周期性の信号または擬周期性の信号を対象としてお
り、周期性入力信号の基本周期と同期したインパルス列
をプロセッサ内部で生成し、これを仮想入力としてFi
lterdーX LMSアルゴリズムを適用できるよう
にしたものである。SFXは、時刻nにおいて基本周期
に同期した仮想入力x(n)を以下に示す数1のインパ
ルス列と仮定している。
On the other hand, Filtered-X LMS
It was developed for the purpose of reducing the amount of calculation of the algorithm. By generating a virtual input signal inside the processor, a synchronous adaptive algorithm (SynchronizedFiltered-X Al) that does not require convolution calculation is developed.
gorithm, hereinafter referred to as SFX). SFX
Target a periodic signal or a pseudo-periodic signal, generate an impulse train synchronized with the fundamental period of the periodic input signal inside the processor, and use this as a virtual input for Fi
The lterd-X LMS algorithm can be applied. SFX assumes that the virtual input x (n) synchronized with the basic cycle at time n is an impulse train of the following equation 1.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】ここで、δは、クロネッカデルタ(Kro
necker δ)で、下記数2に示すものである。
Here, δ is the Kronecker delta (Kro
Necker δ), which is shown in the following Expression 2.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】このときのフィルタ出力y(n)は下記数
3で表される。
The filter output y (n) at this time is expressed by the following expression 3.

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】ここで、Wi(n)はフィルタ係数、Nは
周期性入力信号1周期あたりのサンプリングポイント、
LはWのタップ長を表す。そして、N=Lが常に成立す
る場合には、数3は下記数4のようになる。
Here, Wi (n) is a filter coefficient, N is a sampling point per one cycle of the periodic input signal,
L represents the tap length of W. Then, when N = L is always satisfied, Expression 3 becomes Expression 4 below.

【0010】[0010]

【数4】 [Equation 4]

【0011】ここで、()nmodNは、Nを法とする
整数値を意味する。一方、制御対象であるシステムの応
答Hは、J次のFIRフィルタとして表せるとし、j番
目のフィルタ係数をh(j)とする。このとき、Fil
terdーX LMSアルゴリズムで必要とされる加重
参照信号r(n)は下記数5で表される。
Here, () nmodN means an integer value modulo N. On the other hand, it is assumed that the response H of the system to be controlled can be represented as a J-th order FIR filter, and the j-th filter coefficient is h (j). At this time, Fil
The weighted reference signal r (n) required by the terd-X LMS algorithm is represented by the following Expression 5.

【0012】[0012]

【数5】 (Equation 5)

【0013】そして、数5は、上記数1及び数2を用い
ることにより、下記数6のように表される。
The expression 5 is expressed as the following expression 6 by using the above expressions 1 and 2.

【0014】[0014]

【数6】 (Equation 6)

【0015】従って、加重参照信号r(n)は、システ
ムHのインパルス応答h(n)をN点(信号音1周期
分)シフトして次々加算して合成された信号である。こ
こで、誤差信号e(n)を用いて二乗平均誤差J=E
[e2(n)] が最小になるようにフィルタ係数Wnを
更新し続けるとすると、その更新式は、下記数7のよう
に表される。
Therefore, the weighted reference signal r (n) is a signal synthesized by shifting the impulse response h (n) of the system H at N points (one signal tone period) and adding them one after another. Here, using the error signal e (n), the root mean square error J = E
Assuming that the filter coefficient Wn is continuously updated so that [e 2 (n)] is minimized, the update formula is expressed by the following Expression 7.

【0016】[0016]

【数7】 (Equation 7)

【0017】ここで、μはステップサイズパラメータで
あり、▽は勾配ベクトルを表し、Wnと▽は、各々下記
数8、数9によって表される。
Here, μ is a step size parameter, ∇ represents a gradient vector, and Wn and ∇ are represented by the following equations 8 and 9, respectively.

