DE112012007106B4

DE112012007106B4 - Aktive Vibrationsstörungs- Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112012007106B4
Application number: DE112012007106.9T
Authority: DE
Inventors: Atsuyoshi Yano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: US20150269924A1; DE112012007106T5; JPWO2014068624A1; CN104798130A; WO2014068624A1; JP5967213B2; CN104798130B; US9773489B2

Abstract

Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100, 600), welche aufweist:ein erstes Steuersignalfilter (104a), in das ein Kosinuswellensignal, das miteiner Steuerfrequenz oszilliert, die gemäß einer Vibrationsstörungsquelle (400), bestimmt ist, eingegeben wird, wobei die Vibrationsstörungsquelle (400) Vibrationsstörungen erzeugt;ein zweites Steuersignalfilter (104b), in das ein Sinuswellensignal, das mit der Steuerfrequenz oszilliert, eingegeben wird;einen Steuersignaladdierer (105) zum Ausgeben eines Steuersignals, das durch Addieren eines Ausgangssignals des ersten Steuersignalfilters (104a) und eines Ausgangssignals des zweiten Steuersignalfilters (104b) erzeugt wurde;eine Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit (106) zum Aktualisieren von Koeffizienten des ersten Steuersignalfilters (104a) und des zweiten Steuersignalfilters (104b) auf der Grundlage eines Fehlersignals, des Kosinuswellensignals und des Sinuswellensignals, wobei das Fehlersignal aus einem Überlagerungsergebnis der Vibrationsstörungen und von Sekundärvibrationsstörungen, die auf der Grundlage des Steuersignals erzeugt wurden, erhalten wurde; undeine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107, 601) zum Messen einer Frequenz des Steuersignals und zum Berechnen eines Frequenzkorrekturwerts, der zum Korrigieren einer Fehlanpassung zwischen einer Frequenz der Vibrationsstörungen und der Steuerfrequenz auf der Grundlage der gemessenen Frequenz und der Steuerfrequenz verwendet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung, die Vibrationsstörungen durch Erzeugen eines Steuersignals auf der Grundlage einer Steuerfrequenz, die gemäß einer Drehperiode einer Drehanordnung bestimmt ist, verringert.
Stand der Technik
Als eine Vorrichtung zum Verringern von Vibrationsstörungen, die durch eine Drehanordnung wie eine Fahrzeugmaschine erzeugt werden, ist eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung unter Verwendung eines adaptiven Sperrfilters bekannt. Bei einer derartigen herkömmlichen aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung wird eine Steuerfrequenz auf eine Vibrationsstörungsfrequenz, die durch die Drehperiode der Drehanordnung identifiziert ist, gesetzt, und ein Steuersignal mit einer den Vibrationsstörungen entgegensetzten Phase und mit der Steuerfrequenz wird erzeugt und als sekundäre Vibrationsstörungen ausgegeben, die den Vibrationsstörungen überlagert werden, so dass die Vibrationsstörungen verringert werden.
Hier tritt in einem Fall, in welchem aufgrund eines Messfehlers und einer Signalverzögerung und dergleichen eines Drehperiodensensors der Drehanordnung eine Frequenzfehlanpassung zwischen einer tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz und der Steuerfrequenz auftritt, das Problem auf, dass eine Herabsetzungswirkungen auf die Vibrationsstörungen geschwächt wird. Um sich eines derartigen Problems anzunehmen, ist beispielsweise im Patentdokument 1 ein Verfahren offenbart, in welchem die Steuerfrequenz gemäß einem Koeffizientenverhalten des adaptiven Sperrfilterns korrigiert wird.
Die US 2008/0118083 A1 beschreibt ein Rauschunterdrückungssystem mit einer Geräuschquelle zum Generieren einer Fundamentalwelle mit einer vorgegebenen Frequenz, welche eine entsprechende Rausch-Frequenzkomponente unterdrückt, die der vorgegebenen Frequenz entspricht, indem ein Kontrollgeräusch ausgegeben wird, welches aus einer Multiplikation der Fundamentalwelle mit einem adaptiven Filterkoeffizienten generiert wird. Das Rauschunterdrückungssystem beinhaltet des Weiteren eine Frequenz-Einstellungseinheit um die Frequenz der Fundamentalwelle um einen vorgegebenen Wert zu erhöhen oder zu verringern, wenn eine Phasenfluktuation des Kontrollgeräusches größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Die Phasenfluktuation kann dabei durch eine Phasendifferenzbestimmungseinheit detektiert werden, indem die Phase des Kontrollgeräusches für aufeinanderfolgende Zeitschritte berechnet wird und die Phase eines vorhergehenden Zeitschritts n-1 mit der Phase eines aktuellen Zeitschritts n verglichen wird. Ähnlich kann auch eine Fluktuation des zu unterdrückenden Rauschens anhand einer Peak-Frequenzkomponente detektiert werden und bei einer besonders großen Fluktuation der Peak-Frequenzkomponente eine neu detektierte Frequenz als zu unterdrückende Frequenz festgelegt werden. Hierfür wird die detektierte Peak-Frequenz des Rauschens mit einer zuletzt detektierten Peak-Frequenz verglichen und bei einer zu großen Abweichung die detektierte Peak-Frequenz als neue zu unterdrückende Frequenz festgelegt, wobei zu diesem Zweck die Frequenzen von Kosinus Wellengenerator 121 und Sinuswellengenerator 122 angepasst werden.
