CA2231071C - Procede et dispositif d'attenuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mecaniques, sonores ou analogues - Google Patents
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Abstract
Les moyens de filtrage comprennent un filtre non adaptatif par rétroaction (12) engendrant une atténuation active des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquence, et un filtre adaptatif par anticipation (130). Les coefficients de filtrage (140) par anticipation sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les moyens capteurs (100) et de la fonction de transfert, préalablement mesurée, en présence des moyens de filtrage par rétroaction et en l'absence des moyens de filtrage par anticipation, entre les moyens actionneurs (10) e t les premiers moyens capteurs (8). Le dispositif permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse du filtre par anticipation.
Description
TECHNOFIRST -= ~:f f . 2 PCT
Procédé et distiositif d'atténuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mécaniques, sonores ou analogues La présente invention concerne l'atténuation active de vibrations, c'est-à-dire l'opération qui consiste à atténuer certaines vibrations, en superposant d'autres vibrations créées en opposition de phase avec les vibrations à atténuer.
Elle s'applique à l'atténuation active de toutes vibrations et plus particulièrement aux vibrations sonores, mécaniques ou analogues.
On connaît déjà la technique d'atténuation active par rétroaction, appelée encore "FEED BACK", et qui est fondée sur une boucle de contre-réaction agencée pour engendrer une atténuation active sur une ossature sujette aux vibrations (FR 86 03394).
La boucle de contre-réaction comprend une entrée reliée à des moyens capteurs de vibrations dits "proches", disposés sur l'ossature, et une sortie reliée à des moyens actionneurs de vibrations disposés sur l'ossature, à proximité des moyens capteurs proches. Le signal mesuré par les moyens capteurs proches est directement injecté aux moyens actionneurs à
travers des moyens de filtrage qui corrigent ledit signal pour tenter d'annuler son énergie.
Cette technique rétroactive permet d'obtenir une atténuation vibratoire avec un certain gain, sans engendrer d'instabilité
dans une bande de fréquences de traitement. Le plus souvent, cette bande de traitement correspond à des basses fréquences, par exemple en vibrations sonores à la bande de fréquences allant de 0 à 600 Hz.
Toutefois, cette technique rétroactive engendre des instabi-lités en hautes fréquences. Elle n'est donc pas totalement
Procédé et distiositif d'atténuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mécaniques, sonores ou analogues La présente invention concerne l'atténuation active de vibrations, c'est-à-dire l'opération qui consiste à atténuer certaines vibrations, en superposant d'autres vibrations créées en opposition de phase avec les vibrations à atténuer.
Elle s'applique à l'atténuation active de toutes vibrations et plus particulièrement aux vibrations sonores, mécaniques ou analogues.
On connaît déjà la technique d'atténuation active par rétroaction, appelée encore "FEED BACK", et qui est fondée sur une boucle de contre-réaction agencée pour engendrer une atténuation active sur une ossature sujette aux vibrations (FR 86 03394).
La boucle de contre-réaction comprend une entrée reliée à des moyens capteurs de vibrations dits "proches", disposés sur l'ossature, et une sortie reliée à des moyens actionneurs de vibrations disposés sur l'ossature, à proximité des moyens capteurs proches. Le signal mesuré par les moyens capteurs proches est directement injecté aux moyens actionneurs à
travers des moyens de filtrage qui corrigent ledit signal pour tenter d'annuler son énergie.
Cette technique rétroactive permet d'obtenir une atténuation vibratoire avec un certain gain, sans engendrer d'instabilité
dans une bande de fréquences de traitement. Le plus souvent, cette bande de traitement correspond à des basses fréquences, par exemple en vibrations sonores à la bande de fréquences allant de 0 à 600 Hz.
Toutefois, cette technique rétroactive engendre des instabi-lités en hautes fréquences. Elle n'est donc pas totalement
2 satisfaisante pour obtenir une atténuation vibratoire dans une large bande de fréquences.
On connaît aussi la technique d'atténuation active par anticipation, appelée encore "FEED FORWARD", dans laquelle des vibrations de référence, en amont de la propagation des vibrations, et destinées à se propager dans le milieu à
traiter sont détectées par des moyens capteurs dits "dis-tants", puis traitées par des moyens de filtrage afin de déterminer la commande à appliquer aux moyens actionneurs.
La technique par anticipation est articulée autour de moyens de filtrage de type adaptatif dont les coefficients sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi de façon à
minimiser l'énergie des vibrations captées par les moyens capteurs proches en fonction de l'énergie des vibrations de référence captées par les moyens capteurs distants.
Une telle technique par anticipation est satisfaisante généralement pour traiter des vibrations dans une bande de fréquences étroite. Par contre, lorsqu'il s'agit d'atténuer des vibrations dans une large bande de fréquences, elle nécessite généralement un filtrage adaptatif long et coûteux.
Une solution pour écourter le temps de convergence de l'algorithme de filtrage par anticipation est décrite dans le document MIYASAKI et al, 1994, "Consideration about Feed back, Feed forward, Hybrid Control for Active Control of Micro-Vibration", Second International Conference on Motion on Vibration Control, Yokohama, Aug.30-sept. 3, 1994. Elle consiste à juxtaposer un amortissement actif de type rétroac-tif et le filtrage par anticipation. L'amortissement actif par rétroaction effectue d'abord un amortissement des vibra-tions à une fréquence donnée, généralement la fréquence fondamentale de vibration de l'ossature. Ensuite, le filtrage par anticipation effectue son atténuation sur des vibrations ainsi pré-amorties, ce qui permet de comprimer La réponse impulsionnelle des chemins secondaires moyens actionneurs/-. ~; = ~-) CA 02231071 1998-03-26
On connaît aussi la technique d'atténuation active par anticipation, appelée encore "FEED FORWARD", dans laquelle des vibrations de référence, en amont de la propagation des vibrations, et destinées à se propager dans le milieu à
traiter sont détectées par des moyens capteurs dits "dis-tants", puis traitées par des moyens de filtrage afin de déterminer la commande à appliquer aux moyens actionneurs.
La technique par anticipation est articulée autour de moyens de filtrage de type adaptatif dont les coefficients sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi de façon à
minimiser l'énergie des vibrations captées par les moyens capteurs proches en fonction de l'énergie des vibrations de référence captées par les moyens capteurs distants.
Une telle technique par anticipation est satisfaisante généralement pour traiter des vibrations dans une bande de fréquences étroite. Par contre, lorsqu'il s'agit d'atténuer des vibrations dans une large bande de fréquences, elle nécessite généralement un filtrage adaptatif long et coûteux.
Une solution pour écourter le temps de convergence de l'algorithme de filtrage par anticipation est décrite dans le document MIYASAKI et al, 1994, "Consideration about Feed back, Feed forward, Hybrid Control for Active Control of Micro-Vibration", Second International Conference on Motion on Vibration Control, Yokohama, Aug.30-sept. 3, 1994. Elle consiste à juxtaposer un amortissement actif de type rétroac-tif et le filtrage par anticipation. L'amortissement actif par rétroaction effectue d'abord un amortissement des vibra-tions à une fréquence donnée, généralement la fréquence fondamentale de vibration de l'ossature. Ensuite, le filtrage par anticipation effectue son atténuation sur des vibrations ainsi pré-amorties, ce qui permet de comprimer La réponse impulsionnelle des chemins secondaires moyens actionneurs/-. ~; = ~-) CA 02231071 1998-03-26
3 moyens capteurs proches et écourte ainsi le traitement du filtrage par anticipation.
Cependant, l'amortissement actif par rétroaction est ici effectué sur une seule fréquence, ce qui rend cette solution inappropriée et inefficace pour un traitement actif sur une large bande de fréquences. Cet amortissement actif est en fait équivalent à un amortissement passif puisqu'il ne traite que la fréquence fondamentale de l'ossature, ce qui est totalement différent d'un contrôle actif large bande par filtrage rétroactif. De plus, il s'agit ici d'une simple juxtaposition du filtrage par anticipation et d'un amortisse-ment actif dans laquelle aucune synergie des techniques est mise en place.
On connaît aussi des structures d'atténuation active du bruit (WO95/20841) dans lesquelles les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont simplement juxtaposés en série pour atténuer le bruit. De plus, les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont tous les deux de type adaptatif, ce qui empêche une réelle synergie entre lesdits moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction.
La présente invention apporte une solution à ces problèmes.