【0018】[0018]

【数8】 Wn =[wn,o ,wn,1 ,wn,2 ,・・・,wn,N-1 ]T ## EQU8 ## Wn = [wn, o, wn, 1, wn, 2, ..., wn, N-1] T

【0019】[0019]

【数9】 [Equation 9]

【0020】加重参照信号ベクトルRnを下記数10の
ように表し、図7を参照することにより、瞬間二乗誤差
2(n) を用いて勾配ベクトル▽の推定量を算出す
る。まず、e(n)は、下記数11のように表される。
The weighted reference signal vector Rn is expressed by the following equation (10), and by referring to FIG. 7, the estimated amount of the gradient vector ∇ is calculated using the instantaneous square error e 2 (n). First, e (n) is represented by the following Expression 11.

【0021】[0021]

【数10】 Rn =[rn ,rn-1 ,rn-2 ,・・・,rn-N+1 ]T ## EQU10 ## Rn = [rn, rn-1, rn-2, ..., rn-N + 1] T

【0022】[0022]

【数11】 [Equation 11]

【0023】数9及び数11により勾配ベクトル▽の推
定量を算出すると下記数12のように表される。
When the estimated amount of the gradient vector ∇ is calculated by the equations 9 and 11, the following equation 12 is obtained.

【0024】[0024]

【数12】 (Equation 12)

【0025】従って、フィルタ係数の更新式は、下記数
13で表される。
Therefore, the update formula of the filter coefficient is expressed by the following expression 13.

【0026】[0026]

【数13】Wn+1 =Wn +2μRn e(n)[Equation 13] Wn + 1 = Wn + 2 μRn e (n)

【0027】以上のように、SFXアルゴリズムを用い
ることにより、適応信号の生成及び参照信号の生成は必
要なものだけでよく、畳み込み演算が不要になるため、
FilterdーX LMSアルゴリズムに較べて演算
量を削減させることができる。そのため、サンプリング
周期をより速く設定することができるので、制御能力の
向上を図ることができる。
As described above, by using the SFX algorithm, it is only necessary to generate the adaptive signal and the reference signal, and the convolution operation becomes unnecessary.
The amount of calculation can be reduced as compared with the Filtered-X LMS algorithm. Therefore, the sampling cycle can be set faster, and the control capability can be improved.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記SFXア
ルゴリズムの場合、例えば自動車のエンジン音や振動と
いった周期性を持った信号処理において、周波数の上昇
に同期してサンプリング周期も上昇するため、インパル
ス応答のタップ数もこれに伴って次数を高くする必要が
生じる。その結果、これらの処理に要する時間の増大と
サンプリング周期の上昇に伴って演算に利用できる時間
が短くなることによる演算精度の低下等の問題が生じ
る。本発明は、上記した問題を解決しようとするもの
で、周期性信号のサンプリング周期の上昇に伴う演算精
度の低下をもたらすことなく、システムの信号除去特性
の向上が可能な周期性信号の適応制御方法を提供するこ
とを目的とする。
However, in the case of the SFX algorithm described above, in signal processing having a periodicity such as engine sound and vibration of an automobile, for example, the sampling period also rises in synchronization with the rise of the frequency, so the impulse response is increased. The number of taps of will need to be increased accordingly. As a result, problems such as a decrease in calculation accuracy occur due to a decrease in the time available for calculation as the time required for these processes increases and the sampling cycle increases. The present invention is intended to solve the above-mentioned problem, and adaptive control of a periodic signal capable of improving the signal removal characteristic of the system without causing a decrease in calculation accuracy due to an increase in the sampling period of the periodic signal. The purpose is to provide a method.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、上記請求項1に係る発明の構成上の特徴は、周期性
信号の特定周波数成分を除去する適応制御方法であっ
て、正弦波出力信号を含む関数の二乗で表される評価関
数を、同出力信号の振幅と位相の関数であるフィルタ係
数Wによって偏微分することにより勾配ベクトルを求
め、勾配ベクトルに一定数を掛け合わせたものを前記フ
ィルタ係数から減算することにより、時刻の経過毎のフ
ィルタ係数を更新し、更新されたフィルタ係数の振幅と
位相により、正弦波出力信号の振幅と位相を更新させる
ようにしたことにある。
In order to achieve the above object, a structural feature of the invention according to claim 1 is an adaptive control method for removing a specific frequency component of a periodic signal, which is a sine wave. A gradient vector is obtained by partially differentiating an evaluation function represented by the square of a function including an output signal by a filter coefficient W that is a function of the amplitude and phase of the output signal, and the gradient vector is multiplied by a certain number. Is subtracted from the filter coefficient to update the filter coefficient for each lapse of time, and the amplitude and phase of the sine wave output signal are updated by the updated amplitude and phase of the filter coefficient.

