DE4441726A1 - Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegenvibrationen an eine Anordnung - Google Patents

Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegenvibrationen an eine Anordnung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der aktiven Vibrationsauslöschung, insbe­ sondere die adaptive Regelung eines auf einer Anordnung angebrachten Servovibrators, um die Wirkung von extern erzeugten sinusförmigen Vibrationen auf die Anordnung bei einem Meßpunkt zu reduzieren.
Es ist bekannt, Gegen-Vibrationen auf eine Anordnung einwirken zu lassen, um darin externen Störvibrationen entgegenzuwirken und sie auszulöschen, um insgesamt eine Vibrationsreduzierung in der Anordnung zu erreichen. Dies wurde mit verschiedenen Regelungsverfahren verwirklicht, vgl. beispielsweise US 4 122 303 ("Improvements In And Relating To Active Sound Attenuation"), US 4 153 815 ("Active Attenuation Of Recurring Sounds"), US 4 417 098 ("Method Of Reducing The Adaptation Time In The Cancellation Of Repetitive Vibration"), US 4 489 441 ("Method And Apparatus For Cancelling Vibration"), 4 490 841 ("Method And Apparatus For Cancelling Vibrations"), und US 4 819 182 ("Method And Apparatus For Reducing Vibrations Of A Helicopter Fuselage").
Wenn die externe Störung sinusförmig ist, haben die vom Stand der Technik vorgeschla­ genen Lösungen im allgemeinen versucht, ein ähnliches sinusförmiges Signal mit der gleichen Frequenz wie die externe Vibration zu synthetisieren, dessen Phase und Ampli­ tude danach in Beträgen angepaßt werden, die aus der erfaßten Restvibration in dem Aufbau geschätzt bzw. ermittelt werden. Das synthetisierte Signal wird dann als Steuer­ signal einem Vibrationskraftgenerator zugeleitet, dessen Ausgangssignal eingesetzt wird, um der in der Anordnung erfaßten Vibration entgegenzuwirken und diese auszulöschen. Damit ein derartiges Verfahren praktisch ist, ist es notwendig, den Sinuswellengenerator in der Frequenz und/oder Zeit mit der erfaßten Vibration zu synchronisieren. Bei einer typischen Ausführung mit einer Maschine als Vibrationsquelle wird ein Maschinendreh­ zahlsignal oder eine Information über die Stellung der Kurbelwelle verwendet, um die benötigte Referenzfrequenz bereitzustellen.
Die iterativ-adaptiven Algorithmen in den oben genannten Patenten können jede Art von periodischer Vibration regeln, selbst wenn diese nicht sinusförmig sind. Das Vibrations­ regelsystem in US 4 819 182, "supra", beschäftigt sich auch mit einem Vibrationsregel­ problem mit mehreren Sensoren und mehreren Betätigungsorganen. Die Komplexität von derartigen Lösungen nach dem Stand der Technik erforderte für deren Verwirklichung relativ leistungsstarke digitale Datenverarbeitungsanlagen.
Eine weitere Lösung nach dem Stand der Technik von Val, Gregory und Gupta, "Design And Evaluation of a State-Feedback Vibration Controller", Journal of American Helicopter Society, 29: 4 (Juli 1984), schlägt eine Lösung des Vibrationsauslöschungs­ problems mit einer kontinuierlichen, linearen, analogen Regelung vor, die auf der moder­ nen Regelungstheorie der Zustandsrückkoppelung (state-feedback control theory) ba­ siert. Sie ist jedoch zeit-invariant, weshalb ihr die Frequenzverfolgungsfähigkeit fehlt.