Die US 2011/0280410 A1 offenbart eine Vorrichtung zur aktiven Rauschunterdrückung mit einem Kontrollfrequenzdetektor um eine zu unterdrückende Kontrollfrequenz eines Rauschens zu bestimmen. Die Vorrichtung ist mit einem Sinuswellengenerator zum Generieren eines Referenzsinuswellensignals mit der als solcher bestimmten Kontrollfrequenz, und mit einem Kosinuswellengenerator zum Generieren eines Referenzkosinuswellensignals mit der als solcher bestimmten Kontrollfrequenz, sowie mit einem ersten und einem zweiten digitalen Filter zum Ausgeben eines jeweiligen Kontrollsignals, welches durch ein Multiplizieren von Sinus- bzw. Kosinuswellensignal mit einem jeweiligen Filterkoeffizienten generiert wird, und mit einem Interferenzsignalgenerator zum Generieren eines Interferenzsignals, welches auf dem Rauschkontrollsignal basiert, versehen. Des weiteren weit die Vorrichtung einen Fehlersignaldetektor zum Detektieren eines Fehlers, welcher durch eine Interferenz zwischen dem Interferenzsignal und dem Rauschen erzeugt ist, auf, und eine erste und zweite Koeffizientenaktualisierungseinheit zum Aktualisieren der jeweiligen genannten Koeffizienten in Abhängigkeit des Fehlersignals, sowie einen Kontrollfrequenzkorrektor zum Korrigieren der zu unterdrückenden Kontrollfrequenz in Abhängigkeit vom ersten und zweiten Filterkoeffizienten. Dabei kann durch einen Kontrollfrequenzdetektor die ansteigende Flanke eines Motorpulses detektiert werden, sowie ein zeitlicher Abstand der jeweiligen ansteigenden Flanken überprüft werden. In Abhängigkeit der daraus bestimmten Periode für die der ansteigenden Flanken kann dort die geschätzte zu unterdrückende Kontrollfrequenz berechnet werden.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: Veröffentlichung Nummer JP 2010 - 167 844 A einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Jedoch wird bei dem im Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren die Steuerfrequenz auf der Grundlage einer Änderung in dem Argument, wenn ein Filterkoeffizient des adaptiven Sperrfilters auf die komplexe Ebene projiziert wird, korrigiert, und somit besteht das Problem, dass die Rechenverarbeitungslast für das Argument hoch ist, wenn eine Echtzeitverarbeitung durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorbeschriebene Problem zu überwinden, und ein Zweck hierfür besteht darin, eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung vorzusehen, die beständig Vibrationsstörungen verringert, indem sie selbst die Fehlanpassung der Steuerfrequenz mit einer geringen Rechenverarbeitungslast korrigiert.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein erstes Steuersignalfilter, in das ein Kosinuswellensignal, das mit einer Steuerfrequenz oszilliert, die gemäß einer Vibrationsstörungsquelle bestimmt wurde, eingegeben wird, wobei die Vibrationsstörungsquelle Vibrationsstörungen erzeugt; ein zweites Steuersignalfilter, in das ein Sinuswellensignal mit der Steuerfrequenz oszilliert, eingegeben wird; einen Steuersignaladdierer zum Ausgeben eines Steuersignals, das durch Addieren eines Ausgangssignal des ersten Steuersignalfilters und eines Ausgangssignal des zweiten Steuersignalfilters erzeugt wurde; eine Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit zum Aktualisieren von Koeffizienten des ersten Steuersignalfilters und des zweiten Steuersignalfilters auf der Grundlage eines Fehlersignals, des Kosinuswellensignals und des Sinuswellensignals, wobei das Fehlersignal aus einem Überlagerungsergebnis der Vibrationsstörungen und von auf der Grundlage des Steuersignals erzeugten sekundären Vibrationsstörungen erhalten wurde; und eine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Frequenzkorrekturwerts, der zum Korrigieren einer Fehlanpassung zwischen der Vibrationsstörungsfrequenz und der Steuerfrequenz auf der Grundlage des Steuersignals verwendet wird.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird ein Frequenzkorrekturwert der Steuerfrequenz auf der Grundlage des Steuersignals bestimmt, so dass die Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz mit einer geringen Rechenverarbeitungslast herabgesetzt werden kann.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild einer aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt Diagramme, in denen zeitliche Veränderungen von Filterkoeffizienten und zeitliche Veränderungen eines Kosinuswellensignals und eines Steuersignals vergleichend und erläuternd in einem Fall der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtungen ohne eine Korrektur einer Steuerfrequenz gezeigt sind;
3 zeigt Diagramme, in denen zeitliche Veränderungen von Filterkoeffizienten und zeitliche Veränderungen eines Kosinuswellensignals und eines Steuersignals vergleichend und erläuternd in einem Fall der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung ohne eine Korrektur einer Steuerfrequenz gezeigt sind;
4 ist ein Blockschaltbild einer aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung; und
5 ist ein Flussdiagramm zum Bestimmen eines Frequenzkorrekturwerts einer Steuerfrequenz anhand des Steuersignals und des Kosinuswellensignals oder des Sinuswellensignals in einer Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsbeispiel zum Durchführen der Erfindung Ausführungsbeispiel 1
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung mit einer Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 und einem Vibrationsstörungssensor 300, die außerhalb angeordnet sind, verbunden. Die aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 empfängt Frequenzinformationen über Vibrationsstörungen von einer Vibrationsstörungsquelle 400, die ein gesteuertes Objekt ist, und gibt ein erzeugtes Steuersignal auf der Grundlage der eingegebenen Frequenzinformationen aus.
Beispielsweise können in dem Fall, in welchem die Vibrationsstörungsquelle eine Automobilmaschine ist, die Frequenzinformationen über die Vibrationsstörungen durch ein derartiges Verfahren erhalten werden, in welchem eine Drehfrequenz einer Maschine auf der Grundlage der Periode von Zündungsimpulsen gemessen wird und dann eine konstante Multiplikation der Drehfrequenz gemäß der Drehfolge der die Zielvibrationsstörung erzeugenden Maschine durchgeführt wird. Und in dem Fall eines von einem elektrischen Motor angetriebenen Ventilators kann die Frequenz von Ziel-NZ-Störungen auf der Grundlage der Anzahl der Motorpole, der Frequenz einer Versorgungsquelle, der Anzahl von Ventilatorschaufeln usw. erhalten werden. Wie vorstehend beschrieben ist, können zum Erhalten von Frequenzinformationen über die Vibrationsstörungen Mittel verwendet werden, die für Zielvibrationsstörungen geeignet sind.
Eine Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 wandelt das von der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 eingegebene Steuersignal in Sekundärvibrationsstörung zum Auslöschen der von der Vibrationsstörungsquelle 400 erzeugten Vibrationsstörungen um und gibt die Sekundärvibrationsstörungen aus. Die Vorrichtung wird beispielsweise durch einen Lautsprecher, einen Aktuator usw. realisiert.