【0030】また、上記請求項2に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項1に記載の周期性信号の適応制御方
法において、予め得た系の位相情報に基づいて、正弦波
信号の振幅と位相を更新させるようにしたことにある。
Further, the structural feature of the invention according to claim 2 is that in the adaptive control method for a periodic signal according to claim 1, a sine wave signal is generated based on phase information of a system obtained in advance. This is to update the amplitude and phase.

【0031】また、上記請求項3に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項1又は請求項2に記載の周期性信号
の適応制御方法において、参照信号を用いないことにあ
る。
A feature of the invention according to claim 3 is that the reference signal is not used in the adaptive control method of the periodic signal according to claim 1 or 2.

【0032】[0032]

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項1に
係る発明においては、まず時刻nにおける制御の対象と
なる周期性を持った信号d(n)(目標信号)を下記数
14により表す。
In the invention according to claim 1 configured as described above, first, the signal d (n) (target signal) having the periodicity to be controlled at the time n is calculated by the following formula 14. Represent

【0033】[0033]

【数14】 [Equation 14]

【0034】なお、Lは基本波に起因する調和成分の次
数を表し、Tはサンプリング周期を、ω* は制御対象信
号の角周波数を、ak *及びφk *はそれぞれk次の制御対
象信号の振幅及び位相を表す。このときM次(M<L)
の出力信号y(n)は、下記数15となる。
L is the order of the harmonic component caused by the fundamental wave, T is the sampling period, ω * is the angular frequency of the signal to be controlled, and a k * and φ k * are the k-th controlled objects. It represents the amplitude and phase of the signal. At this time, M order (M <L)
The output signal y (n) of Eq.

【0035】[0035]

【数15】 (Equation 15)

【0036】なお、ωは出力信号の角周波数を、ak
びφkはそれぞれk次の出力信号の振幅及び位相を表
す。上記角周波数ω*は、例えば自動車のエンジン回転
のような場合、外部センサによるクランク角回転パルス
信号あるいはオーバーヘッドカム回転パルス信号といっ
た既知の入力信号からなり、出力信号の角周波数ωと等
しいとする。ここで、瞬間二乗平均誤差Jは、下記数1
6で表され、また時刻nにおけるフィルタ係数W(n)
は、振幅と位相の関数として下記数17によって表され
る。
Ω represents the angular frequency of the output signal, and a k and φ k represent the amplitude and phase of the k-th order output signal, respectively. The angular frequency ω * is made up of a known input signal such as a crank angle rotation pulse signal or an overhead cam rotation pulse signal from an external sensor in the case of engine rotation of an automobile, for example, and is assumed to be equal to the angular frequency ω of the output signal. Here, the instantaneous root mean square error J is expressed by the following equation 1
6 and the filter coefficient W (n) at time n
Is represented by Eq. 17 below as a function of amplitude and phase.

【0037】[0037]

【数16】J=e2(n)=(y(n)+d(n))2 ## EQU16 ## J = e 2 (n) = (y (n) + d (n)) 2

【0038】[0038]

【数17】 W(n)=[・・・ak(n)・・・,・・・φk(n)・・・][Expression 17] W (n) = [... ak (n) ..., ... φk (n) ...]

【0039】そして、上記数16及び数17を用いて勾
配ベクトル▽n を求めると、下記数18のように表され
る。
When the gradient vector ∇n is obtained by using the above equations 16 and 17, the following equation 18 is obtained.

【0040】[0040]

【数18】 (Equation 18)

【0041】ここで、振幅及び位相はそれぞれ独立して
計算されるため、フィルタ係数更新のための更新式にお
いて振幅及び位相のステップサイズパラメータはそれぞ
れμa、μpと表される。従って、フィルタ係数の更新
式は下記数19のようになる。
Since the amplitude and the phase are calculated independently of each other, the step size parameters of the amplitude and the phase are expressed as μa and μp in the update formula for updating the filter coefficient. Therefore, the update formula of the filter coefficient is as shown in the following Expression 19.