Elle vise tout d'abord à fournir une atténuation active des vibrations dans une large bande de fréquences.
Un autre but de l'invention est de fournir une atténuation active de type "hybride" dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement, afin d'améliorer le comportement respectif desdits filtrages par anticipation et par rétroaction avec une atténuation résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations desdits filtrages prises séparément.
La présente invention porte sur un dispositif d'atténuation active de vibrations, du type comprenant:
f 3,A
- une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer;
- des premiers moyens capteurs de vibrations, disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéter-minée par rapport à ladite ossature;
- des moyens actionneurs de vibrations, disposés sur l'ossa-ture à proximité des premiers moyens capteurs; et
Cependant, l'amortissement actif par rétroaction est ici effectué sur une seule fréquence, ce qui rend cette solution inappropriée et inefficace pour un traitement actif sur une large bande de fréquences. Cet amortissement actif est en fait équivalent à un amortissement passif puisqu'il ne traite que la fréquence fondamentale de l'ossature, ce qui est totalement différent d'un contrôle actif large bande par filtrage rétroactif. De plus, il s'agit ici d'une simple juxtaposition du filtrage par anticipation et d'un amortisse-ment actif dans laquelle aucune synergie des techniques est mise en place.
On connaît aussi des structures d'atténuation active du bruit (WO95/20841) dans lesquelles les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont simplement juxtaposés en série pour atténuer le bruit. De plus, les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont tous les deux de type adaptatif, ce qui empêche une réelle synergie entre lesdits moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction.
La présente invention apporte une solution à ces problèmes.
Elle vise tout d'abord à fournir une atténuation active des vibrations dans une large bande de fréquences.
Un autre but de l'invention est de fournir une atténuation active de type "hybride" dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement, afin d'améliorer le comportement respectif desdits filtrages par anticipation et par rétroaction avec une atténuation résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations desdits filtrages prises séparément.
La présente invention porte sur un dispositif d'atténuation active de vibrations, du type comprenant:
f 3,A
- une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer;
- des premiers moyens capteurs de vibrations, disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéter-minée par rapport à ladite ossature;
- des moyens actionneurs de vibrations, disposés sur l'ossa-ture à proximité des premiers moyens capteurs; et
4 PCT/FR96/01512 - des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée aux moyens actionneurs, les moyens de filtrage étant agencés pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossatu-re, - des seconds moyens capteurs de vibrations, disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédétermi-née par rapport à ladite ossature;
- des moyens sommateurs possédant une première entrée, une seconde entrée, et une sortie reliée aux moyens actionneurs.
Selon une définition générale de l'invention, les moyens de filtrage comprennent:
- des moyens de filtrage par rétroaction de type non adapta-tif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée à la première entrée des moyens somma-teurs, et propres à engendrer une atténuation active non adaptative des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- des moyens de mesure propres A mesurer, au préalable, en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs et les premiers moyens capteurs;
- des moyens de filtrage par anticipation de type adaptatif comprenant une première entrée reliée aux seconds moyens capteurs, une seconde entrée reliée aux premiers moyens capteurs, et une sortie reliée à la seconde entrée des moyens sommateurs ; 35 les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs, et de la fonction de transfert préalablement mesurée;
ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend au moins une cavité délimitée par des moyens d'atténuation passifs, les premiers moyens capteurs et les moyens actionneurs étant logés dans ladite cavité
tandis que les seconds moyens capteurs sont disposés hors de la cavité.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation.
En pratique, les premiers et seconds moyens capteurs compren-nent chacun au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, un élément capteur de force.
Dans une variante, les premiers moyens capteurs comprennent deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
De préférence, les moyens actionneurs comprennent une source de sons de type haut-parleur, un corps d'épreuve, un pot vibrant.
Avantageusement, les moyens de filtrage par rétroaction comprennent une pluralité de filtres analogiques et/ou numériques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la première bande de fréquences au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage par rétroaction est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la première bande de fréquences.
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction sont de type à réponse impulsionnelle infinie.
Par exemple, les moyens de filtrage par anticipation sont à
réponse impulsionnelle finie, et l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comprend une pluralité de premiers moyens capteurs, et de moyens actionneurs et le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maître/esclaves, chaque proces-seur esclave étant chargé de piloter un seul moyen action-neur.
La présente invention a également pour objet un procédé
d'atténuation active hybride des vibrations, notamment des vibrations mécaniques, sonores ou analogues, mis en oeuvre par le dispositif décrit ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique du disposi-tif d'atténuation acoustique active selon l'invention;
- la figure 2 représente schématiquement les moyens essen-tiels et constitutifs du dispositif de la figure 1 selon l'invention;
- la figure 3 sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage par rétroaction, dans une bande de fréquences allant de 0 à
2500 Hz;
- les figures 4 et 5 sont des courbes illustrant l'atté-nuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 2500 Hz;
- les figures 6 et 7 sont des courbes illustrant l'atténua-tion des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 500 Hz à 1500 Hz;
- la figure 8 est une courbe illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 500 Hz;
- les figures 9, 10A et lOB sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des filtrage par anticipation;
- la figure 11 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel les filtrages par anticipation et par rétroaction sont numériques;
- la figure 12 représente schématiquement les éléments constitutifs du processeur esclave du dispositif de la figure 11;
- la figure 13 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel le filtrage par rétroaction est analogique; et - la figure 14 représente schématiquement l'assemblage du filtrage par rétroaction analogique dans le dispositif de la figure 13.
Sur la figure 1, on a représenté une application particuliè-rement avantageuse, non limitative, de l'invention, à savoir l'atténuation des vibrations sonores. Dans cette application, l'ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer comprend une cavité 2 délimitée par une oreille 4 et des moyens d'atténuation 6 de type casque 6.
Par exemple, le casque à filtre rétroactif est celui vendu par la société TECHNOFIRST.
De façon connue, ce casque est équipé d'un dispositif d'atté-nuation acoustique active par rétroaction.
En pratique, ce dispositif d'atténuation par rétroaction comprend pour chaque oreille:
- un microphone 8 disposé dans la cavité 2;
- un haut-parleur 10 disposé dans la cavité 2 à proximité du microphone 8;
- des moyens de pré-amplification 9 comprenant une entrée 7 reliée au microphone 8 et une sortie 11, - des moyens de filtrage par rétroaction 12 comprenant une entrée 14 reliée à la sortie 11, et une sortie 16; et - des moyens d'amplification 18 comprenant une entrée 20 reliée à la sortie 16, et une sortie 22 reliée à l'entrée du haut-parleur 10.
Les moyens de pré-amplification 9, les moyens de filtrage par rétroaction 12 et les moyens d'amplification 18 constituent ici une boucle de contre-réaction 30 agencée de façon connue pour engendrer une atténuation acoustique active sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences choi-sies.
Sur la figure 1, on a représenté à proximité du casque, une source de bruit 40 susceptible d'engendrer des vibrations sonores à des fins expérimentales et de test.
Par exemple, la bande de fréquences dans laquelle les moyens de filtrage par rétroaction sont efficaces sans engendrer d'instabilité au sens de Nyquist, est de l'ordre de 0 à
600 Hz pour des vibrations sonores (figure 3).
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction 12 comprennent une pluralité de filtres analogiques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la bande de fréquence 0-600 Hz au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage 12 est détermi-née de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la bande 0-600 Hz.
Un tel filtrage par rétroaction est par exemple décrit dans le Brevet français 86 03394.
En référence à la figure 3, le casque permet un traitement large bande jusqu'à 600 Hz et des atténuations de bruit de l'ordre de 20 dB. Cependant, un effet de pompage apparaît à
partir de 650 Hz qui se traduit par une augmentation du niveau de bruit par rapport à l'action des moyens d'atténua-tion passive seule. Ce phénomène est tout à fait connu de l'homme du métier, et constitue une non-linéarité (dégrada-tions des performances) par rapport aux résultats attendus de l'observation du système en boucle ouverte.
Le Demandeur s'est posé le problème de remédier aux inconvé-nients liés au filtrage par rétroaction.
9a La solution selon l'invention consiste tout d'abord, à utiliser des seconds moyens capteur de vibrations 100, tel un microphone supplémentaire 100 disposé à une certaine distance du microphone 8. Par exemple, le microphone supplémentaire 100 est disposé sur la partie supérieure des moyens qui permettent de rattacher les deux coquilles du casque. Dans ces conditions, le microphone supplémentaire 100 est proche de la source de bruit 40 et permet ainsi de récupérer une information utile à traiter. Bien évidemment, ce microphone distant peut être disposé différemment.