Die von der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 ausgegebene Sekundärvibrationsstörungen pflanzen sich durch einen Sekundärpfad 500 fort und werden den von der Vibrationsstörungsquelle 400 erzeugten Vibrationsstörungen so überlagert, dass die betroffenen Vibrationsstörungen verringert werden. Hier ist der Sekundärpfad 500 definiert als ein Pfad, durch den die von der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 ausgegebenen sekundären Vibrationsstörungen übertragen werden, während sie sich zu dem Vibrationsstörungssensor 300 fortpflanzen.
Der Vibrationsstörungssensor 300 erfasst einen Fehler, der aus den durch die Interferenz zwischen den Vibrationsstörungen und den Sekundärvibrationsstörungen erzeugten Restvibrationsstörungen besteht, und gibt den erfassten Fehler als ein Fehlersignal zu der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 aus. Der Sensor wird beispielsweise unter Verwendung einer Mikrofons, eines Vibrationssensors, eines Beschleunigungsmessers usw. realisiert.
Als Nächstes wird eine detaillierte Konfiguration der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 beschrieben. die aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 enthält eine Steuerfrequenz-Setzeinheit 101, einen Kosinuswellengenerator 102, einen Sinuswellengenerator 103, ein Steuersignalfilter 104a, ein Steuersignalfilter 104b, einen Steuersignaladdierer 105, eine Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 und eine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107. Hier ist das Steuersignalfilter 104a ein erstes Steuersignalfilter, und das Steuersignalfilter 104b ist ein zweites Steuersignalfilter.
Die Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 setzt eine Steuerfrequenz auf der Grundlage von von außerhalb eingegebenen Frequenzinformationen und eines von der Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 eingegebenen Steuerfrequenz-Korrekturwerts.
Der Kosinuswellengenerator 102 ist ein Signalgenerator, der ein Kosinuswellensignal entsprechend der von der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 gesetzten Steuerfrequenz erzeugt. Der Kosinuswellengenerator 102 gibt ein erzeugtes Kosinuswellensignal zu dem Steuersignalfilter 104a aus. Der Sinuswellengenerator 103 ist ein Signalgenerator, der ein Sinuswellensignal entsprechend der von der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 gesetzten Steuerfrequenz erzeugt. Der Sinuswellengenerator 103 gibt ein erzeugtes Sinuswellensignal zu dem Steuersignalfilter 104b aus.
Das Steuersignalfilter 104a führt eine Filterverarbeitung an dem Kosinuswellensignal von dem Kosinuswellengenerator 102 durch. Das Steuersignalfilter 104b führt eine Filterverarbeitung an dem Sinuswellensignal von dem Sinuswellengenerator 103 durch. Der Steuersignaladdierer 105 summiert die Ausgangssignale der Steuersignalfilter 104a und 104b und gibt das Steuersignal aus. Das Steuersignal ist ein Signal, das in die Sekundärvibrationsstörungen umzuwandeln ist, um die Vibrationsstörungen herabzusetzen, wie später im Einzelnen beschrieben wird.
Die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 aktualisiert Filterkoeffizienten des Steuersignalfilter 104a und des Steuersignalfilter 104b auf der Grundlage des von dem Kosinuswellengenerator 102 ausgegeben Kosinuswellensignals, des von dem Sinuswellengenerator 103 ausgegebenen Sinuswellensignals und des Fehlersignal von dem Vibrationsstörungssensor 300. Die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 kann beispielsweise mit einem Bezugssignalfilter 108 und einer Filterkoeffizienten-Berechnungseinheit 109 konfiguriert sein, wie in 1 gezeigt ist.
Das Bezugssignalfilter 108 ist ein Filter, das Bezugssignale von dem Kosinuswellensignal des Kosinuswellengenerator 102 und dem Sinuswellensignal des Sinuswellengenerators 103 zusammensetzt unter Verwendung eines Übertragungscharakteristikparameters, der auf der Grundlage einer Übertragungscharakteristik des Sekundärpfads 500 bestimmt wurde. Die Filterkoeffizienten-Berechnungseinheit 109 aktualisiert die Filterkoeffizienten der Steuersignalfilter 104a und 104b unter Verwendung eines adaptiven Algorithmus wie des LMS(kleinstes mittleres Quadrat)-Algorithmus auf der Grundlage der Bezugssignale von dem Bezugssignalfilter 108 und des Fehlersignals von dem Vibrationsstörungssensor 300.
Die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 gibt einen Frequenzkorrekturwert zum Korrigieren einer Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz und der Vibrationsstörungsfrequenz auf der Grundlage der Steuerfrequenz von der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 und des Steuersignals von dem Steuersignaladdierer 105 zu der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 aus.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 1 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von 1 beschrieben.
Zuerst werden Frequenzinformationen, die eine Frequenz der Vibrationsstörungen darstellen, in die Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 innerhalb der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 eingegeben. Die Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 bestimmt die Steuerfrequenz f(n) auf der Grundlage dieser Frequenzinformationen und eines später beschriebenen Frequenzkorrekturwerts Δf(n) von der Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 und setzt die Steuerfrequenz f(n) für den Kosinuswellengenerator 102 und den Sinuswellengenerator 103. Mit der Frequenz F(n), die durch die Frequenzinformationen der Vibrationsstörungen angezeigt wird, und dem Frequenzkorrekturwert Δf(n) wird die Steuerfrequenz f(n) beispielsweise durch die folgende Gleichung 1 definiert. $f (n) = F (n) + Δ f (n)$
Hier ist n eine positive ganze Zahl, die eine Abtastzeit in der digitalen Signalverarbeitung darstellt.
In dem Fall, in welchem keine Fehlanpassung zwischen der Frequenz F(n), die durch die Frequenzinformationen angezeigt wird, und der Steuerfrequenz auftritt oder die Vorrichtung sich direkt nach der Initiierung der Operation befindet, ist der Frequenzkorrekturwert Δf(n) = 0, und somit kann es möglich sein, dass f(n) gleich groß ist wie F(n).