【0042】[0042]

【数19】 [Formula 19]

【0043】以上に示したように、上記アルゴリズムに
おいては、係数更新のための畳み込み演算を必要とせ
ず、参照信号の生成においても畳み込み演算は不要であ
る。そのため、周期性の振動あるいは騒音において、そ
の基本波とその高次成分を制御対象とした場合に、請求
項1に係るアルゴリズムは、入力に外部からの高調波信
号を必要とせず、また内部で仮想入力の算出を行うこと
なしに基本周期のみから演算処理が可能であり、フィル
タ係数更新及び参照信号生成のための畳み込み演算も不
要となる。また、サンプリング周期が一定のため、周波
数の上昇によって演算時間が短くなるといった問題も生
じない。
As described above, the above algorithm does not require the convolution operation for updating the coefficient, and does not need the convolution operation for the generation of the reference signal. Therefore, in the periodic vibration or noise, when the fundamental wave and its higher-order components are controlled, the algorithm according to claim 1 does not require a harmonic signal from the outside to the input and The calculation processing can be performed only from the basic cycle without calculating the virtual input, and the convolution calculation for updating the filter coefficient and generating the reference signal is also unnecessary. Further, since the sampling cycle is constant, there is no problem that the calculation time is shortened due to the increase in frequency.

【0044】また、上記のように構成した請求項2に係
る発明においては、k次システムの伝達に起因する遅延
をmk とした場合に、上記数19の瞬時誤差e(n)以
外の項について、nをn−mk に置き換えるだけでよ
い。mk については、予めシステムの周波数特性として
調べておく必要があるが、参照信号生成のための畳み込
み演算は不要になり、かつサンプリング周期を一定にす
ることによりサンプリング周期の変動に伴いインパルス
応答のタップ数を対応させるといった処理は不要にな
る。
Further, in the invention according to claim 2 configured as described above, when the delay caused by the transmission of the k-th order system is mk, the terms other than the instantaneous error e (n) of the equation (19) are satisfied. , N need only be replaced by n-mk. Regarding mk, it is necessary to investigate it in advance as the frequency characteristic of the system, but the convolution operation for generating the reference signal is not necessary, and by making the sampling cycle constant, the tap of the impulse response is accompanied by the fluctuation of the sampling cycle. The process of associating the numbers becomes unnecessary.

【0045】また、上記のように構成した請求項3に係
る発明においては、必要に応じて参照入力信号を用いな
いようにしたことにより、演算処理をさらに簡単に行う
ことができるようになる。
Further, in the invention according to claim 3 configured as described above, the reference input signal is not used if necessary, so that the arithmetic processing can be performed more easily.

【0046】[0046]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図1は、第1実施例に係る4サイクルガソリン
エンジン車のアイドリング回転の振動除去システムを概
略的に示したものである。ガソリンエンジン車10は、
アクチュエータ搭載エンジンマウント11に搭載された
エンジン12を設けている。そして、エンジン12のク
ランク軸に回転センサ13が設けられており、また運転
席14の下部にピックアップ加速センサ15を設けてい
る。そして、振動除去システムは、制御装置20を設け
ている。制御装置20は、マイクロコンピュータよりな
る制御回路21を備えており、その一部に適応制御部2
2を設けている。制御回路21の入力側には、上記回転
センサ13及びピックアップ加速センサ15が接続され
ている。回転センサ13は、クランク軸回転パルス信号
を出力し、これに基づいて制御回路は、出力信号の基本
周波数を決定する。また、ピックアップ加速センサ15
はエラー信号を出力し、システムの位相特性も予め測定
して出力する。制御回路21の出力側には、パワーアン
プ23を介してエンジンマウント11のアクチュエータ
11aが接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a vibration removing system for idling rotation of a 4-cycle gasoline engine vehicle according to the first embodiment. is there. The gasoline engine car 10
An engine 12 mounted on an actuator-mounted engine mount 11 is provided. A rotation sensor 13 is provided on the crankshaft of the engine 12, and a pickup acceleration sensor 15 is provided below the driver's seat 14. The vibration removing system is provided with the control device 20. The control device 20 includes a control circuit 21 composed of a microcomputer, a part of which is provided by the adaptive control unit 2.
2 is provided. The rotation sensor 13 and the pickup acceleration sensor 15 are connected to the input side of the control circuit 21. The rotation sensor 13 outputs a crankshaft rotation pulse signal, and based on this, the control circuit determines the fundamental frequency of the output signal. In addition, the pickup acceleration sensor 15
Outputs an error signal, and also measures and outputs the phase characteristic of the system in advance. The actuator 11 a of the engine mount 11 is connected to the output side of the control circuit 21 via a power amplifier 23.