Unter Bezug auf die entsprechenden Teile, Abschnitte oder Oberflächen der lediglich für Erläuterungszwecke, jedoch nicht in beschränkender Weise offenbarten Ausführungs­ form schafft die Erfindung ein allgemein verbessertes Verfahren zum Regeln des Anle­ gens von Gegen-Vibrationen an eine Anordnung 20, um die Wirkung von extern erzeug­ ten sinusförmigen Vibrationen darauf zu reduzieren. Das verbesserte Verfahren weist folgende Schritte auf: Anbringen eines Vibrationskraftgenerators 19 an der Anordnung 20, wobei der Kraftgenerator 19 in Abhängigkeit von einem zugeführten elektrischen Signal sinusförmige Gegen-Vibrationen an die Anordnung 20 anlegen kann; Anbringen eines Beschleunigungsmessers 21 an der Anordnung 20 an einer Stelle, an der Vibratio­ nen gemessen werden sollen, wobei der Beschleunigungsmesser 21 so ausgebildet ist, daß er ein Ausgangssignal a mit einer Amplitude, Phase und Frequenz in Abhängigkeit von der erfaßten Vibration erzeugt Vorsehen eines abstimmbaren Filters 16, der bei einer elektronisch regelbaren Frequenz in Resonanz schwingen kann; Vorsehen eines adaptiven Frequenzbestimmers 22, der so ausgebildet ist, daß er ein Abstimmsignal Θ als Funktion des Beschleunigungsmesserausgangssignals a erzeugt Liefern des Abstimmsi­ gnals an den Filter 16; Liefern des Beschleunigungsmesserausgangssignals an den Filter; kontinuierliches Einstellen der Resonanzfrequenz des Filters 16 derart, daß sie gleich der Frequenz des Beschleunigungsmesserausgangssignals a ist, so daß das Beschleunigungs­ messerausgangssignal a am Ausgang des Filters 16 stark verstärkt wird; Liefern des Re­ sonanzfilterausgangssignals als elektrisches Steuersignal y an den Kraftgenerator 19; wo­ durch der Vibrationskraftgenerator 19 veranlaßt wird, Gegen-Vibrationen an die Anord­ nung 20 anzulegen, um die Wirkung von extern erzeugten Vibrationen darauf bei dem Meßpunkt zu reduzieren.
Gewünschtenfalls kann das Filterausgangssignal einem Kompensationsfilter 18 zugeleitet werden, der das Inverse des dynamischen Verhaltens des Vibrationskraftgenerators 19 und der Anordnung 20 approximiert.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegen-Vibrationen an eine Anordnung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein verbessertes Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegen-Vibrationen an eine Anordnung derart zu schaffen, daß Gegen-Vibrationen Fre­ quenzvariationen in den Störvibrationen folgen können.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein verbessertes und kostengünstiges Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegen-Vibrationen an eine Anordnung zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile gehen aus der vorstehenden und nachstehen­ den Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines verbesserten Regelsystems für einen ak­ tiven Vibrationsgenerator,
Fig. 2 ein Blockdiagramm des adaptiven Frequenzbestimmers und des abstimmbaren Resonanzfilters, die in Fig. 2 gezeigt sind, und
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Regelsystems für einen aktiven Vibrati­ onsgenerator nach dem Stand der Technik.
Im folgenden sollen gleiche Bezugszeichen konsistent die gleichen baulichen Elemente, Abschnitte oder Oberflächen in den verschiedenen Figuren bezeichnen, wenn derartige Elemente, Abschnitte oder Oberflächen in der gesamten Beschreibung, von der diese Be­ schreibung ein integraler Bestandteil ist, weiter beschrieben oder erklärt werden. Falls nicht anders angegeben, sollen die Zeichnungen zusammen mit der Beschreibung gelesen werden (beispielsweise Schraffierung, Anordnung von Teilen, Proportionen, Grad, usw.) und sind als Teil der gesamten Beschreibung dieser Erfindung anzusehen. Die in der nachstehenden Beschreibung verwendeten Begriffe "horizontal", "vertikal", "links", "rechts", "oben" und "unten" sowie die adjektivischen und adverbialen Ableitungen da­ von beziehen sich einfach auf die dargestellte Anordnung, wenn die einzelne Figur dem Leser gegenüberliegt. In ähnlicher Weise beziehen sich die Ausdrücke "innen" und "außen" im allgemeinen je nach Erfordernis auf die Ausrichtung einer Oberfläche bezüg­ lich ihrer Längsachse oder Drehachse.
Fig. 3 stellt einen herkömmlichen Aufbau zum Regeln des Anlegens von Gegen-Vibra­ tionen an eine Anordnung dar. Die in Fig. 3 insgesamt mit 10 bezeichnete Regelungs­ anordnung nach dem Stand der Technik weist in gezeigter Weise eine Eingangsreferenz­ frequenz auf, die einem iterativ adaptiven Signalgenerator 11 zugeführt wird. Der Si­ gnalgenerator lieferte ein synthetisiertes sinusförmiges Ausgangssignal, das einem aktiven Vibrationsgenerator 12 zugeleitet wurde, welcher wiederum Gegen-Vibrationen an eine Anordnung 13 anlegte. Die angelegten Gegen-Vibrationen wurden mit der externen Vi­ brationsstörung in der Anordnung aufsummiert. Die resultierende Restbeschleunigung wurde von einem Beschleunigungsmesser 14 erfaßt. Das Ausgangssignal a des Be­ schleunigungsmessers wurde an den Signalgenerator 11 geliefert. Somit benötigte der in Fig. 1 gezeigte Aufbau nach dem Stand der Technik ein Referenzfrequenzeingangssi­ gnal. Dies wurde typischerweise in Form eines Maschinendrehzahlsignals oder in Form einer Information über die Winkelstellung der Kurbelwelle geliefert.
Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt die im allgemeinen mit 15 bezeichnete verbesserte Rege­ lungsanordnung einen abstimmbaren Resonanzfilter 16. Das Ausgangssignal dieses Fil­ ters wird zu einem Kompensationsfilter 18 geleitet, welcher wiederum sein Ausgangssi­ gnal an einen aktiven Vibrationsgenerator 19 liefert. Der Vibrationsgenerator 19 legt eine Gegen-Vibration an eine Anordnung 20 an, die einer externen Vibrationsstörung ausge­ setzt ist. Die Restvibration in der Anordnung wird von einem Beschleunigungsmesser 21 erfaßt, der sein Ausgangssignal a an den Resonanzfilter 16 und an den adaptiven Fre­ quenzschätzer 22 liefert. Das Filterausgangssignal y wird ebenfalls dem Schätzer 22 übermittelt, der ein Abstimmsignal Θ an den Resonanzfilter liefert.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des adaptiven Frequenzbestimmers und des abstimmbaren Resonanzfilters, die in Fig. 1 gezeigt sind. Gemäß Fig. 2 wird das Signal a von dem Beschleunigungsmesser 21 als positives Eingangssignal zu einer Addierstelle 23 geleitet. Das Ausgangssignal dieser Addierstelle wird zu einem Multiplizierer 24 geleitet, dessen Ausgangssignal wiederum an einen Integrator mit einem Verstärkungsfaktor G geschickt wird, wobei der Integrator in Block 25 dargestellt ist. Das Ausgangssignal des Integra­ tors 25 wird als negatives Eingangssignal an die Addierstelle 26 geliefert. Das Aus­ gangssignal der Addierstelle 26 wird im folgenden integriert, wie durch Block 28 darge­ stellt ist, und wird als positives Eingangssignal an eine Addierstelle 29 geliefert. Das Ausgangssignal y der Addierstelle 29 wird durch den Kompensationsfilter 18 als Rege­ lungssignal an den Vibrationskraftgenerator geschickt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Das Beschleunigungsmessersignal a wird ebenfalls als positives Eingangssignal zu der Addierstelle 29 geliefert. Das Beschleunigungsmessersignal a wird auch mit einem Ver­ stärkungsfaktor von τ multipliziert, und dieses Produkt wird als positives Eingangssignal zu der mittleren Addierstelle 26 geliefert. Das Ausgangssignal des Integrators 28 wird als positives Rückkopplungssignal zur Addierstelle 23 geliefert.