Ensuite, selon l'invention, des moyens sommateurs 110 sont prévus au niveau de la boucle de contre-réaction 30. Ces moyens sommateurs 110 possèdent une première entrée 112 reliée à la sortie 16 des moyens de filtrage 12, une seconde entrée 114 et une sortie 116 reliée à i'entrée 20 des moyens amplificateurs 18.
Enfin, selon l'invention, des moyens de filtrage de type par anticipation sont greffés à la boucle de contre-réaction 30 afin d'améliorer le filtrage par rétroaction et, plus exactement, afin de linéariser l'atténuation active dans la totalité d'une bande de fréquences plus large que la bande 0-600 Hz et d'améliorer ainsi le gain d'atténuation active dans la bande élargie qui peut aller jusqu'à 3000 Hz (figure 4), par suppression totale de l'effet de pompage mentionné
ci-avant.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent une première entrée 132 reliée au microphone supplémentaire 100, une seconde entrée 134 reliée au micro-phone 8 et une sortie 136 reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Comme on le verra plus en détail ci-après, les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation 130 sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par le microphone 8, en fonction de l'énergie des vibrations captées par le microphone 100, afin de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une bande de fréquences plus large que la bande de fréquences traitée directement par rétroaction, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'amélio-rer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation com-prennent des filtres à réponse impulsionnelle finie de type adaptatif 140. Les coefficients des filtres 140 sont réactua-lisés en temps réel par un algorithme de minimisation 150.
Par exemple, l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens, appelés encore LMS pour "LEAST MEAN
SQUARES".
Cette linéarisation est observable au moins en deux points, notamment au niveau de la bande 0-600 Hz dans laquelle le gain d'atténuation dans la bande est amélioré; ainsi qu'au niveau de la bande 600-1100 Hz dans laquelle la réapparition des vibrations liées au pompage du filtrage rétroactif est supprimée et dans laquelle une atténuation apparaît alors que celle-ci n'existe pas en présence d'un filtrage par rétroac-tion seul (figures 3 à 8).
Cette accélération de la convergence de l'algorithme de minimisation ainsi que l'amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation est observable en comparant les courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et lOB) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'atténuation active de type "hybride"
obtenue selon l'invention résulte d'une combinaison des moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement.
Cette combinaison des filtrages par anticipation et par rétroaction selon l'invention permet d'améliorer le comporte-ment respectif desdits filtrages, avec une atténuation active résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations individuelles desdits filtrages prises séparément.
Sur la figure 2, on a représenté en détail les éléments constitutifs des moyens de filtrage par rétroaction ainsi que les éléments constitutifs des movens de filtrage par antici-pation, ces derniers étant combinés avec les moyens de filtrage par rétroaction selon l'invention.
Les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent un premier module d'acquisition A8 associé aux moyens capteurs proches 8 et un second module d'acquisition A100 associé aux moyens capteurs distants 100.
Les modules d'acquisition A8 et A100 sont généralement semblables. Toutefois, dans certaines configurations, les modules d'acquisitions peuvent être différents. Leurs éléments constitutifs sont individualisés par le suffixe 8 lorsqu'ils sont associés aux moyens capteurs 8 et 100 lorsqu'ils sont associés aux moyens de capture distants 100.
Chaque module d'acquisition comprend:
- un élément pré-amplificateur d'entrée PE possédant une entrée reliée aux moyens capteurs 8 ou 100 associés et une sortie;
- un filtre de conditionnement FAT spécifique à l'application choisie, de préférence de type anti-recouvrement possédant une entrée reliëe à la sortie du pré-amplificateur d'entrêe et une sortie; et - un convertisseur analogique/numérique CAN possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie.
Chaque module d'acquisition est relié à des moyens de traite-ment DSP qui vont assurer notamment l'algorithme de minimisa-tion décrite ci-avant.
En pratique, les moyens de traitement numérique sont de type processeur à signal numérique PSN.
Le processeur DSP comprend une entrée E8 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A8 et une entrée E100 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A100.
Le processeur DSP comprend une sortie délivrant un signal numérique destiné à un module de restitution R.
Ce module de restitution R comprend un convertisseur numéri-que/analogique CNAR et un filtre de lissage FLR, par exemple de type passe-bas, dont l'entrée reçoit le signal sortant du convertisseur numérique/analogique CNAR et dont la sortie est reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Par exemple, le processeur DSP est celui vendu par la société
TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C25.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant.
Dans une première étape d'initialisation, les moyens de filtrage par rétroaction 12 sont mis en fonctionnement, ainsi que la source de bruit 40, tandis que les moyens de filtrage par anticipation sont mis en position pause.
On règle sur les moyens de filtrage par anticipation les pré-amplificateurs d'entrée PE8 et PE100, pour être en pleine échelle des convertisseurs analogiques/numériques CAN8 et CAN100.
Ensuite, on arrête la source de bruit 40. On mesure alors la fonction de transfert du chemin dit secondaire entre le haut-parleur 10 et le microphone dit de contrôle 8 par une méthode d'initialisation, par exemple en excitant les moyens action-neurs par des signaux de type Diracs, bruit blanc, de référence filtrée ou analogue.
Enfin, la fonction de transfert est échantillonnée et sauvegardée dans la mémoire du processeur DSP. Par exemple, la fonction de transfert est échantillonnée à la fréquence de 3000 Hz sur un nombre de 80 points. Avantageusement, on règle le gain de l'amplificateur 18 afin que l'excitation du haut-parleur 10 produise à la sortie du pré-amplificateur PE8,.un niveau de signal proche de celui réglé lors de l'étape 5 précédente relative au réglage dynamique des convertisseurs.
Cette fonction de transfert ainsi préalablement mesurée va servir ensuite dans la phase de calibration pour l'adaptation des éléments de filtrage par anticipation.
En condition de fonctionnement, c'est-à-dire pendant la phase de minimisation du dispositif de contrôle hybride (c'est-à-dire combinaison feedforward avec feedback ou réciproque-ment), les moyens de traitement numérique acquièrent périodi-quement, et en temps réel, le bruit distant capté par les moyens capteurs distants 100. Ils calculent également l'énergie du signal, représentative de la somme des énergies des signaux délivrés par les moyens capteurs proches S.
Ensuite, les moyens de filtrage par anticipation 150 sont placés en recherche des paramètres optimaux pour la meilleure atténuation active. La connaissance des réponses impulsion-nelles préalablement mesurées, des signaux issus des moyens capteurs proches et distants en temps réel, permet à un algorithme de minimisation choisi de déterminer, en temps réel, les valeurs du signal de commande d'atténuation acoustique active.
Le but de la convergence est ici de minimiser l'énergie des signaux délivrés par le microphone 8 disposé dans la cavité
à débruiter du casque.
Par exemple, l'algorithme de minimisation utilise la techni-que des moindres carrés moyens qui est le plus répandu dans le domaine des applications en temps réel.
En variante, l'algorithme de minimisation peut être un algorithme fréquentiel travaillant sur les transformés de Fourier des signaux considérés.
Il est à remarquer que la réponse imnulsionnelle ou la fonction de transfert des chemins haut-parleur/microphone de contrôle 8 tient compte ici du filtrage par rétroaction.
Ainsi, les informations d'instabilité liées au filtrage par rétroaction sont introduites dans la réponse impulsionnelle du filtre par anticipation. De même, les informations d'atténuation active large bande liées au filtrage par rétroaction apparaissent dans les éléments échantillonnés de la réponse impulsionnelle.
Grâce à la participation de ces informations liées donc à
l'instabilité du filtrage par rétroaction ainsi que les informations liées à l'atténuation active large bande de ce filtrage, le filtrage par anticipation va apporter plusieurs types d'améliorations en référence aux figures 3 à lOB :
- annulation des amplifications de signaux en haute fréquen-ces liées aux instabilités par rétroaction;
- atténuation du bruit en dehors de la bande de traitement du filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 10 dB par rapport au traitement passif des coquilles dans le cas du casque);
- amélioration du traitement dans la totalité de la bande de traitement de filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 15 dB
par rapport au filtrage par rétroaction seul), ce qui permet de le rendre encore plus linéaire;
- amélioration de la robustesse du système, par exemple aux effets Larsen;
- amélioration des performances par rapport à des filtrages par rétroaction et des filtrages par anticipation utilisés séparément.