Der Kosinuswellengenerator 102 gibt das Kosinuswellensignal x0(n) der Steuerfrequenz f(n) zu dem Steuersignalfilter 104a und der Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 aus. Der Sinuswellengenerator 103 gibt das Sinuswellensignal x₁(n) der Steuerfrequenz f(n) zu dem Steuersignalfilter 104b und der Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 aus.
Das Steuersignalfilter 104a führt einen Prozess durch, in welchem das Kosinuswellensignal x_o(n) mit einem Filterkoeffizienten w₀(n) multipliziert wird, wenn das Kosinuswellensignal x_o(n) eingegeben wird. Weiterhin führt das Steuersignalfilter 104b einen Prozess durch, in welchen das Sinuswellensignal x₁(n) mit einem Filterkoeffizienten w₁(n) multipliziert wird, wenn das Sinuswellensignal x₁(n) eingegeben wird. Weiterhin führt der Steuersignaladdierer 105 einen Summierungsprozess, der Ausgangssignale der Steuersignalfilter 104a und 104b durch, um das Steuersignal d(n) zu erzeugen, und gibt dann das Ergebnis zu der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 aus. Das Steuersignal d(n) wird durch die nachfolgende Gleichung 2 ausgedrückt. $d (n) = w_{0} (n) \cdot x_{0} (n) + w_{1} (n) \cdot x_{1} (n)$
Die Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 wandelt das von dem Steuersignaladdierer 105 ausgegebene Steuersignal d(n) in die Sekundärvibrationsstörungen um und gibt die Sekundärvibrationsstörung aus. Die von der Sekundärvibrationsstörung-Ausgabevorrichtung 200 ausgegebenen Sekundärvibrationsstörungen pflanzen sich durch den Sekundärpfad 500 fort. Die durch die Übertragungscharakteristik des Sekundärpfades 500 beeinflussten Sekundärvibrationsstörungen werden den von der Vibrationsstörungsquelle 400 erzeugten Vibrationsstörungen überlagert, und dann werden die Vibrationsstörungen herabgesetzt.
Der Vibrationsstörungssensor 300 erfasst die herabgesetzten Vibrationsstörungen, d.h. das Summierungsergebnis der Vibrationsstörungen und der Sekundärvibrationsstörungen, das einem Fehler entspricht, der gleich den Restvibrationsstörungen ist, und erzeugt ein Fehlersignal e(n). Das in dem Vibrationsstörungssensor 300 erzeugte Fehlersignal e(n) wird in die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 innerhalb der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 100 eingegeben.
Die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 aktualisiert die Filterkoeffizienten der Steuersignalfilter 104a und 104b beispielsweise durch das Fehlersignal e(n), das Kosinuswellensignal x_o(n) und das Sinuswellensignal x₁(n) wie in der folgenden Beschreibung gezeigt ist.
Das Bezugssignalfilter 108 in der Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 erzeugt Bezugssignale r0(n) und r₁(n), wie in der nachfolgenden Gleichung gezeigt ist, auf der Grundlage der Übertragungscharakteristikparameter C₀(f(n)) und C₁(f(n)), wenn das Kosinuswellensignal x0(n) und das Sinuswellensignal x₁(n) eingegeben werden. $\begin{array}{l} r_{0} (n) = C_{0} (f (n)) \cdot x_{0} (n) - C_{1} (f (n)) \cdot x_{1} (n) \\ r_{1} (n) = C_{1} (f (n)) \cdot x_{0} (n) - C_{0} (f (n)) \cdot x_{1} (n) \end{array}$
Hier sind die Übertragungscharakteristikparameter C₀(f(n)) und C₁(f(n)) Parameter, die durch ein vorbeschriebenes Verfahren auf der Grundlage der Übertragungscharakteristik des Sekundärpfads 500 bei der Steuerfrequenz f(n) vorbestimmt werden. Das heißt, das Bezugssignalfilter 108 erzeugt die Bezugssignale r₀(n) und r₁(n) aus den Signal x_o(n) und x₁(n) mit der Steuerfrequenz f(n) auf der Grundlage der Übertragungscharakteristik des Sekundärpfads von der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 zu dem Vibrationsstörungssensor 300.
Die Filterkoeffizienten-Berechnungseinheit 109 aktualisiert aufeinanderfolgend Werte des Filterkoeffizienten w₀(n) des Steuersignalfilters 104a und des Filterkoeffizienten w₁(n) des Steuersignalfilters 104b auf der Grundlage der Bezugssignale r₀(n) und r₁(n) von dem Bezugssignalfilter 108 und des Fehlersignals e(n) von dem Vibrationsstörungssensor 300, wie in der nachfolgenden Gleichung 4 gezeigt ist. $\begin{array}{l} w_{0} (n + 1) = w_{0} (n) = μ \cdot r_{0} (n) \cdot e (n) \\ w_{1} (n + 1) = w_{1} (n) + μ \cdot r_{1} (n) \cdot e (n) \end{array}$
Hier ist µ eine Aktualisierungsschrittgröße zum Einstellen der Adaptionsfähigkeit des adaptiven Sperrfilters und wird durch ein vorgeschriebenes Verfahren gesetzt.
Weiterhin erfasst die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 die Frequenzfehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz f(n) und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz der Vibrationsstörungsquelle 400 auf der Grundlage der Steuerfrequenz (f(n)) von der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 und des Steuersignals d(n) von dem Steuersignaladdierer 105 und überträgt einen Frequenzkorrektur Δf(n+1) zu der nachfolgenden Zeit n+1 zu der Steuerfrequenz-Setzeinheit 101. Zu der nachfolgenden Zeit n+1 setzt die Steuerfrequenz-Setzeinheit 101 die Steuerfrequenz f(n+1) auf der Grundlage der Frequenzinformationen F(n+1) und des Frequenzkorrekturwerts Δf(n+1) zu der Zeit n+1.
Hier wird der Grund, weshalb die Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz f(n) und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz anhand des Steuersignals d(n) und eines Verfahrens zum Bestimmen des Frequenzkorrekturwerts Δf(n)+1) erfasst werden kann, im Einzelnen beschrieben.