【0047】つぎに、上記のように構成した実施例の動
作について説明する。回転センサ13からエンジンの回
転数信号が制御回路21に入力され、制御回路21によ
りエンジン回転の基本周波数であるω* が算出される。
ただし、制御回路21による算出の代わりにパルスカウ
ンタにて割り出すことによっても基本周波数ω* を求め
ることが出来る。エンジンが4サイクルエンジンなの
で、1回の爆発行程でクランク軸が2回転するため加振
力となる振動の主成分は2次の周波数成分になる。この
算出された基本周波数ω* が出力信号の基本周波数ωと
して決定される。第1実施例においては、2次成分のア
イドリング周波数は30Hzであり、基本角周波数ω=2
π×30=60πである。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. A rotation speed signal of the engine is input from the rotation sensor 13 to the control circuit 21, and the control circuit 21 calculates ω * which is a fundamental frequency of the engine rotation.
However, the basic frequency ω * can be obtained by calculating with a pulse counter instead of the calculation by the control circuit 21. Since the engine is a 4-cycle engine, the crankshaft makes two revolutions in one explosion stroke, so the main component of the vibration that is the exciting force is the secondary frequency component. The calculated fundamental frequency ω * is determined as the fundamental frequency ω of the output signal. In the first embodiment, the idling frequency of the secondary component is 30 Hz, and the fundamental angular frequency ω = 2.
π × 30 = 60π.

【0048】また、ピックアップ加速センサ15からエ
ラー信号e(n)が制御回路21に出力される。この基
本周波数ω及びエラー信号から、上記数19に基づいて
フィルタ係数Wnが算出される。特に、この場合は、主
成分となる2次成分のみを制御対象としているので、フ
ィルタ係数の更新式は、数19より下記数20に示すよ
うに導かれる。
An error signal e (n) is output from the pickup acceleration sensor 15 to the control circuit 21. From the basic frequency ω and the error signal, the filter coefficient Wn is calculated based on the equation (19). In particular, in this case, only the secondary component, which is the main component, is set as the control target, and therefore, the update formula of the filter coefficient is derived from Formula 19 as shown in Formula 20 below.

【0049】[0049]

【数20】 (Equation 20)

【0050】すなわち、フィルタ係数更新のための演算
は、振幅と位相の2タップのみでよい。ここで、サンプ
リング周波数2.5kHz である。また、ステップサイズ
パラメータμa、μpは、収束安定性及び演算速度を考
慮して実験的に定められ、μa=0.02、μp=10
である。また、振幅a及び位相φの初期値は、それぞれ
0に設定される。このフィルタ係数の演算結果に基づい
て、パワーアンプ23がアクチュエータ11aを作動さ
せることにより、エンジンの振動レベルを低下させるこ
とができる。その実験結果は、図2に示すように、アイ
ドリング周波数30Hzにおける振動レベルを、約25dB
減衰させることができた。
That is, the calculation for updating the filter coefficient need only be two taps of the amplitude and the phase. Here, the sampling frequency is 2.5 kHz. Further, the step size parameters μa and μp are experimentally determined in consideration of the convergence stability and the calculation speed, and μa = 0.02 and μp = 10.
Is. The initial values of the amplitude a and the phase φ are set to 0, respectively. Based on the calculation result of the filter coefficient, the power amplifier 23 operates the actuator 11a, so that the vibration level of the engine can be reduced. As shown in Fig. 2, the experimental result shows that the vibration level at an idling frequency of 30 Hz is about 25 dB.
I was able to attenuate it.