Das Beschleunigungsmessersignal a wird des weiteren zu einem Multiplizierer 31 in dem Frequenzschätzer geleitet. Dieser Multiplizierer erhält durch einen mit 32 bezeichneten Verstärkerblock auch das Signal y. Wie in Fig. 2 angegeben ist, beträgt der Verstär­ kungsfaktor von Block 32:
Die Multiplizierer 31 berechnet das Produkt des Beschleunigungsmessersignals a und des Ausgangssignals des Verstärkerblocks 32 und liefert es als Ausgangssignal an den Ver­ stärkerblock 33, der ein derartiges Signal integriert, um ein Abstimmsignal Θ zu erzeu­ gen, das wiederum zum Filtermultiplizierer 24 geleitet wird. Somit lautet bei einer Eigen­ frequenz von fn = (ΘG)1/2 und null Dämpfung die Übertragungsfunktion des Reso­ nanzfilters:
Im Betrieb wirkt somit eine externe Vibrationsstörung auf die Anordnung ein und er­ zeugt an einem Regelungsmeßpunkt in der Anordnung eine gewisse Vibrationsstärke. Die Vibration in der Anordnung an diesem Regelungspunkt wird von dem Beschleuni­ gungsmesser 21 gemessen. Der Beschleunigungsmesser erzeugt ein Ausgangssignal a, das sowohl an den abstimmbaren Resonanzfilter 16 als auch an den adaptiven Frequenz­ schätzer 22 geliefert wird. Unter der Annahme, daß die Störungsvibration sinusförmig ist und eine Frequenz fd besitzt und daß die Anfangsfrequenz fri des abstimmbaren Filters deutlich verschieden ist, gibt es anfänglich im wesentlichen kein Ausgangssignal aus dem abstimmbaren Filter. Der adaptive Frequenzschätzer kann auf vielfältige Weise verwirk­ licht werden, wie der Fachmann weiß, wirkt jedoch in jedem Fall so, daß er ein Ab­ stimmsignal Θ erzeugt, das zu dem abstimmbaren Filter geleitet wird, so daß bei einem gegebenen Eingangssignal von dem Beschleunigungsmesser das Filterausgangssignal so groß wie möglich wird. Somit wird die Filterabstimmung derart verschoben, daß seine abgestimmte Resonanzfrequenz frt gleich der Störfrequenz fd wird. Dadurch wird das Beschleunigungsmessersignal a von dem Resonanzfilter stark verstärkt, um dem aktiven Vibrationsgenerator 19 ein Treibersignal derart zuzuleiten, daß er Gegen-Vibrationen an die Anordnung anlegt, was wiederum der Störung und damit der gemessenen Vibration entgegenwirkt und versucht, diese auszulöschen. Der adaptive Algorithmus umfaßt eine effektive Integration, so daß, wenn die Restvibration in der Anordnung gegen null ge­ führt wird, immer noch ein Abstimmsignal mit einem endlichen Wert ungleich null vor­ handen ist, um die Abstimmung des Resonanzfilters bei ihrem optimalen Wert, der gleich der Störfrequenz ist, zu halten.
Die praktische Verwirklichung der offenbarten Regelungsfunktionen kann durch analoge elektronische Signalverarbeitung ausgeführt werden. Der abstimmbare Resonanzfilter benötigt nur zwei Integratoren und einen nichtlinearen Multiplizierer, während der adap­ tive Frequenzschätzer mit drei Integratoren und einem Multiplizierer versehen sein kann.
Diese beiden Funktionen können auch mit gleichermaßen einfacher digitaler Signalverar­ beitung verwirklicht werden.
Der Kompensator 18 kann verschiedentlich benötigt werden, wenn die Übertragungs­ funktion von dem Vibrationsgeneratorsteuersignal zu der resultierenden Vibration der Anordnung bei dem Beschleunigungsmeßpunkt deutliche dynamische Effekte entweder aufgrund von Resonanzen der Anordnung oder von mit dem Vibrationsgenerator ver­ bundenen Nacheilungen enthält. In einem derartigen Fall kann der Kompensator idealer­ weise als Übertragungsfunktion verwirklicht werden, die das ungefähre Inverse des Ver­ haltens von Vibrator/Anordnung in dem interessierenden Frequenzbereich ist. Diese Kompensation ist jedoch nicht kritisch. Für geeignet gewählte Parameterwerte des Ver­ stärkungsfaktors kann die Kompensatorphasencharakteristik deutlich von dem Idealwert abweichen, da der adaptive Abstimmvorgang eine beträchtliche Signalphasenkorrektur durch leichtes Verstimmen des Filters verursachen kann.