In dem Fall, in welchem eine Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz f(n) und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz besteht, variiert die Phasenbeziehung zwischen den von der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 ausgegeben Sekundärvibrationsstörungen und den Vibrationsstörungen von Stunde zu Stunde aufgrund der Fehlanpassung der Frequenzen. Selbst wenn eine maximal Vibrationsstörungs-Herabsetzungswirkung erhalten werden kann, aufgrund dessen, dass die sekundären Vibrationsstörungen zuerst vollständig die entgegengesetzte Phase mit Bezug auf die Vibrationsstörungen haben, weichen die Sekundärvibrationsstörungen aufgrund der Änderungen in der Phasenbeziehung allmählich von der entgegengesetzten Phase ab, und somit wird die Herabsetzungswirkung auf die Vibrationsstörungen geschwächt.
Die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 aktualisiert die Koeffizienten der Steuersignalfilter 104a und 104b derart, dass das Fehlersignal e(n) auf der Grundlage der MSE(mittlerer quadratischer Fehler)-Norm minimiert wird. Hier kann das Steuersignal d(n), das ein Quellensignal für die Sekundärvibrationsstörungen ist, durch die Gleichungen 5 und 6 unter Verwendung der vorbeschriebenen Gleichung 2 neu geschrieben werden. $\begin{array}{l} d (n) = w_{0} (n) cos (2 π f (n) n / Fs) + w_{1} (n) sin (2 π f (n) n / Fs) \\ = A (n) sin (2 π f (n) n / Fs + θ (n)) \\ Fs: Abtastfreqenz \end{array}$
$\begin{array}{l} A (n) = \sqrt{{(w_{0} (n))}^{2} + {(w_{1} (n))}^{2}} \\ θ (n) = arctan (\frac{w_{0} (n)}{w_{1} (n)}) \end{array}$
In Gleichung 6 ist gezeigt, dass die Phase des Steuersignals d(n) gemäß w₀(n) und w₁(n) variabel ist. Wenn die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 fortfährt, die Filterkoeffizienten w₀(n) und w₁(n) zu aktualisieren, um das Fehlersignal e(n) zu minimieren, wird natürlich die Phase des Steuersignals d(n), das das Quellensignal für die Sekundärvibrationsstörungen ist, kontinuierlich so korrigiert, dass die Sekundärvibrationsstörung in der mit Bezug auf die Vibrationsstörungen entgegengesetzten Phase gehalten werden. Als eine Folge stimmt die Frequenz des Steuersignals d(n) mit der Vibrationsstörungsfrequenz überein, wobei sie von der Steuerfrequenz f(n) abweicht.
2 zeigt als ein Beispiel zeitliche Veränderungen der Filterkoeffizienten w₀(n) (111 in der Figur) und w₁(n) (112 in der Figur) und der Wellenformen des Kosinuswellensignals x_o(n) (113 in der Figur) des Kosinuswellengenerators 102 und des Steuersignals d(n) (114 in der Figur) in dem Fall, in welchem die Steuerfrequenz höher als die tatsächliche Vibrationsstörungsfrequenz in der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung ist, ohne ein Korrekturmittel für die Steuerfrequenz. In diesem Beispiel ist aufgrund von kontinuierlichen Veränderungen der Filterkoeffizienten w₀(n) und w₁(n) die Frequenz des Steuersignals d(n) niedriger als die Frequenz des Kosinuswellensignals x₀(n), d.h. die Steuerfrequenz, um mit der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz übereinzustimmen.
Weiterhin zeigt 3 ein Beispiel, in welchem die Steuerfrequenz niedriger als die tatsächliche Vibrationsstörungsfrequenz ist und dieselbe Zahl wie die in 2 in jede grafische Linie gesetzt wird. In diesem Fall ist die Frequenz des Steuersignals d(n) höher als die Frequenz des Kosinuswellensignals x0(n).
Daher kann durch Prüfen der Frequenz des Steuersignals d(n) die tatsächliche Vibrationsstörungsfrequenz bestimmt werden, und weiterhin kann ein erforderlicher Frequenzkorrekturwert Δf(n+1) bestimmt werden. In der Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 wird die Frequenz f'(n) des Steuersignals d(n) gemessen, und der Frequenzkorrekturwert Δf(n+1) wird bestimmt anhand der Differenz f'(n) und der Steuerfrequenz f(n), wie in der nachfolgenden Gleichung 7 gezeigt ist. $Δ f (n + 1) = f' (n) - f (n)$
Da das Steuersignal d(n) ein Sinuswellensignal ist, kann dessen Frequenz f'(n) leicht gemessen werden. Beispielsweise kann f'(n) erhalten werden, indem ein Zyklus von dem Zeitintervall zwischen zwei Punkten, wenn das positive oder das negative Vorzeichen des Steuersignals d(n) umgekehrt wird, gemessen wird und der Zyklus in eine Frequenz umgewandelt wird.
Während einige Fehler und eine Abweichung in der erhaltenen f'(n) auftreten können, wenn die Abtastfrequenz nicht hoch genug ist, kann der Frequenzkorrekturwert genauer erhalten werden, indem beispielsweise der Durchschnitt von Δf(n) unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung 8 gebildet wird. $Δ f (n + 1) = α \cdot Δ f ((n) + (1 - α) \cdot f' (n) - f (n))$
Hierin ist α eine vorgeschriebene Konstante, die 0 ≤ α ≤ 1 genügt.
In dem Fall, in welchem die Frequenz des Steuersignals hoch ist, sind Verfahren des Messens der Frequenz aus einem Zeitintervall effektiv, während dessen Vorzeichenumkehrungen vorbestimmte Male auftreten, oder aus der Anzahl von Nulldurchgängen pro Zeiteinheit.
Die in der Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 107 durchgeführte Rechenverarbeitung ist so einfach, dass die Frequenzfehlanpassung ohne große Belastung eines Prozessors korrigiert werden kann.