【0051】なお、上記第1実施例において、システム
の入出力間の伝達特性(遅延)が無視できない場合に、
予めシステムの伝達特性を調べ、位相遅れの周波数特性
mを得ることにより、上記数19の瞬時誤差e(n)以
外の項について、nをn−mに置き換えるだけで、畳み
込み演算を行うことなく下記数21に示すようにフィル
タ係数の更新式を得ることができる。
In the first embodiment, when the transfer characteristic (delay) between the input and output of the system cannot be ignored,
By preliminarily examining the transfer characteristic of the system and obtaining the frequency characteristic m of the phase delay, only the n is replaced with nm for the terms other than the instantaneous error e (n) of the above equation 19, and the convolution operation is not performed. An update formula of the filter coefficient can be obtained as shown in the following Expression 21.

【0052】[0052]

【数21】 [Equation 21]

【0053】そして、上記数20の代わりにこの数21
を用いて求められるフィルタ係数を上記数15に適用す
ることにより、システムの入出力間の伝達特性が無視で
きない場合の出力信号が得られる。この出力信号が、図
1に示すパワーアンプ23を介してアクチュエータ11
aに伝えられることにより、適応制御が行われる。
Then, instead of the above equation 20, this equation 21
By applying the filter coefficient obtained by using Eq. (15), an output signal can be obtained when the transfer characteristic between the input and output of the system cannot be ignored. This output signal is transmitted to the actuator 11 via the power amplifier 23 shown in FIG.
Adaptive control is performed by being transmitted to a.

【0054】次に、第2実施例について説明する。図3
は、エンジン排気音除去実験用の実験装置をブロック図
により示したものである。排気ダクト30の一端に白色
ノイズ及びエンジン排気音を発生させる一次音源31が
設けられている。この一次音源31は、60Hzの基本周
波数で運転される。排気ダクト30の出口側には、ピッ
クアップ用のマイクロホンセンサ32が設けられてい
る。一次音源31及びマイックロホンセンサ32の出力
側は、フィルタ33の入力側に接続される。フィルタ3
3の出力側は、二次音源34に接続され、二次音源34
からは、スピーカ35を通して出力される。
Next, the second embodiment will be described. FIG.
[Fig. 3] is a block diagram showing an experimental apparatus for an engine exhaust noise removal experiment. A primary sound source 31 that generates white noise and engine exhaust sound is provided at one end of the exhaust duct 30. This primary sound source 31 operates at a basic frequency of 60 Hz. A microphone sensor 32 for pickup is provided on the outlet side of the exhaust duct 30. The output sides of the primary sound source 31 and the michrophone sensor 32 are connected to the input side of the filter 33. Filter 3
The output side of 3 is connected to the secondary sound source 34,
Is output through the speaker 35.

【0055】一次音源31の排気音の周波数特性は、図
4に示すように、基本周波数である60Hz及びその高次
成分である120Hz及び180Hzである。この実験装置
について、最も騒音レベルの高い120Hzの適応制御を
行う。すなわち、スピーカ35からの入力として120
Hzの正弦波を用い、ステップサイズパラメータμa=
0.005 、μb=6.75 、サンプリング周波数=
3.6kHz とした。フィルタ33でのフィルタ係数の演
算結果に基づいて、二次音源34を作動させることによ
り、一次音源31の排気音のレベルを低下させることが
できる。以上のように構成した第2実施例の実験結果に
ついて、ダクト出口側の騒音抑制量の時間変化を図5に
示す。また、騒音レベルの周波数特性について図6に示
す。この結果、120Hz近傍における騒音レベルが著し
く抑制されたことが明かである。
The frequency characteristics of the exhaust sound of the primary sound source 31 are, as shown in FIG. 4, 60 Hz which is the fundamental frequency and 120 Hz and 180 Hz which are higher order components thereof. This experimental device is adaptively controlled at 120 Hz, which has the highest noise level. That is, as an input from the speaker 35, 120
Using a sine wave of Hz, step size parameter μa =
0.005, μb = 6.75, sampling frequency =
It was set to 3.6 kHz. By operating the secondary sound source 34 based on the calculation result of the filter coefficient in the filter 33, the level of exhaust sound of the primary sound source 31 can be lowered. FIG. 5 shows the time variation of the noise suppression amount on the duct outlet side in the experimental results of the second embodiment configured as described above. 6 shows the frequency characteristic of the noise level. As a result, it is clear that the noise level near 120 Hz was significantly suppressed.