Einem Fachmann ist klar, daß viele Änderungen durchgeführt werden können. Das of­ fenbarte Verfahren kann beispielsweise zur Unterdrückung von Rauschen in einem schalleitenden Medium verwendet werden. In einer derartigen Anordnung wurde der Be­ schleunigungsmesser durch ein Mikrophon ersetzt, und der Vibrationsgenerator würde durch einen Schallgenerator oder Lautsprecher ersetzt. In ähnlicher Weise kann die Aus­ führung der Regelungselektronik teilweise analog und teilweise digital sein, und die Un­ empfindlichkeit oder Ansprechempfindlichkeit des Verfahrens kann durch kompliziertere adaptive Elemente verändert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegen-Vibrationen an eine Anordnung, um die Wirkung von extern erzeugten sinusförmigen Vibrationen darauf zu reduzieren, das folgende Schritte aufweist:
Anbringen eines Vibrationskraftgenerators (19) an der Anordnung (20), wobei der Kraftgenerator (19) in Abhängigkeit von einem zugeführten elektrischen Signal sinus­ förmige Gegen-Vibrationen an die Anordnung (20) anlegen kann;
Anbringen eines Beschleunigungsmessers (21) an der Anordnung (20) an einer Stelle, an der Vibrationen gemessen werden sollen, wobei der Beschleunigungsmesser (21) so aus­ gebildet ist, daß er ein Ausgangssignal (a) mit einer Amplitude, Phase und Frequenz in Abhängigkeit von der erfaßten Vibration erzeugt;
Vorsehen eines abstimmbaren Filters (16), der bei einer elektronisch regelbaren Frequenz in Resonanz schwingen kann; Vorsehen eines adaptiven Frequenzbestimmers (22), der so ausgebildet ist, daß er ein Abstimmsignal (Θ) als Funktion des Beschleunigungsmesserausgangssignals (a) erzeugt;
Liefern des Abstimmsignals (Θ) an den Filter (16);
Liefern des Beschleunigungsmesserausgangssignals (a) an den Filter (16);
kontinuierliches Einstellen der Resonanzfrequenz des Filters (16) derart, daß sie gleich der Frequenz des Beschleunigungsmesserausgangssignals (a) ist, so daß das Beschleuni­ gungsmesserausgangssignal (a) am Ausgang des Filters (16) stark verstärkt wird;
Liefern des Resonanzfilterausgangssignals als elektrisches Steuersignal (y) an den Kraft­ generator (19);
wodurch der Vibrationskraftgenerator (19) veranlaßt wird, Gegen-Vibrationen an die Anordnung (20) anzulegen, um die Wirkung von extern erzeugten Vibrationen bei dem Meßpunkt zu reduzieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren den Schritt aufweist, das Filteraus­ gangssignal durch einen Kompensationsfilter (18) zu leiten, der das Inverse des dynami­ schen Verhaltens des Vibrationskraftgenerators (19) und der Anordnung (20) approxi­ miert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Beschleunigungsmesser an im wesent­ lichen der gleichen Stelle wie der Vibrationskraftgenerator (19) an der Anordnung (20) angebracht ist.
4. Verfahren zum Regeln des Anlegens von Gegen-Rauschen an eine Umhüllung, um die Wirkung von extern erzeugtem sinusförmigem Rauschen darauf zu reduzieren, das fol­ gende Schritte aufweist:
Anbringen eines Schallgenerators an der Umhüllung, wobei der Schallgenerator in Ab­ hängigkeit von einem zu geführten elektrischen Signal sinusförmiges Gegen-Rauschen an die Umhüllung anlegen kann;
Anbringen eines Mikrofons an der Umhüllung an einer Stelle, an der Rauschen gemessen werden soll, wobei das Mikrofon so ausgebildet ist, daß es ein Ausgangssignal mit einer Amplitude, Phase und Frequenz in Abhängigkeit von dem erfaßten Rauschen erzeugt;
Vorsehen eines abstimmbaren Filters (16), der bei einer elektronisch regelbaren Frequenz in Resonanz schwingen kann;
Vorsehen eines adaptiven Frequenzbestimmers (22), der so ausgebildet ist, daß er ein Abstimmsignal (Θ) als Funktion des Mikrofonausgangssignals erzeugt;
Liefern des Abstimmsignals an den Filter (16);
Liefern des Mikrofonausgangssignals an den Filter (16);
kontinuierliches Einstellen der Resonanzfrequenz des Filters (16) derart, daß sie gleich der Frequenz des Mikrofonausgangssignals ist, so daß das Mikrofonausgangssignal am Ausgang des Filters (16) stark verstärkt wird;
Liefern des Resonanzfilterausgangssignals als elektrisches Steuersignal (y) an den Schall­ generator;
wodurch der Schallgenerator veranlaßt wird, Gegen-Rauschen an die Umhüllung anzule­ gen, um die Wirkung von extern erzeugtem Rauschen bei dem Meßpunkt zu reduzieren.
5. Verfahren nach Anspruch 4, das des weiteren den Schritt aufweist, das Filteraus­ gangssignal durch einen Kompensationsfilter (18) zu leiten, der das Inverse des dynami­ schen Verhaltens des Schallgenerators und der Umhüllung approximiert.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem ein Mikrofon an im wesentlichen der glei­ chen Stelle wie der Schallgenerator an der Umhüllung angebracht ist.