Da das Kosinuswellensignal x₀(n), das Sinuswellensignal x₁(n) und das Steuersignal d(n) Signale sind, die sämtlich innerhalb der Vorrichtung erzeugt werden, enthalten sie keine Störungen, so dass der Frequenzkorrekturwert Δf(n) stabil und genau bestimmt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung die Steuerfrequenz durch Bestimmen des Frequenzkorrekturwerts auf der Grundlage des Steuersignals korrigiert, so dass die Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz durch einfache Rechenverarbeitung eliminiert werden kann.
Da weiterhin das Kosinuswellensignals x_o(n) und das Sinuswellensignal x₁(n) intern erzeugt werden, werden das Kosinuswellensignals x₀(n) und das Sinuswellensignal x₁(n) nicht durch externe Störungen, wie Vibrationen, beeinflusst, so dass die Fehlanpassung zwischen der Steuerfrequenz und der tatsächlichen Vibrationsstörungsfrequenz genau eliminiert werden kann.
Zusätzlich kann durch Bilden des Durchschnitts des Frequenzkorrekturwerts dieser genau erhalten werden, selbst wenn die Abtastfrequenz nicht hoch genug ist.
Ausführungsbeispiel 2
Die Erfindung ist in einer Konfiguration anwendbar, in der das Kosinuswellensignal x₀(n) und das Sinuswellsignal x₁(n), die Quellen für das Steuersignal d(n) sind, nicht intern erzeugt werden, sondern von außerhalb einer aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung eingeben werden. Als ein Beispiel für die Konfiguration wird eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird das Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Figuren beschrieben. 4 ist ein Blockschaltbild der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung. Es ist festzustellen, dass Teile, die gemeinsam mit denjenigen des Ausführungsbeispiels 1 sind oder diesen entsprechen, durch dieselben Bezugszahlen wie diejenigen in 1 bezeichnet sind.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 600 nach dem Ausführungsbeispiel 2 mit einem Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator 700 und der Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung 200 verbunden. In 4 ist die Zahl 601 eine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit. In der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 600 werden das Kosinuswellensignal x_o(n) und das Sinuswellensignal x₁(n) entsprechend einer von dem externen Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator 700 eingegebenen Vibrationsstörungsfrequenz zu den Steuersignalfiltern 104a bzw. 104b übertragen, und diese werden in dem Steuersignaladdierer 105 summiert, um das Steuersignal d(n) auszugeben. Die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 601 berechnet den Frequenzkorrekturwert Δf(n) auf der Grundlage des Steuersignals d(n) und des Kosinuswellensignals x₀(n) oder des Sinuswellensignals x₁(n), um das Ergebnis zu dem externen Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator 700 auszugeben.
Wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben ist, misst, da die Funktion der Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit 106 darin besteht, die Frequenz des Steuersignals d(n) nahe an die tatsächliche Vibrationsstörungsfrequenz heranzubringen, die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit 601 die Frequenz f'(n) des Steuersignals d(n) und die Frequenz f(n) des Kosinuswellensignals x_o(n) oder des Sinuswellensignals x₁(n) und berechnet den Frequenzkorrekturwert Δf(n) durch Subtrahieren f(n) von f'(n).
Die Frequenzen des Steuersignals d(n) und des Kosinuswellensignals x₀(n) oder des Sinuswellensignals x₁(n) können durch Messen des Zyklus aus dem Zeitintervall zwischen den beiden Punkten, an denen das positive oder das negative Vorzeichen jedes Signals umgekehrt wird, berechnet werden, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Anderenfalls wird eine zeitliche Veränderung der Phasendifferenz zwischen Signalen gegeneinander aus einer Veränderung in einem Zeitintervall zwischen einer Vorzeichenumkehrzeit des Steuersignals d(n) und einer Vorzeichenumkehrzeit des Kosinuswellensignals x_o(n) oder des Sinuswellensignals x₁(n) erhalten, aus der der Frequenzkorrekturwert bestimmt werden kann. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt, zu welchem die Phase jedes Signals durch null Grad hindurchgeht, durch Prüfen des Zeitpunkts, zu welchem das Vorzeichen von negativ zu positiv umgekehrt wird, gefunden werden. Daher kann, wenn ein Zeitintervall von einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Kosinuswellensignals x₀(n) oder des Sinuswellensignals x₁(n) von negativ in positiv umgekehrt wird, bis zu einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Steuersignals d(n) ebenfalls von negativ in positiv umgekehrt wird, gemessen wird, das Zeitintervall zwischen der Zeit, zu der die Phase des erstgenannten Signals durch null hindurchgeht, und der Zeit, zu der die Phase des letztgenannten Signals durch null hindurchgeht, gefunden werden. Die zeitliche Veränderung der Phasendifferenz zwischen beiden Signalen kann beobachtet werden durch Fortsetzen der Messung, auf deren Grundlage der Frequenzkorrekturwert Δf(n) bestimmt werden kann.
Weiterhin kann es möglich sein, dass der Frequenzkorrekturwert Δf(n) auf positive oder negative feste Werte eines vorbeschriebenen absoluten Werts gesetzt wird. In der folgenden Beschreibung wird ein spezifisches Beispiel für diesen Vorgang unter Verwendung des Flussdiagramms nach 5 beschrieben. Zuerst wird im Schritt S01 ein Zeitintervall T(k) von einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Kosinuswellensignals x_o(n) von negativ in positiv umgekehrt wird, bis zu einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Steuersignals d(n) von negativ in positiv umgekehrt wird, gemessen. Hier bezeichnet k die Anzahl von Messungen für die Zeitintervalle. Es ist zu beachten, dass in diesem Beispiel, obgleich das Kosinuswellensignal x₀(n) verwendet wird, das Sinuswellensignal x₁(n) stattdessen verwendet werden kann.