- accélération de la convergence de l'algorithme de minimisa-tion, - amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation (observable en comparant les courbes d'atté-nuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et lOB) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'action du filtrage par anticipation ne perturbe pas celle du filtrage par rétroaction dans le sens oû l'on peut arrêter la minimisation en cours du filtrage par anticipation sans altérer les performances du filtrage par rétroaction.
Sur les figures 3 à 10B, on a représenté les densités spec-trales de puissance mesurées à l'aide d'un microphone fixé
dans l'oreille de l'expérimentateur dans différentes configu-rations. Les effets indésirables dus à l'instabilité du filtrage par rétroaction (réjection jusqu'à 8 dB) sont éliminés par l'action du dispositif de filtrage par anticipa-tion (voir figures 3, 4 et 5).
Mieux encore, le dispositif par anticipation permet d'obte-nir, en dehors de la bande de traitement du feed back (o-600 Hz), un gain en atténuation de 2 à 10 dB par rapport à un casque passif (figure 6).
De même, on a mesuré des meilleurs résultats d'anti-bruits en basse fréquences jusqu'à +15 dB.
Le dispositif décrit en référence aux figures 1 et 2, utilise un traitement de type mono-voie, articulé autour du proces-seur TMS 320C25 de chez TEXAS INSTRUMENT qui peut exécuter 10 millions d'instructions par seconde.
Toutefois, il peut être trop lent lorsqu'il doit piloter un dispositif multivoies comprenant une pluralité de capteurs 8, de capteurs distants 100 et d'actionneurs 10.
Par exemple, pour un fonctionnement du dispositif avec cinq microphones 8, cinq hauts-parleurs 10, 60 points pour les réponses impulsionnelles et 15 coefficients de filtrage par anticipation, le processeur ne peut travailler qu'à des fréquences d'échantillonnage inférieures ou égales à 1000 Hz.
Or, certaines expérimentations nécessitent un traitement rapide, pour un nombre de microphones 8 dits d'erreurs et de sources de contre-bruits 10 supérieur à cinq.
De plus, pour garder la pleine efficacité de l'algorithme de minimisation, il peut être nécessaire d'avoir une bonne connaissance de la réponse impulsionnelle des trajets secondaires. Il faut donc enregistrer en mémoire cette réponse avec un grand nombre de points. Ce nombre de points détermine aussi le nombre d'échantillons du signal de référence issu du capteur distant 100 qu'il faut conserver ëaalement en mémoire interne, d'où le problème de la capacité
mémoire.
La présente invention apporte également une solution à ces problèmes.
Selon l'invention, le dispositif d'atténuation est capable de gérer une pluralité de voies, par exemple vingt voies d'entrée analogiques susceptibles de recevoir les signaux émanant de 19 capteurs proches individualisés en 8-1 à 8-19 et d'un capteur distant 100. Le dispositif selon l'invention comprend également au moins seize voies de sorties capables de véhiculer des signaux vers seize actionneurs individuali-sés en 10-1 à 10-16.
Une telle structure implique le traitement de I (nombre entier de capteur d'erreur 8) fois J (nombre entier d'action-neurs) réponses impulsionnelles, une réponse RIJ pour chaque combinaison d'actionneurs J et de capteurs d'erreurs I.
Très avantageusement, le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maître/esclaves, chaque proces-___ seur esclave étant chargé de piloter un 'seul moyen action-neur.
En référence à la figure 11, le processeur maitre DSPM fait l'acquisition de tous les signaux émanant des capteurs 8 et 100, notamment les signaux de référence dits distants ainsi que les signaux de contrôle dits d'erreur. Il les distribue ensuite à tous les processeurs esclaves DSPE, individualisés ici en DSPE-1 à DSPE-16.
Chaque processeur esclave DSPE calcule le signal de sortie d'un seul actionneur 10.
En pratique, les capteurs 8 et le capteur distant 100 sont reliés aux entrées d'un bloc d'acquisition BA dont la sortie est reliée au processeur maître DSPM.
Ce bloc d'acquisition BA comprend, comme les modules d'acqui-sition A décrits en référence à la figure 2, un élément pré-amplificateur PE, un filtre de conditionnement de préférence spécifique à l'application choisie FAT et un convertisseur analogique/numérique CAN.
Le filtre de conditionnement peut être numérique (anti-recou-vrement) ou bien analogique (spécifique).
Un micro-ordinateur de type PC portable peut être prévu. Il est dans ce cas relié au processeur maître et est muni de tous les logiciels de pilotage de l'ensemble de l'instal-lation.
L'ensemble numérique est articulé autour d'un élément proces-seur de signal numérique PSN, par exemple celui vendu par la société TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C50.
En référence à la figure 12, Chaque processeur esclave est dédié à la commande d'un seul actionneur. Par exemple, il s'agit du processeur associé à l'actionneur 10-1 et qui est en relation avec tous les microphones 8 ainsi qu'avec le microphone distant 100.
Tous les signaux des capteurs 8 et 100 sont acheminés via le bloc d'acquisition BA et le processeur maître DSPM vers le processeur esclave DSPE-1.
Le processeur esclave DSPE comprend généralement les mêmes éléments que ceux du dispositif monovoie décrit en référence à la figure 2. Ainsi, on retrouve les moyens de restitution R, les moyens de filtrage par rétroaction 12 ainsi que le filtrage par anticipation 130. Un élément sommateur 110 reçoit sur ses deux entrées les signaux émanant des deux filtrages pour délivrer sur sa sortie le signal d'atténuation vers l'actionneur 10-1.
Le processeur esclave comprend une communication avec le processeur maître DSPM.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 14), des modifications sont apportées au niveau du bloc de restitution. Un sommateur individuel 100-1, c'est-à-dire associé au processeur esclave DSPE-1, permet d'ajouter le signal analogique issu du filtrage par rétroaction 12-1 au signal analogique issu du filtrage spécifique FLR-1.
Il est à remarquer que le filtrage par rétroaction n'a de sens que pour un couple de transducteurs comprenant un actionneur et un capteur de sons. Dans ces conditions, le nombre de filtrages par rétroaction numériques ou analogiques est égal à:
- soit au nombre de capteurs 8, lorsque ce nombre est égal au nombre d'actionneurs 10, - soit au nombre d'actionneurs 10, si ce nombre est inférieur au nombre de capteurs 8, - soit au nombre de capteurs 8, si celui-ci est inférieur au nombre d'actionneurs 10.
On définit ainsi le nombre maximal de filtrages par rétroac-
- des moyens sommateurs possédant une première entrée, une seconde entrée, et une sortie reliée aux moyens actionneurs.
Selon une définition générale de l'invention, les moyens de filtrage comprennent:
- des moyens de filtrage par rétroaction de type non adapta-tif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée à la première entrée des moyens somma-teurs, et propres à engendrer une atténuation active non adaptative des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- des moyens de mesure propres A mesurer, au préalable, en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs et les premiers moyens capteurs;
- des moyens de filtrage par anticipation de type adaptatif comprenant une première entrée reliée aux seconds moyens capteurs, une seconde entrée reliée aux premiers moyens capteurs, et une sortie reliée à la seconde entrée des moyens sommateurs ; 35 les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs, et de la fonction de transfert préalablement mesurée;
ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend au moins une cavité délimitée par des moyens d'atténuation passifs, les premiers moyens capteurs et les moyens actionneurs étant logés dans ladite cavité
tandis que les seconds moyens capteurs sont disposés hors de la cavité.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation.
En pratique, les premiers et seconds moyens capteurs compren-nent chacun au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, un élément capteur de force.
Dans une variante, les premiers moyens capteurs comprennent deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
De préférence, les moyens actionneurs comprennent une source de sons de type haut-parleur, un corps d'épreuve, un pot vibrant.
Avantageusement, les moyens de filtrage par rétroaction comprennent une pluralité de filtres analogiques et/ou numériques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la première bande de fréquences au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage par rétroaction est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la première bande de fréquences.
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction sont de type à réponse impulsionnelle infinie.