DE4441726A 1993-11-23 1994-11-23 Regelvorrichtung und Verfahren zum Dämpfen von sinusförmigen Vibrationen einer Anordnung sowie zum Dämpfen von sinusförmigem Rauschen an einer Umhüllung Expired - Lifetime DE4441726B4 (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601111A1 (de) * 1996-01-13 1997-07-17 Teves Gmbh Alfred Teilbelagscheibenbremse
DE19632230A1 (de) * 1996-08-09 1998-02-12 Mueller Bbm Gmbh Adaptive Steuerung
DE19749588A1 (de) * 1997-11-10 1999-05-27 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Simulation eines von einem Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines PKWs, subjektiv wahrgenommenen Eindrucks beim Betreiben des Fahrzeugs
DE19819025A1 (de) * 1998-04-29 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Vibrationskompensation eines Objektes relativ zu einem Referenzobjekt
DE19945220A1 (de) * 1999-09-21 2001-03-22 Mann & Hummel Filter Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen
ITTO20090845A1 (it) * 2009-11-03 2011-05-04 Sintesi Scpa Procedimento per stimare i parametri di controllo di un sistema per lo smorzamento attivo, e relativo sistema e prodotto informatico

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5812684A (en) * 1995-07-05 1998-09-22 Ford Global Technologies, Inc. Passenger compartment noise attenuation apparatus for use in a motor vehicle
US5713438A (en) * 1996-03-25 1998-02-03 Lord Corporation Method and apparatus for non-model based decentralized adaptive feedforward active vibration control
US6272538B1 (en) * 1996-07-30 2001-08-07 Micron Technology, Inc. Method and system for establishing a security perimeter in computer networks
US5974155A (en) * 1997-04-15 1999-10-26 The University Of Dayton System and method for actively damping boom noise
US6031917A (en) * 1997-06-06 2000-02-29 Mcdonnell Douglas Corporation Active noise control using blocked mode approach
US6185171B1 (en) 1998-06-29 2001-02-06 Lsi Logic Corporation System for accommodating vibrations resulting from rotating a data storage medium
US6229898B1 (en) * 1998-12-23 2001-05-08 Sikorsky Aircraft Corporation Active vibration control system using on-line system identification with enhanced noise reduction
US6567711B1 (en) * 2000-08-28 2003-05-20 Brooks Automation Observer-corrector control system for systems with unmodeled dynamics
GB0202348D0 (en) * 2002-02-01 2002-03-20 Bae Systems Plc Damping of vibrations
US7352198B2 (en) * 2006-01-18 2008-04-01 Electroglas, Inc. Methods and apparatuses for improved stabilization in a probing system
FR2894040B1 (fr) * 2005-11-28 2011-10-21 Eurocopter France Dispositif d'asservissement pour un vibrateur a rotors desequilibres.
CN101678973A (zh) * 2007-05-10 2010-03-24 振动技术有限公司 从料斗及其类似物中排放材料的装置
US8800736B2 (en) 2008-05-30 2014-08-12 Design, Imaging & Control, Inc. Adjustable tuned mass damper systems
JP5208654B2 (ja) * 2008-10-02 2013-06-12 株式会社竹中工務店 振動数検出装置、方法、プログラム及び制振装置
US8519728B2 (en) * 2008-12-12 2013-08-27 Formfactor, Inc. Compliance control methods and apparatuses
CN101741318B (zh) * 2009-12-31 2013-08-07 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 正弦振动台失真度控制方法
CN112433371A (zh) * 2020-10-22 2021-03-02 歌尔光学科技有限公司 头戴设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4122303A (en) * 1976-12-10 1978-10-24 Sound Attenuators Limited Improvements in and relating to active sound attenuation
US4153815A (en) * 1976-05-13 1979-05-08 Sound Attenuators Limited Active attenuation of recurring sounds
US4417098A (en) * 1979-08-16 1983-11-22 Sound Attenuators Limited Method of reducing the adaption time in the cancellation of repetitive vibration
US4489441A (en) * 1979-11-21 1984-12-18 Sound Attenuators Limited Method and apparatus for cancelling vibration
US4490841A (en) * 1981-10-21 1984-12-25 Sound Attenuators Limited Method and apparatus for cancelling vibrations
US4819128A (en) * 1987-07-31 1989-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Electrical multilayer component comprising a sintered, monolithic ceramic body and method for its manufacture
EP0412853A2 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Bridgestone Corporation Aktives Schwingungssteuergerät

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819182A (en) * 1985-06-21 1989-04-04 Westland Plc Method and apparatus for reducing vibration of a helicopter fuselage