Im Schritt S02 wird bestimmt, ob der nachfolgenden Gleichung 9 genügt ist oder nicht. $| T (k) - T (k - 1) | < T_{av} (k - 1) \cdot β$
Gleichung 9 ist Bedingungsausdruck dahingehend, ob die Größe der Änderung des Zeitintervalls gleich einem oder größer als ein Wert, der durch Multiplizieren des Durchschnittswerts bis hierhin mit einer vorgeschriebenen Konstante erhalten wird, ist oder nicht. T_av(k-1) ist ein sich bewegender Durchschnittswert der Größe der Änderung im Zeitintervall t(k), und β ist eine vorgeschriebene Konstante. Wenn das Steuersignal d(n) um einen Zyklus oder mehr mit Bezug auf das Kosinuswellensignal x_o(n) oder umgekehrt verzögert wird, wird |T(k)-T(k-1)| vorübergehend groß, und somit kann der Frequenzkorrekturwert Δf(n) nicht genau bestimmt werden. Der Zweck des Schritt S02 besteht darin, diese Bedingung zu erfassen. Der Vorgang wird zum Schritt S03 verschoben, wenn der Gleichung 9 genügt ist, und der Vorgang wird zum Schritt S08 verschoben, wenn der Gleichung 9 nicht genügt ist.
Im Schritt S03 wird T_av(k) durch die nachfolgende Gleichung 10 aktualisiert. $T_{av} (k) = T_{av} (k - 1) \cdot γ + | T (k) - T (k - 1) | \cdot (1 - γ)$
Hier ist y eine Konstante, die 0 < γ < 1 genügt.
Im Schritt S04 wird bestimmt, ob T(k) < T(k-1) genügt ist oder nicht. Wenn dieser Bedingung genügt ist, wird in Betracht gezogen, dass die Phasendifferenz des Steuersignals d(n) mit Bezug auf das Kosinuswellensignal x_o(n) allmählich abnimmt und somit wird bestimmt, dass die Frequenz des Kosinuswellensignals x_o(n) niedriger als die Frequenz des Steuersignals d(n) ist, und der Vorgang wird zum Schritt S05 verschoben. Wenn ihr nicht genügt ist, wird der Vorgang zum Schritt S06 verschoben.
Im Schritt S05 wird der Frequenzkorrekturwert Δf(n+1) = p gesetzt, und der Vorgang ist beendet. Hier ist p ein vorgeschriebener konstanter Wert und p > 0.
Im Schritt S06 wird bestimmt, ob T(k) > T(k-1) genügt ist oder nicht. Wenn der Bedingung genügt ist, wird in Betracht gezogen, dass die Phasendifferenz des Steuersignals d(n) mit Bezug auf das Kosinuswellensignal x_o(n) allmählich vergrößert wird, und somit wird bestimmt, dass die Frequenz des Kosinuswellensignals x_o(n) größer als die Frequenz des Steuersignals d(n) ist, und der Vorgang wird zum Schritt S07 verschoben. Wenn der Bedingung nicht genügt ist, wird der Vorgang zum Schritt S09 verschoben.
Im Schritt S07 wird der Frequenzkorrekturwert Δf(n+1) = -p gesetzt, und der Vorgang ist beendet.
Im Schritt S09 wird, da T(k) = T(k-1) aus den Ergebnissen des Schritts S04 und des Schritts S06 bestätigt wird und somit bestimmt ist, dass die Phasendifferenz zwischen dem Kosinuswellensignal x_o(n) und den Steuersignal d(n) sich nicht geändert hat und dass beide Signal dieselbe Frequenz haben, Δf(n+1)=0 gesetzt, und der Vorgang wird beendet.
Weiterhin wird, da im Schritt S02 erfasst wird, dass |T(k) - T(k-1) | aufgrund der Signalphasenverzögerung von mehr als einem Zyklus vorübergehend groß wird, T_av(k) nicht aktualisiert, und T_av(k) = T_av(k-1) wird im Schritt S08 gesetzt. In diesem Fall wird, da ein genauer Frequenzkorrekturwert Δf(n) nicht erhalten werden kann, der Vorgang zum Schritt S09 verschoben, und der Frequenzkorrekturwert Δf(n+1) = 0 wird gesetzt, und dann wird der Vorgang beendet.
Wie vorstehend beschrieben ist, korrigiert der Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator 700 die Frequenzen des Kosinuswellensignals x_o(n) und das Sinuswellensignals x₁(n) gemäß dem von der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung 600 ausgegebenen Frequenzkorrekturwert Δf(n), so dass die Frequenzfehlanpassung zwischen diesen Signalen und den tatsächlichen Vibrationsstörungen allmählich abnimmt und innerhalb ±p fällt.
Die vorbeschriebene Rechenverarbeitung ist mit einfachen arithmetischen Operationen, Vorzeichenprüfungen der Signale und Bedingungsverzweigungen konfiguriert, so dass die Verarbeitung einfach ist und ohne Belastung eines Prozessors durchgeführt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung selbst mit der Konfiguration, in der das Kosinuswellensignal und das Sinuswellensignal nicht intern erzeugt, sondern von außerhalb der Vorrichtung eingegeben werden, der Frequenzkorrekturwert anhand des Steuersignals und des Kosinuswellensignals oder des Sinuswellensignal bestimmt und zu dem externen Sinuswellen- und Kosinuswellensignalgenerator ausgegeben, so dass die Frequenzfehlanpassung korrigiert werden kann. Das Herausnehmen des Sinuswellen- und Kosinuswellensignalgenerators aus der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung ist effektiv in dem Fall, in welchem eine Verkleinerung der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung und eine Verringerung der Prozessorverarbeitung erforderlich sind.
Weiterhin ist die Rechenverarbeitung für den Frequenzkorrekturwert mit Vorzeichenprüfungen der Signale, einfachen arithmetischen Operationen und Bedingungsverzweigungen konfiguriert, und somit kann der Frequenzkorrekturwert mit einer einfachen Konfiguration erhalten werden.
Zusätzlich wird die Größe des Frequenzkorrekturwerts auf den vorgeschriebenen konstanten Wert gesetzt, so dass die Frequenzfehlanpassung innerhalb des Bereichs des konstanten Werts gesteuert werden kann.
Es ist darauf hinzuweisen, dass es augenscheinlich und selbstverständlich ist, dass die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit im Ausführungsbeispiel 2 nicht nur in dem Fall anwendbar ist, in welchem der Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator nicht in der aktiven Vibrationsstörung-Steuervorrichtung enthalten ist, sondern ebenfalls in dem Fall anwendbar ist, in welchem der Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator in der aktiven Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung enthalten ist.