Par exemple, les moyens de filtrage par anticipation sont à
réponse impulsionnelle finie, et l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comprend une pluralité de premiers moyens capteurs, et de moyens actionneurs et le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maître/esclaves, chaque proces-seur esclave étant chargé de piloter un seul moyen action-neur.
La présente invention a également pour objet un procédé
d'atténuation active hybride des vibrations, notamment des vibrations mécaniques, sonores ou analogues, mis en oeuvre par le dispositif décrit ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique du disposi-tif d'atténuation acoustique active selon l'invention;
- la figure 2 représente schématiquement les moyens essen-tiels et constitutifs du dispositif de la figure 1 selon l'invention;
- la figure 3 sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage par rétroaction, dans une bande de fréquences allant de 0 à
2500 Hz;
- les figures 4 et 5 sont des courbes illustrant l'atté-nuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 2500 Hz;
- les figures 6 et 7 sont des courbes illustrant l'atténua-tion des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 500 Hz à 1500 Hz;
- la figure 8 est une courbe illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 500 Hz;
- les figures 9, 10A et lOB sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des filtrage par anticipation;
- la figure 11 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel les filtrages par anticipation et par rétroaction sont numériques;
- la figure 12 représente schématiquement les éléments constitutifs du processeur esclave du dispositif de la figure 11;
- la figure 13 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel le filtrage par rétroaction est analogique; et - la figure 14 représente schématiquement l'assemblage du filtrage par rétroaction analogique dans le dispositif de la figure 13.
Sur la figure 1, on a représenté une application particuliè-rement avantageuse, non limitative, de l'invention, à savoir l'atténuation des vibrations sonores. Dans cette application, l'ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer comprend une cavité 2 délimitée par une oreille 4 et des moyens d'atténuation 6 de type casque 6.
Par exemple, le casque à filtre rétroactif est celui vendu par la société TECHNOFIRST.
De façon connue, ce casque est équipé d'un dispositif d'atté-nuation acoustique active par rétroaction.
En pratique, ce dispositif d'atténuation par rétroaction comprend pour chaque oreille:
- un microphone 8 disposé dans la cavité 2;
- un haut-parleur 10 disposé dans la cavité 2 à proximité du microphone 8;
- des moyens de pré-amplification 9 comprenant une entrée 7 reliée au microphone 8 et une sortie 11, - des moyens de filtrage par rétroaction 12 comprenant une entrée 14 reliée à la sortie 11, et une sortie 16; et - des moyens d'amplification 18 comprenant une entrée 20 reliée à la sortie 16, et une sortie 22 reliée à l'entrée du haut-parleur 10.
Les moyens de pré-amplification 9, les moyens de filtrage par rétroaction 12 et les moyens d'amplification 18 constituent ici une boucle de contre-réaction 30 agencée de façon connue pour engendrer une atténuation acoustique active sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences choi-sies.
Sur la figure 1, on a représenté à proximité du casque, une source de bruit 40 susceptible d'engendrer des vibrations sonores à des fins expérimentales et de test.
Par exemple, la bande de fréquences dans laquelle les moyens de filtrage par rétroaction sont efficaces sans engendrer d'instabilité au sens de Nyquist, est de l'ordre de 0 à
600 Hz pour des vibrations sonores (figure 3).
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction 12 comprennent une pluralité de filtres analogiques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la bande de fréquence 0-600 Hz au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage 12 est détermi-née de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la bande 0-600 Hz.
Un tel filtrage par rétroaction est par exemple décrit dans le Brevet français 86 03394.
En référence à la figure 3, le casque permet un traitement large bande jusqu'à 600 Hz et des atténuations de bruit de l'ordre de 20 dB. Cependant, un effet de pompage apparaît à
partir de 650 Hz qui se traduit par une augmentation du niveau de bruit par rapport à l'action des moyens d'atténua-tion passive seule. Ce phénomène est tout à fait connu de l'homme du métier, et constitue une non-linéarité (dégrada-tions des performances) par rapport aux résultats attendus de l'observation du système en boucle ouverte.
Le Demandeur s'est posé le problème de remédier aux inconvé-nients liés au filtrage par rétroaction.
9a La solution selon l'invention consiste tout d'abord, à utiliser des seconds moyens capteur de vibrations 100, tel un microphone supplémentaire 100 disposé à une certaine distance du microphone 8. Par exemple, le microphone supplémentaire 100 est disposé sur la partie supérieure des moyens qui permettent de rattacher les deux coquilles du casque. Dans ces conditions, le microphone supplémentaire 100 est proche de la source de bruit 40 et permet ainsi de récupérer une information utile à traiter. Bien évidemment, ce microphone distant peut être disposé différemment.
Ensuite, selon l'invention, des moyens sommateurs 110 sont prévus au niveau de la boucle de contre-réaction 30. Ces moyens sommateurs 110 possèdent une première entrée 112 reliée à la sortie 16 des moyens de filtrage 12, une seconde entrée 114 et une sortie 116 reliée à i'entrée 20 des moyens amplificateurs 18.
Enfin, selon l'invention, des moyens de filtrage de type par anticipation sont greffés à la boucle de contre-réaction 30 afin d'améliorer le filtrage par rétroaction et, plus exactement, afin de linéariser l'atténuation active dans la totalité d'une bande de fréquences plus large que la bande 0-600 Hz et d'améliorer ainsi le gain d'atténuation active dans la bande élargie qui peut aller jusqu'à 3000 Hz (figure 4), par suppression totale de l'effet de pompage mentionné
ci-avant.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent une première entrée 132 reliée au microphone supplémentaire 100, une seconde entrée 134 reliée au micro-phone 8 et une sortie 136 reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Comme on le verra plus en détail ci-après, les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation 130 sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par le microphone 8, en fonction de l'énergie des vibrations captées par le microphone 100, afin de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une bande de fréquences plus large que la bande de fréquences traitée directement par rétroaction, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'amélio-rer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation com-prennent des filtres à réponse impulsionnelle finie de type adaptatif 140. Les coefficients des filtres 140 sont réactua-lisés en temps réel par un algorithme de minimisation 150.
Par exemple, l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens, appelés encore LMS pour "LEAST MEAN
SQUARES".
Cette linéarisation est observable au moins en deux points, notamment au niveau de la bande 0-600 Hz dans laquelle le gain d'atténuation dans la bande est amélioré; ainsi qu'au niveau de la bande 600-1100 Hz dans laquelle la réapparition des vibrations liées au pompage du filtrage rétroactif est supprimée et dans laquelle une atténuation apparaît alors que celle-ci n'existe pas en présence d'un filtrage par rétroac-tion seul (figures 3 à 8).
Cette accélération de la convergence de l'algorithme de minimisation ainsi que l'amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation est observable en comparant les courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et lOB) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'atténuation active de type "hybride"
obtenue selon l'invention résulte d'une combinaison des moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement.
Cette combinaison des filtrages par anticipation et par rétroaction selon l'invention permet d'améliorer le comporte-ment respectif desdits filtrages, avec une atténuation active résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations individuelles desdits filtrages prises séparément.
Sur la figure 2, on a représenté en détail les éléments constitutifs des moyens de filtrage par rétroaction ainsi que les éléments constitutifs des movens de filtrage par antici-pation, ces derniers étant combinés avec les moyens de filtrage par rétroaction selon l'invention.
Les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent un premier module d'acquisition A8 associé aux moyens capteurs proches 8 et un second module d'acquisition A100 associé aux moyens capteurs distants 100.
Les modules d'acquisition A8 et A100 sont généralement semblables. Toutefois, dans certaines configurations, les modules d'acquisitions peuvent être différents. Leurs éléments constitutifs sont individualisés par le suffixe 8 lorsqu'ils sont associés aux moyens capteurs 8 et 100 lorsqu'ils sont associés aux moyens de capture distants 100.
Chaque module d'acquisition comprend:
- un élément pré-amplificateur d'entrée PE possédant une entrée reliée aux moyens capteurs 8 ou 100 associés et une sortie;
- un filtre de conditionnement FAT spécifique à l'application choisie, de préférence de type anti-recouvrement possédant une entrée reliëe à la sortie du pré-amplificateur d'entrêe et une sortie; et - un convertisseur analogique/numérique CAN possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie.
Chaque module d'acquisition est relié à des moyens de traite-ment DSP qui vont assurer notamment l'algorithme de minimisa-tion décrite ci-avant.
En pratique, les moyens de traitement numérique sont de type processeur à signal numérique PSN.