【0056】なお、上記各実施例においては、周期性信
号の適応制御方法をエンジンに係わる振動及び騒音除去
について適用しているが、その他、音響エコーキャンセ
ラ、適応雑音除去、適応指向性制御等にも本発明を適用
することができる
In each of the above-mentioned embodiments, the adaptive control method of the periodic signal is applied to the vibration and noise removal related to the engine, but in addition, it is applied to the acoustic echo canceller, adaptive noise removal, adaptive directivity control, etc. Can also apply the present invention

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

【図1】本発明の第1実施例に係るガソリンエンジン車
のアイドリング回転の振動除去システムを概略的に示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a vibration elimination system for idling rotation of a gasoline engine vehicle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同振動除去システムを適用した結果を示す振動
レベルの周波数特性のグラフである。
FIG. 2 is a graph of frequency characteristics of a vibration level showing a result of applying the vibration removing system.

【図3】第2実施例に係るエンジン排気音除去実験用の
実験装置を概略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an experimental device for an engine exhaust sound removal experiment according to a second embodiment.

【図4】同実験装置の一次音源の排気音の騒音レベルの
周波数特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of noise level of exhaust sound of the primary sound source of the experimental apparatus.

【図5】同実験装置のダクト出口側の騒音抑制量の時間
変化を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a time variation of the noise suppression amount on the duct outlet side of the experimental apparatus.

【図6】同実験装置のダクト出口側の騒音レベルの周波
数特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing frequency characteristics of noise level on the duct outlet side of the experimental apparatus.

【図7】フィルタ係数の算出に用いる特定周波数成分除
去システムのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a specific frequency component removal system used for calculating filter coefficients.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ガソリンエンジン車、11…アクチュエータ搭載
エンジンマウント、12…エンジン、13…回転セン
サ、14…運転席、15…ピックアップ加速センサ、1
1a…アクチュエータ、20…制御装置、21…制御回
路、23…パアーアンプ、30…排気ダクト、31…一
次音源、32…マイクロホンセンサ、33…フィルタ、
34…二次音源、35…スピーカ。
10 ... Gasoline engine vehicle, 11 ... Engine mount with actuator, 12 ... Engine, 13 ... Rotation sensor, 14 ... Driver's seat, 15 ... Pickup acceleration sensor, 1
1a ... Actuator, 20 ... Control device, 21 ... Control circuit, 23 ... Power amplifier, 30 ... Exhaust duct, 31 ... Primary sound source, 32 ... Microphone sensor, 33 ... Filter,
34 ... Secondary sound source, 35 ... Speaker.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期性信号の特定周波数成分を除去する
適応制御方法であって、 正弦波出力信号を含む関数の二乗で表される評価関数
を、同正弦波出力信号の振幅と位相の関数であるフィル
タ係数Wによって偏微分することにより勾配ベクトルを
求め、同勾配ベクトルに一定数を掛け合わせたものを前
記フィルタ係数から減算することにより時刻の経過毎の
フィルタ係数を更新し、更新されたフィルタ係数の振幅
と位相により、前記正弦波出力信号の振幅と位相を更新
させるようにしたことを特徴とする周期性信号の適応制
御方法。
1. An adaptive control method for removing a specific frequency component of a periodic signal, wherein an evaluation function represented by a square of a function including a sine wave output signal is a function of an amplitude and a phase of the sine wave output signal. The gradient coefficient is obtained by performing partial differentiation with the filter coefficient W that is, and the gradient coefficient is multiplied by a fixed number and subtracted from the filter coefficient to update the filter coefficient at each lapse of time. An adaptive control method for a periodic signal, characterized in that the amplitude and phase of the sine wave output signal are updated according to the amplitude and phase of the filter coefficient.
【請求項2】 前記請求項1に記載の周期性信号の適応
制御方法において、 予め得た系の位相情報に基づいて、前記正弦波出力信号
の振幅と位相を更新させるようにしたことを特徴とする
周期性信号の適応制御方法。
2. The adaptive control method for a periodic signal according to claim 1, wherein the amplitude and phase of the sine wave output signal are updated based on phase information of the system obtained in advance. An adaptive control method for periodic signals.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載の周期
性信号の適応制御方法において、 参照信号を用いないことを特徴とする周期性信号の適応
制御方法。
3. The adaptive control method for a periodic signal according to claim 1 or 2, wherein a reference signal is not used.
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