US5146505A (en) * 1990-10-04 1992-09-08 General Motors Corporation Method for actively attenuating engine generated noise
DE69131443T2 (de) * 1990-11-01 1999-11-18 Nec Corp Interferenzunterdrücker mit Steuerung der Gewichtungsfaktorenanpassung mit zum Signalleistungspegel umgekehrt proportionaler Stufenhöhe
JPH04296897A (ja) * 1991-03-27 1992-10-21 Tsudakoma Corp 織機の騒音減衰装置
US5267321A (en) * 1991-11-19 1993-11-30 Edwin Langberg Active sound absorber
US5293425A (en) * 1991-12-03 1994-03-08 Massachusetts Institute Of Technology Active noise reducing
GB2265277B (en) * 1992-03-17 1996-07-24 Fuji Heavy Ind Ltd Noise reduction system for automobile compartment
US5222148A (en) * 1992-04-29 1993-06-22 General Motors Corporation Active noise control system for attenuating engine generated noise
CA2096926C (en) * 1992-05-26 1997-09-30 Masaaki Nagami Noise controller

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153815A (en) * 1976-05-13 1979-05-08 Sound Attenuators Limited Active attenuation of recurring sounds
US4122303A (en) * 1976-12-10 1978-10-24 Sound Attenuators Limited Improvements in and relating to active sound attenuation
US4417098A (en) * 1979-08-16 1983-11-22 Sound Attenuators Limited Method of reducing the adaption time in the cancellation of repetitive vibration
US4489441A (en) * 1979-11-21 1984-12-18 Sound Attenuators Limited Method and apparatus for cancelling vibration
US4490841A (en) * 1981-10-21 1984-12-25 Sound Attenuators Limited Method and apparatus for cancelling vibrations
US4819128A (en) * 1987-07-31 1989-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Electrical multilayer component comprising a sintered, monolithic ceramic body and method for its manufacture
EP0412853A2 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Bridgestone Corporation Aktives Schwingungssteuergerät

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Val. et al., J. Am. Helicopter Soc. 29:4, 1984 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19601111A1 (de) * 1996-01-13 1997-07-17 Teves Gmbh Alfred Teilbelagscheibenbremse
DE19632230A1 (de) * 1996-08-09 1998-02-12 Mueller Bbm Gmbh Adaptive Steuerung
DE19632230C2 (de) * 1996-08-09 1999-12-16 Mueller Bbm Gmbh Adaptive Steuerung zur aktiven Geräuschminderung, Verwendung und Verfahren
DE19749588A1 (de) * 1997-11-10 1999-05-27 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Simulation eines von einem Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines PKWs, subjektiv wahrgenommenen Eindrucks beim Betreiben des Fahrzeugs
US6035720A (en) * 1997-11-10 2000-03-14 Daimlerchrysler Ag Method and device for simulating an impression which is subjectively perceived by an occupant of a vehicle in particular of passenger car when the vehicle is being operated
DE19749588C2 (de) * 1997-11-10 2000-06-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Simulation eines von einem Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines PKWs, subjektiv wahrgenommenen Eindrucks beim Betreiben des Fahrzeugs
DE19819025A1 (de) * 1998-04-29 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Vibrationskompensation eines Objektes relativ zu einem Referenzobjekt
DE19819025B4 (de) * 1998-04-29 2004-07-29 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Vibrationskompensation eines Objektes relativ zu einem Referenzobjekt
DE19945220A1 (de) * 1999-09-21 2001-03-22 Mann & Hummel Filter Einrichtung zur Dämpfung von Druckstößen
ITTO20090845A1 (it) * 2009-11-03 2011-05-04 Sintesi Scpa Procedimento per stimare i parametri di controllo di un sistema per lo smorzamento attivo, e relativo sistema e prodotto informatico
WO2011055297A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-12 Sintesi S.P.A. A method, of estimating the control parameters of an active-damping system, and corresponding system and computer-program product

Also Published As

Publication number Publication date
DE4441726B4 (de) 2004-07-15
GB9423155D0 (en) 1995-01-04
JPH07269646A (ja) 1995-10-20
JP2945592B2 (ja) 1999-09-06
US5473698A (en) 1995-12-05
GB2284282A (en) 1995-05-31
GB2284282B (en) 1997-07-09

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