Le processeur DSP comprend une entrée E8 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A8 et une entrée E100 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A100.
Le processeur DSP comprend une sortie délivrant un signal numérique destiné à un module de restitution R.
Ce module de restitution R comprend un convertisseur numéri-que/analogique CNAR et un filtre de lissage FLR, par exemple de type passe-bas, dont l'entrée reçoit le signal sortant du convertisseur numérique/analogique CNAR et dont la sortie est reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Par exemple, le processeur DSP est celui vendu par la société
TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C25.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant.
Dans une première étape d'initialisation, les moyens de filtrage par rétroaction 12 sont mis en fonctionnement, ainsi que la source de bruit 40, tandis que les moyens de filtrage par anticipation sont mis en position pause.
On règle sur les moyens de filtrage par anticipation les pré-amplificateurs d'entrée PE8 et PE100, pour être en pleine échelle des convertisseurs analogiques/numériques CAN8 et CAN100.
Ensuite, on arrête la source de bruit 40. On mesure alors la fonction de transfert du chemin dit secondaire entre le haut-parleur 10 et le microphone dit de contrôle 8 par une méthode d'initialisation, par exemple en excitant les moyens action-neurs par des signaux de type Diracs, bruit blanc, de référence filtrée ou analogue.
Enfin, la fonction de transfert est échantillonnée et sauvegardée dans la mémoire du processeur DSP. Par exemple, la fonction de transfert est échantillonnée à la fréquence de 3000 Hz sur un nombre de 80 points. Avantageusement, on règle le gain de l'amplificateur 18 afin que l'excitation du haut-parleur 10 produise à la sortie du pré-amplificateur PE8,.un niveau de signal proche de celui réglé lors de l'étape 5 précédente relative au réglage dynamique des convertisseurs.
Cette fonction de transfert ainsi préalablement mesurée va servir ensuite dans la phase de calibration pour l'adaptation des éléments de filtrage par anticipation.
En condition de fonctionnement, c'est-à-dire pendant la phase de minimisation du dispositif de contrôle hybride (c'est-à-dire combinaison feedforward avec feedback ou réciproque-ment), les moyens de traitement numérique acquièrent périodi-quement, et en temps réel, le bruit distant capté par les moyens capteurs distants 100. Ils calculent également l'énergie du signal, représentative de la somme des énergies des signaux délivrés par les moyens capteurs proches S.
Ensuite, les moyens de filtrage par anticipation 150 sont placés en recherche des paramètres optimaux pour la meilleure atténuation active. La connaissance des réponses impulsion-nelles préalablement mesurées, des signaux issus des moyens capteurs proches et distants en temps réel, permet à un algorithme de minimisation choisi de déterminer, en temps réel, les valeurs du signal de commande d'atténuation acoustique active.
Le but de la convergence est ici de minimiser l'énergie des signaux délivrés par le microphone 8 disposé dans la cavité
à débruiter du casque.
Par exemple, l'algorithme de minimisation utilise la techni-que des moindres carrés moyens qui est le plus répandu dans le domaine des applications en temps réel.
En variante, l'algorithme de minimisation peut être un algorithme fréquentiel travaillant sur les transformés de Fourier des signaux considérés.
Il est à remarquer que la réponse imnulsionnelle ou la fonction de transfert des chemins haut-parleur/microphone de contrôle 8 tient compte ici du filtrage par rétroaction.
Ainsi, les informations d'instabilité liées au filtrage par rétroaction sont introduites dans la réponse impulsionnelle du filtre par anticipation. De même, les informations d'atténuation active large bande liées au filtrage par rétroaction apparaissent dans les éléments échantillonnés de la réponse impulsionnelle.
Grâce à la participation de ces informations liées donc à
l'instabilité du filtrage par rétroaction ainsi que les informations liées à l'atténuation active large bande de ce filtrage, le filtrage par anticipation va apporter plusieurs types d'améliorations en référence aux figures 3 à lOB :
- annulation des amplifications de signaux en haute fréquen-ces liées aux instabilités par rétroaction;
- atténuation du bruit en dehors de la bande de traitement du filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 10 dB par rapport au traitement passif des coquilles dans le cas du casque);
- amélioration du traitement dans la totalité de la bande de traitement de filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 15 dB
par rapport au filtrage par rétroaction seul), ce qui permet de le rendre encore plus linéaire;
- amélioration de la robustesse du système, par exemple aux effets Larsen;
- amélioration des performances par rapport à des filtrages par rétroaction et des filtrages par anticipation utilisés séparément.
- accélération de la convergence de l'algorithme de minimisa-tion, - amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation (observable en comparant les courbes d'atté-nuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et lOB) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'action du filtrage par anticipation ne perturbe pas celle du filtrage par rétroaction dans le sens oû l'on peut arrêter la minimisation en cours du filtrage par anticipation sans altérer les performances du filtrage par rétroaction.
Sur les figures 3 à 10B, on a représenté les densités spec-trales de puissance mesurées à l'aide d'un microphone fixé
dans l'oreille de l'expérimentateur dans différentes configu-rations. Les effets indésirables dus à l'instabilité du filtrage par rétroaction (réjection jusqu'à 8 dB) sont éliminés par l'action du dispositif de filtrage par anticipa-tion (voir figures 3, 4 et 5).
Mieux encore, le dispositif par anticipation permet d'obte-nir, en dehors de la bande de traitement du feed back (o-600 Hz), un gain en atténuation de 2 à 10 dB par rapport à un casque passif (figure 6).
De même, on a mesuré des meilleurs résultats d'anti-bruits en basse fréquences jusqu'à +15 dB.
Le dispositif décrit en référence aux figures 1 et 2, utilise un traitement de type mono-voie, articulé autour du proces-seur TMS 320C25 de chez TEXAS INSTRUMENT qui peut exécuter 10 millions d'instructions par seconde.
Toutefois, il peut être trop lent lorsqu'il doit piloter un dispositif multivoies comprenant une pluralité de capteurs 8, de capteurs distants 100 et d'actionneurs 10.
Par exemple, pour un fonctionnement du dispositif avec cinq microphones 8, cinq hauts-parleurs 10, 60 points pour les réponses impulsionnelles et 15 coefficients de filtrage par anticipation, le processeur ne peut travailler qu'à des fréquences d'échantillonnage inférieures ou égales à 1000 Hz.
Or, certaines expérimentations nécessitent un traitement rapide, pour un nombre de microphones 8 dits d'erreurs et de sources de contre-bruits 10 supérieur à cinq.
De plus, pour garder la pleine efficacité de l'algorithme de minimisation, il peut être nécessaire d'avoir une bonne connaissance de la réponse impulsionnelle des trajets secondaires. Il faut donc enregistrer en mémoire cette réponse avec un grand nombre de points. Ce nombre de points détermine aussi le nombre d'échantillons du signal de référence issu du capteur distant 100 qu'il faut conserver ëaalement en mémoire interne, d'où le problème de la capacité
mémoire.
La présente invention apporte également une solution à ces problèmes.
Selon l'invention, le dispositif d'atténuation est capable de gérer une pluralité de voies, par exemple vingt voies d'entrée analogiques susceptibles de recevoir les signaux émanant de 19 capteurs proches individualisés en 8-1 à 8-19 et d'un capteur distant 100. Le dispositif selon l'invention comprend également au moins seize voies de sorties capables de véhiculer des signaux vers seize actionneurs individuali-sés en 10-1 à 10-16.
Une telle structure implique le traitement de I (nombre entier de capteur d'erreur 8) fois J (nombre entier d'action-neurs) réponses impulsionnelles, une réponse RIJ pour chaque combinaison d'actionneurs J et de capteurs d'erreurs I.
Très avantageusement, le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maître/esclaves, chaque proces-___ seur esclave étant chargé de piloter un 'seul moyen action-neur.
En référence à la figure 11, le processeur maitre DSPM fait l'acquisition de tous les signaux émanant des capteurs 8 et 100, notamment les signaux de référence dits distants ainsi que les signaux de contrôle dits d'erreur. Il les distribue ensuite à tous les processeurs esclaves DSPE, individualisés ici en DSPE-1 à DSPE-16.
Chaque processeur esclave DSPE calcule le signal de sortie d'un seul actionneur 10.
En pratique, les capteurs 8 et le capteur distant 100 sont reliés aux entrées d'un bloc d'acquisition BA dont la sortie est reliée au processeur maître DSPM.