Bezugszeichenliste

100: aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung
101: Steuerfrequenz-Setzeinheit
102: Kosinuswellengenerator
103: Sinuswellengenerator
104a, 104b: Steuersignalfilter
105: Steuersignaladdierer
106: Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit
107: Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit
108: Bezugssignalfilter
109: Filterkoeffizienten-Berechnungseinheit
111: Filterkoeffizient w₀(n)
112: Filterkoeffizient w₁(n)
113: Kosinuswellensignal x₀(n)
114: Steuersignal d(n)
200: Sekundärvibrationsstörungs-Ausgabevorrichtung
300: Vibrationsstörungssensor
400: Vibrationsstörungsquelle
500: Sekundärpfad
600: aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung
601: Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit
700: Kosinuswellen- und Sinuswellengenerator

Claims

Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100, 600), welche aufweist: ein erstes Steuersignalfilter (104a), in das ein Kosinuswellensignal, das mit einer Steuerfrequenz oszilliert, die gemäß einer Vibrationsstörungsquelle (400), bestimmt ist, eingegeben wird, wobei die Vibrationsstörungsquelle (400) Vibrationsstörungen erzeugt; ein zweites Steuersignalfilter (104b), in das ein Sinuswellensignal, das mit der Steuerfrequenz oszilliert, eingegeben wird; einen Steuersignaladdierer (105) zum Ausgeben eines Steuersignals, das durch Addieren eines Ausgangssignals des ersten Steuersignalfilters (104a) und eines Ausgangssignals des zweiten Steuersignalfilters (104b) erzeugt wurde; eine Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit (106) zum Aktualisieren von Koeffizienten des ersten Steuersignalfilters (104a) und des zweiten Steuersignalfilters (104b) auf der Grundlage eines Fehlersignals, des Kosinuswellensignals und des Sinuswellensignals, wobei das Fehlersignal aus einem Überlagerungsergebnis der Vibrationsstörungen und von Sekundärvibrationsstörungen, die auf der Grundlage des Steuersignals erzeugt wurden, erhalten wurde; und eine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107, 601) zum Messen einer Frequenz des Steuersignals und zum Berechnen eines Frequenzkorrekturwerts, der zum Korrigieren einer Fehlanpassung zwischen einer Frequenz der Vibrationsstörungen und der Steuerfrequenz auf der Grundlage der gemessenen Frequenz und der Steuerfrequenz verwendet wird.
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107) den Frequenzkorrekturwert auf der Grundlage einer Differenz zwischen der gemessenen Frequenz des Steuersignals und der Steuerfrequenz berechnet.
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (600) nach Anspruch 1, bei der die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (601) den Frequenzkorrekturwert auf der Grundlage einer Differenz zwischen der gemessenen Frequenz des Steuersignals und einer Frequenz des Kosinuswellensignals oder des Sinuswellensignals berechnet.
Eine aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung, welche aufweist: ein erstes Steuersignalfilter (104a), in das ein Kosinuswellensignal, das mit einer Steuerfrequenz oszilliert, die gemäß einer Vibrationsstörungsquelle (400), bestimmt ist, eingegeben wird, wobei die Vibrationsstörungsquelle (400) Vibrationsstörungen erzeugt; ein zweites Steuersignalfilter (104b), in das ein Sinuswellensignal, das mit der Steuerfrequenz oszilliert, eingegeben wird; einen Steuersignaladdierer (105) zum Ausgeben eines Steuersignals, das durch Addieren eines Ausgangssignals des ersten Steuersignalfilters (104a) und eines Ausgangssignals des zweiten Steuersignalfilters (104b) erzeugt wurde; eine Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinheit (106) zum Aktualisieren von Koeffizienten des ersten Steuersignalfilters (104a) und des zweiten Steuersignalfilters (104b) auf der Grundlage eines Fehlersignals, des Kosinuswellensignals und des Sinuswellensignals, wobei das Fehlersignal aus einem Überlagerungsergebnis der Vibrationsstörungen und von Sekundärvibrationsstörungen, die auf der Grundlage des Steuersignals erzeugt wurden, erhalten wurde; und eine Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (601) zum Erhalten einer zeitlichen Veränderung einer Phasendifferenz zwischen dem Steuersignal und dem Kosinuswellensignal oder dem Sinuswellensignal und zum Berechnen eines Frequenzkorrekturwerts, der zum Korrigieren einer Fehlanpassung zwischen einer Frequenz der Vibrationsstörungen und der Steuerfrequenz auf der Grundlage der erhaltenen zeitlichen Veränderung verwendet wird.
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 4, bei der die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107) die zeitliche Veränderung der Phasendifferenz auf der Grundlage einer Veränderung in einem Zeitintervall zwischen einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Steuersignals umgekehrt wird, und einer Zeit, zu der das Vorzeichen des Kosinuswellensignals oder des Sinuswellensignals umgekehrt wird, erfasst.
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin aufweisend einen Kosinuswellengenerator (102) zum Erzeugen des mit der Steuerfrequenz oszillierenden Kosinuswellensignals und einen Sinuswellengenerator (103) zum Erzeugen des mit der Steuerfrequenz oszillierenden Sinuswellensignals
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107) den Frequenzkorrekturwert durch Berechnen eines Durchschnitts der Frequenzkorrekturwerte in der Vergangenheit berechnet.
Aktive Vibrationsstörungs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Frequenzkorrekturwert-Berechnungseinheit (107) einen positiven vorgeschriebenen Frequenzkorrekturwert in einem Fall, in welchem eine Frequenz des Steuersignals größer als die Steuerfrequenz ist, ausgibt, einen negativen vorgeschriebenen Frequenzkorrekturwert in einem Fall, in welchem die Frequenz des Steuersignals kleiner als die Steuerfrequenz ist, ausgibt und somit bewirkt, dass eine Fehlanpassung zwischen der Frequenz der Vibrationsstörungen und der Steuerfrequenz in einem Bereich konvergiert, der durch die Frequenzkorrekturwerte bestimmt ist.