Ce bloc d'acquisition BA comprend, comme les modules d'acqui-sition A décrits en référence à la figure 2, un élément pré-amplificateur PE, un filtre de conditionnement de préférence spécifique à l'application choisie FAT et un convertisseur analogique/numérique CAN.
Le filtre de conditionnement peut être numérique (anti-recou-vrement) ou bien analogique (spécifique).
Un micro-ordinateur de type PC portable peut être prévu. Il est dans ce cas relié au processeur maître et est muni de tous les logiciels de pilotage de l'ensemble de l'instal-lation.
L'ensemble numérique est articulé autour d'un élément proces-seur de signal numérique PSN, par exemple celui vendu par la société TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C50.
En référence à la figure 12, Chaque processeur esclave est dédié à la commande d'un seul actionneur. Par exemple, il s'agit du processeur associé à l'actionneur 10-1 et qui est en relation avec tous les microphones 8 ainsi qu'avec le microphone distant 100.
Tous les signaux des capteurs 8 et 100 sont acheminés via le bloc d'acquisition BA et le processeur maître DSPM vers le processeur esclave DSPE-1.
Le processeur esclave DSPE comprend généralement les mêmes éléments que ceux du dispositif monovoie décrit en référence à la figure 2. Ainsi, on retrouve les moyens de restitution R, les moyens de filtrage par rétroaction 12 ainsi que le filtrage par anticipation 130. Un élément sommateur 110 reçoit sur ses deux entrées les signaux émanant des deux filtrages pour délivrer sur sa sortie le signal d'atténuation vers l'actionneur 10-1.
Le processeur esclave comprend une communication avec le processeur maître DSPM.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 14), des modifications sont apportées au niveau du bloc de restitution. Un sommateur individuel 100-1, c'est-à-dire associé au processeur esclave DSPE-1, permet d'ajouter le signal analogique issu du filtrage par rétroaction 12-1 au signal analogique issu du filtrage spécifique FLR-1.
Il est à remarquer que le filtrage par rétroaction n'a de sens que pour un couple de transducteurs comprenant un actionneur et un capteur de sons. Dans ces conditions, le nombre de filtrages par rétroaction numériques ou analogiques est égal à:
- soit au nombre de capteurs 8, lorsque ce nombre est égal au nombre d'actionneurs 10, - soit au nombre d'actionneurs 10, si ce nombre est inférieur au nombre de capteurs 8, - soit au nombre de capteurs 8, si celui-ci est inférieur au nombre d'actionneurs 10.
On définit ainsi le nombre maximal de filtrages par rétroac-
5 tion.
On définit aussi la notion de couples de transducteurs 8 et 10, c'est-à-dire les voies de traitement sur lesquelles sont appliquées les moyens de filtrage par rétroaction respectifs.
Ensuite, chaque processeur esclave DSPE calcule, en parallèle du filtrage par anticipation, le filtrage par rétroaction qui lui est associé, dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type numérique.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 12), il est prévu un réseau de connexions dans lequel s'enfichent des modules de filtrage par rétroaction entre les couples de transducteurs 8,10 choisis.
Dans la description ci-avant, nous avons décrit une applica-tion liée aux vibrations sonores. Toutefois, l'invention s'applique à l'atténuation active de toute vibration.
Ainsi, l'ossature sujette à des vibrations peut être aussi une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation ou analogue. Dans ces condi-tions, les moyens capteurs peuvent être des moyens capteurs de sons, mais aussi d'accélération, de contrainte, de force, de déplacement, de vitesse ou analogue. De même, les moyens actionneurs peuvent être non seulement un actionneur de sons tel qu'un haut-parleur, mais aussi un corps d'épreuve, un élément piézo-électrique, ou analogue. Par ailleurs, les moyens capteurs proches peuvent comprendre deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
On définit aussi la notion de couples de transducteurs 8 et 10, c'est-à-dire les voies de traitement sur lesquelles sont appliquées les moyens de filtrage par rétroaction respectifs.
Ensuite, chaque processeur esclave DSPE calcule, en parallèle du filtrage par anticipation, le filtrage par rétroaction qui lui est associé, dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type numérique.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 12), il est prévu un réseau de connexions dans lequel s'enfichent des modules de filtrage par rétroaction entre les couples de transducteurs 8,10 choisis.
Dans la description ci-avant, nous avons décrit une applica-tion liée aux vibrations sonores. Toutefois, l'invention s'applique à l'atténuation active de toute vibration.
Ainsi, l'ossature sujette à des vibrations peut être aussi une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation ou analogue. Dans ces condi-tions, les moyens capteurs peuvent être des moyens capteurs de sons, mais aussi d'accélération, de contrainte, de force, de déplacement, de vitesse ou analogue. De même, les moyens actionneurs peuvent être non seulement un actionneur de sons tel qu'un haut-parleur, mais aussi un corps d'épreuve, un élément piézo-électrique, ou analogue. Par ailleurs, les moyens capteurs proches peuvent comprendre deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
Claims (16)
1. Dispositif d'atténuation active de vibrations, du type comprenant:
- une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer;
- des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
- des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs (8); et - des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée aux moyens actionneurs, les moyens de filtrage étant agencés pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossatu-re;
- des seconds moyens capteurs de vibrations (100), disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
- des moyens sommateurs (110) possédant une première entrée (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens actionneurs (10);
caractérisé en ce que les moyens de filtrage comprennent:
- des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et propres à engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- des moyens propres à mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
- des moyens de filtrage par anticipation (130) de type adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
des coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100) et de la fonction de transfert ainsi préala-blement mesurée, ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
- une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à
atténuer;
- des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
- des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs (8); et - des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée aux moyens actionneurs, les moyens de filtrage étant agencés pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossatu-re;
- des seconds moyens capteurs de vibrations (100), disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
- des moyens sommateurs (110) possédant une première entrée (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens actionneurs (10);
caractérisé en ce que les moyens de filtrage comprennent:
- des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et propres à engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- des moyens propres à mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
- des moyens de filtrage par anticipation (130) de type adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
des coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100) et de la fonction de transfert ainsi préala-blement mesurée, ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comprend au moins une cavité (2) délimitée par des moyens d'atténuation passifs (6), les premiers moyens capteurs (8) et les moyens actionneurs (10) étant logés dans ladite cavité (2) tandis que les seconds moyens capteurs (100) sont disposés hors de la cavité.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comprend une poutre de type métallique, ou une plaque, ou un treillis, ou un siège, ou une gaine de ventila-tion.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens capteurs (8) comprennent au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément-capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, ou un élément capteur de force.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens capteurs (8) comprennent deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens capteurs (100) comprennent au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, ou un élément capteur de force.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens actionneurs (10) comprennent une source de sons de type haut-parleur, un corps d'épreuve, ou un pot vibrant.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par rétroaction (12) comprennent une pluralité de filtres analogiques et/ou numériques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la première bande de fréquences au sens de Nyquist et en ce que la fonction de transfert des moyens de filtrage par rétroaction a une phase et est déterminée de telle sorte que ladite phase ne passe pas par une valeur zéro dans la première bande.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par rétroaction (12) sont à réponse impulsionnelle infinie.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par anticipation (130) comprennent:
- un premier module d'acquisition (A8) possédant une entrée reliée à la sortie des premiers moyens capteurs (8), et une sortie;
- un second module d'acquisition (A100) possédant une entrée reliée à la sortie des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
- des moyens de traitement numérique possédant une première entrée reliée à la sortie du premier module d'acquisition (A8), une seconde entrée reliée à la sortie du second module d'acquisition (A100), et une sortie, lesdits moyens de traitement numérique étant propres à commander l'algorithme de minimisation de l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100); et - un module de restitution (R) possédant une entrée reliée à
la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs.
- un premier module d'acquisition (A8) possédant une entrée reliée à la sortie des premiers moyens capteurs (8), et une sortie;
- un second module d'acquisition (A100) possédant une entrée reliée à la sortie des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
- des moyens de traitement numérique possédant une première entrée reliée à la sortie du premier module d'acquisition (A8), une seconde entrée reliée à la sortie du second module d'acquisition (A100), et une sortie, lesdits moyens de traitement numérique étant propres à commander l'algorithme de minimisation de l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100); et - un module de restitution (R) possédant une entrée reliée à
la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premier et second modules d'acquisition (A8 et A100) comprennent:
- un élément pré-amplificateur d'entrée (PE) possédant une entrée recevant des signaux issus des premiers moyens capteurs (8) ou des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
- un filtre de conditionnement (FAT) adapté à une application choisie et possédant une entrée reliée à la sortie de l'élément pré-amplificateur d'entrée, et une sortie; et - un convertisseur analogique/numérique (CAN) possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie reliée à une entrée des moyens de traitement numéri-que.
- un élément pré-amplificateur d'entrée (PE) possédant une entrée recevant des signaux issus des premiers moyens capteurs (8) ou des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
- un filtre de conditionnement (FAT) adapté à une application choisie et possédant une entrée reliée à la sortie de l'élément pré-amplificateur d'entrée, et une sortie; et - un convertisseur analogique/numérique (CAN) possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie reliée à une entrée des moyens de traitement numéri-que.
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le module de restitution (R) comprend:
- un convertisseur numérique/analogique (CNA) possédant une entrée reliée à la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie; et - un filtre de lissage (FLR) possédant une entrée reliée à la sortie du convertisseur numérique/analogique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110).
- un convertisseur numérique/analogique (CNA) possédant une entrée reliée à la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie; et - un filtre de lissage (FLR) possédant une entrée reliée à la sortie du convertisseur numérique/analogique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110).
13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par anticipation (130) sont à
réponse impulsionnelle finie et en ce que l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
réponse impulsionnelle finie et en ce que l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
14. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de traitement numérique sont du type proces-seur de signal numérique.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend une plura-lité de premiers moyens capteurs (8-1,8-2,8-3,...), et de moyens actionneurs (10-1,10-2,...) et en ce que le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maître/esclaves, chaque processeur esclave (DSPE-1) étant chargé de piloter un seul moyen actionneur (10-1).
16. Procédé d'atténuation vibratoire active, notamment acoustique, du type comprenant les étapes suivantes:
- a) fournir une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer, - b) fournir des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométri-que prédéterminée par rapport à ladite ossature, - c)fournir des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs, - d) fournir des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16), - e) agencer les moyens de filtrage pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossature, - f) fournir des seconds moyens capteurs de vibrations (100), disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométri-que prédéterminée, - g) fournir des moyens sommateurs (110) possédant une première entrée (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens d'actionneurs (10), caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivan-tes:
- h) fournir des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif, possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et agencer lesdits moyens de filtrage-par rétroaction pour engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- i) mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction,une fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
- j) fournir des moyens de filtrage par anticipation (130) de type non adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
- k) adapter des coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100), et la fonction de transfert préalablement mesurée;
ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquence, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
- a) fournir une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer, - b) fournir des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométri-que prédéterminée par rapport à ladite ossature, - c)fournir des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs, - d) fournir des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16), - e) agencer les moyens de filtrage pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossature, - f) fournir des seconds moyens capteurs de vibrations (100), disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométri-que prédéterminée, - g) fournir des moyens sommateurs (110) possédant une première entrée (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens d'actionneurs (10), caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivan-tes:
- h) fournir des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif, possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et agencer lesdits moyens de filtrage-par rétroaction pour engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
- i) mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction,une fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
- j) fournir des moyens de filtrage par anticipation (130) de type non adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
- k) adapter des coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100), et la fonction de transfert préalablement mesurée;
ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquence, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
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| FR2774796B1 (fr) * | 1998-02-06 | 2001-10-05 | Sagem | Dispositif anti-bruit a detection de seuil |
| US20040013273A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-01-22 | Siemens Vdo Automotive, Inc. | Calibration for an active noise control system |
| US20040086135A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-06 | Siemens Vdo Automotive Inc. | Active noise control system using pure feedforward method with order-based offline calibration |
| GB2401278B (en) * | 2003-04-30 | 2007-06-06 | Sennheiser Electronic | A device for picking up/reproducing audio signals |
| GB2401744B (en) * | 2003-05-14 | 2006-02-15 | Ultra Electronics Ltd | An adaptive control unit with feedback compensation |
| US7181296B2 (en) * | 2003-08-06 | 2007-02-20 | Asml Netherlands B.V. | Method of adaptive interactive learning control and a lithographic manufacturing process and apparatus employing such a method |
| US7308106B2 (en) * | 2004-05-17 | 2007-12-11 | Adaptive Technologies, Inc. | System and method for optimized active controller design in an ANR system |
| DE102005016204A1 (de) * | 2005-04-07 | 2006-10-12 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Kopfhörer zum Anschluss an eine externe aktive Lärmkompensationsvorrichtung |
| EP1912468B1 (fr) * | 2005-07-29 | 2013-08-14 | Panasonic Corporation | Dispositif de haut-parleur |
| GB2446966B (en) | 2006-04-12 | 2010-07-07 | Wolfson Microelectronics Plc | Digital circuit arrangements for ambient noise-reduction |
| JP5564743B2 (ja) * | 2006-11-13 | 2014-08-06 | ソニー株式会社 | ノイズキャンセル用のフィルタ回路、ノイズ低減信号生成方法、およびノイズキャンセリングシステム |
| JP2008122729A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Sony Corp | ノイズ低減装置、ノイズ低減方法、ノイズ低減プログラムおよびノイズ低減音声出力装置 |
| JP4506873B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法 |
| US8718291B2 (en) | 2011-01-05 | 2014-05-06 | Cambridge Silicon Radio Limited | ANC for BT headphones |
| US8693700B2 (en) * | 2011-03-31 | 2014-04-08 | Bose Corporation | Adaptive feed-forward noise reduction |
| US9495952B2 (en) | 2011-08-08 | 2016-11-15 | Qualcomm Incorporated | Electronic devices for controlling noise |
| FR2983026A1 (fr) | 2011-11-22 | 2013-05-24 | Parrot | Casque audio a controle actif de bruit de type non-adaptatif, pour l'ecoute d'une source musicale audio et/ou pour des fonctions de telephonie "mains-libres" |
| EP2677765B1 (fr) * | 2012-06-20 | 2018-11-28 | AKG Acoustics GmbH | Casque à suppression active de bruit |
| FR3022954A1 (fr) | 2014-06-30 | 2016-01-01 | Christian Carme | Installation pour la recuperation de l'energie d'une houle et/ou pour l'attenuation active de ladite houle |
| CN104602163B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-12-01 | 歌尔股份有限公司 | 主动降噪耳机及应用于该耳机的降噪控制方法和系统 |
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| CN114706432B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-04-28 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于跨介质时延的随机微振动主动隔振控制方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025724A (en) * | 1975-08-12 | 1977-05-24 | Westinghouse Electric Corporation | Noise cancellation apparatus |
| FR2595498B1 (fr) * | 1986-03-07 | 1989-06-02 | Centre Nat Rech Scient | Procedes et dispositifs pour attenuer les bruits d'origine externe parvenant au tympan et ameliorer l'intelligibilite des communications electro-acoustiques |
| US5091954A (en) * | 1989-03-01 | 1992-02-25 | Sony Corporation | Noise reducing receiver device |
| US5337366A (en) * | 1992-07-07 | 1994-08-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active control apparatus using adaptive digital filter |
| US5613009A (en) * | 1992-12-16 | 1997-03-18 | Bridgestone Corporation | Method and apparatus for controlling vibration |
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| FR2701784B1 (fr) * | 1993-02-18 | 1995-05-12 | Matra Sep Imagerie Inf | Procédé et dispositif d'amortissement actif de vibrations. |
| US5481615A (en) * | 1993-04-01 | 1996-01-02 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Audio reproduction system |
| US5425105A (en) * | 1993-04-27 | 1995-06-13 | Hughes Aircraft Company | Multiple adaptive filter active noise canceller |
| US5452361A (en) * | 1993-06-22 | 1995-09-19 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Reduced VLF overload susceptibility active noise cancellation headset |
| US5475761A (en) * | 1994-01-31 | 1995-12-12 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Adaptive feedforward and feedback control system |
| US5745580A (en) * | 1994-11-04 | 1998-04-28 | Lord Corporation | Reduction of computational burden of adaptively updating control filter(s) in active systems |
| US6085307A (en) * | 1996-11-27 | 2000-07-04 | Vlsi Technology, Inc. | Multiple native instruction set master/slave processor arrangement and method thereof |
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