DE69626902T2

DE69626902T2 - Aktives adaptives selektives Steurungssystem

Info

Publication number: DE69626902T2
Application number: DE69626902T
Authority: DE
Inventors: Mark C. Allie; Larry J. Eriksson
Original assignee: Digisonix Inc
Current assignee: Digisonix Inc
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2016-08-22
Also published as: EP0759606B1; EP0759606A2; DE69626902D1; EP0759606A3; CA2183669A1; US5715320A

Description

HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives adaptives Steuersystem und insbesondere eine Verbesserung zur selektiven Steuerung des Verhaltens des aktiven adaptiven Modells.
Die Erfindung entstand während der fortlaufenden Entwicklungsbemühungen an den Gegenständen der US-Patente 4 837 834, 5 172 416, 5 278 913, 5 386 477, 5 390 255, 5 396 561 und der parallelen US-Anmeldungen mit den laufenden Nr. 08/166 698, eingereicht am 14. Dezember 1993 (EP-A-0 661 807), 08/247 561, eingereicht am 23. Mai 1994 (EP-A-0 684 594), 08/264 510, eingereicht am 23. Juni 1994, 081340 613, eingereicht am 16. November 1994, 08/369 925, eingereicht am 6. Januar 1995 (EP-A-0 721 179).
Eine aktive akustische Abschwächung umfaßt das Zuführen einer aufhebenden akustischen Welle, die mit einer ankommenden akustischen Welle destruktiv interferiert und diese auslöscht. Bei einem aktiven akustischen Abschwächungssystem wird die ausgegebene akustische Welle mit einem Fehlerwandler erfaßt, etwa einem Mikrophon oder einem Beschleunigungsmesser, wobei der Fehlerwandler ein Fehlersignal an ein adaptives Filtersteuermodell ausgibt, das wiederum ein Korrektursignal zu einem aufhebenden Ausgangswandler oder Aktuator wie einem Lautsprecher oder einem Vibrator ausgibt, der eine akustische Welle erzeugt, die mit der ankommenden akustischen Welle destruktiv interferiert und diese aufhebt oder reduziert, so daß die akustische Ausgangswelle am Fehlerwandler gleich Null oder einem anderen gewünschten Wert ist.
Bei einem aktiven adaptiven Steuersystem wird das Fehlersignal dadurch minimiert, daß ein Steuersignal von einem Ausgangswandler zugeführt wird, das mit dem System-Eingangssignal kombiniert wird, wodurch ein System-Ausgangssignal erzeugt wird. Das System-Ausgangssignal wird vom Fehlerwandler erfaßt, der das Fehlersignal erzeugt. Ein adaptives Filtermodell weist einen Modelleingang für ein Bezugssignal, das mit dem System-Eingangssignal korreliert ist, und einen Fehlereingang für das Fehlersignal auf und gibt ein Korrektursignal an den Ausgangswandler aus, um ein Steuersignal zu erzeugen, das zu dem System-Eingangssignal paßt, um das Fehlersignal zu minimieren. Die Filterkoeffizienten werden gemäß einem Gewichtungsaktualisierungssignal aktualisiert, das das Produkt aus dem Bezugssignal mit dem Fehlersignal ist.
Die Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den anhängenden Patentansprüchen genannt.
Die vorliegende Erfindung ist auf aktive adaptive Steuersysteme einschließlich der aktiven akustischen Abschwächungssysteme anwendbar. Bei einer Ausführungsform maximiert die Erfindung das Modellverhalten durch das Konzentrieren der Modellanpassung auf interessierende Frequenzbereiche und schützt den Ausgangswandler gegen Übersteuern. Das Verhalten des Modells wird spektral gesteuert, um das zum Ausgangswandler geführte Korrektursignal derart zu maximieren, daß bei Frequenzen, bei denen vom Ausgangswandler eine maximale Leistung den Fehlerwandler erreicht, das dem Ausgangswandler zugeführte Korrektursignal maximal wird, und daß bei Frequenzen, bei denen vom Ausgangswandler eine minimale Leistung den Fehlerwandler erreicht, das dem Ausgangswandler zugeführte Korrektursignal minimal wird. Dies maximiert das Modellverhalten durch das Konzentrieren der Modellanpassung auf den Abschnitt des Eingangssignals, den das Modell steuern oder aufheben kann oder bei dem dies erwünscht ist, und durch eine Beschränkung der Modellanpassung in solchen Bereichen des Eingangssignals, in denen das Eingangssignal nicht aufgehoben oder gesteuert werden kann oder in denen dies nicht erwünscht ist. Letzteres ist wegen der Stabilität des Modellalgorithmusses wünschenswert, da eine aktive Steuerung manchmal mehr Aktuatorleistung erfordert, als möglich oder erwünscht ist. Aktuatoren, Verstärker usw. besitzen Grenzen, die die Steueralgorithmen ungünstig beeinflussen. Jenseits der Leistungsgrenze kann der Steuerausgang oder die an der Sekundärquelle oder dem Ausgangswandler zur Verfügung stehende Leistung Sättigungseffekte, ein Abschneiden oder ein anderes nichtlineares Verhalten zeigen. Exzessive Steuerversuche können beschädigte Aktuatoren, einen übermäßigen Energieverbrauch und eine Instabilität des Steueralgorithmusses zur Folge haben.
Es ist bekannt, einem adaptiven Prozeß dadurch entgegenzuwirken, daß ein Schwund in den Gewichtungsaktualisierungssignalen erzeugt wird. Dies erfolgt durch Einführen eines exponentiellen Abfalls in den Filterkoeffizienten, wodurch der Steuereffekt absichtlich zunichte gemacht wird, siehe Widrow und Stearns, Adaptive Signal Processing; Prentice-Hall Inc., Engelwood Cliffs, NJ, 1985, Seiten 376-378. Der exponentielle Abfall wird in der Regel so gewählt, daß er so langsam erfolgt, so daß der adaptive Prozeß zur Steuerlösung hin dominiert. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Unilateralität über alle Leistungspegel und Frequenzen das Leistungsvermögen verringert. Ein solcher Schwund ist nützlich zum Begrenzen von Steuereffekten und zum Verbessern der numerischen Stabilität, das Leistungsvermögen leidet jedoch, da diejenigen Bereiche nicht berücksichtigt werden, in denen der Steuereffekt annehmbare Werte aufweist.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung wird die Modellanpassung selektiv so gesteuert, daß sich das gewünschte Verhalten ergibt. Das Modellverhalten wird mittels der Fuzzy-Logik so gesteuert, daß sich durch die Verwendung von Fuzzy-Regeln und/oder der Kontrolle einer Filterübertragungsfunktion und/oder der Kontrolle von Filtergewichten für den Aktualisierungsprozeß einschließlich der Vorwärts- und/oder Rückkopplung einschließlich FIR-Anwendungen (Finite Impulse Response) und IIR-Anwendungen (Infinite Impulse Response) und/oder der Kontrolle der Größe und/oder der Änderungsrate eines Schwundsignalabnahmeverhaltens des Modells eine selbstanpassende Steuerarchitektur ergibt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines bekannten aktiven adaptiven Steuersystems.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines aktiven adaptiven Steuersystems gemäß der parallelen US-Anmeldung mit der laufenden Nummer 08/264 510, eingereicht am 23. Juni 1994 (US-A-5 586 190).
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des Verhaltens des Systems der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine weitere graphische Darstellung des Verhaltens des Systems der Fig. 2.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines alternativen Verhaltens des Systems der Fig. 2.
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung eines weiteren alternativen Verhaltens des Systems der Fig. 2.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen aktiven adaptiven Steuersystems.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Frequenz gegen das Ausgangssignal und zeigt das Verhalten des Systems der Fig. 7.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines aktiven adaptiven Steuersystems.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines adaptiven Filtermodells, sie zeigt das bei einem System gemäß der parallelen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 08/166 698, eingereicht am 14. Dezember 1993 (entspricht der EP-A-0 661 807) angewendete Prinzip.
Fig. 11 zeigt wie die Fig. 10 eine andere Art der Ausführung des Prinzips davon.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines aktiven adaptiven Steuersystems gemäß dem System der Anmeldung '698.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 12.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 12.
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen aktiven adaptiven Steuersystems.
Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 15.
Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 15.
Fig. 18 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen aktiven adaptiven Steuersystems.
Fig. 19 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 18.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 18.
Fig. 21 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems der Fig. 18.
Fig. 22-24 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG

Die Fig. 1 zeigt ein aktives adaptives Steuersystem, das dem im US-Patent 4 677 676 gezeigten Steuersystem ähnlich ist, wobei hier die gleichen Bezugszeichen wie dort verwendet werden, wo dies geeignet erscheint, um das Verstehen zu erleichtern. Das System führt ein Steuersignal von einer Sekundärquelle oder einem Ausgangswandler 14 wie einem Lautsprecher, Vibrator oder einem anderen Aktuator oder einer anderen Steuereinheit zu, um es mit dem System-Eingangssignal 6 zu kombinieren und ein System- Ausgangssignal 8 zu erhalten. Ein Eingangswandler 10 wie ein Mikrophon, ein Beschleunigungsmesser oder ein anderer Sensor erfaßt das System-Eingangssignal und erzeugt ein Bezugssignal 42. Ein Fehlerwandler 16 wie ein Mikrophon, ein Beschleunigungsmesser oder ein anderer Sensor erfaßt das System-Ausgangssignal und erzeugt ein Fehlersignal 44. Das adaptive Filtermodell 40 bildet das System adaptiv nach. Es weist einen Modellleingang für das Bezugssignal 42 auf, das mit dem System-Eingangssignal 6 korreliert ist, und einen Ausgang, der ein Korrektursignal 46 an den Ausgangswandler 14 ausgibt, um das Steuersignal entsprechend einem Gewichtungsaktualisierungssignal 74 einzuführen. Das Bezugssignal 42 und das Fehlersignal 44 werden miteinander am Multiplikator 72 kombiniert, um mittels des Verzögerungselements 73 das Gewichtungsaktualisierungssignal zu erzeugen. Bei einer bekannten Alternative kann bei einem periodischen System- Eingangssignal das Bezugssignal 42 durch ein oder mehr Fehlersignale erzeugt werden, siehe "Active Adaptive Sound Control In A Duct: A Computer Simulation", J. C. Burgess, Journal of Acoustic Society of America, 70(3), September 1981, Seiten 715-726, und die US-Patente 5 206 911 und 5 216 722.
Bei der Aktualisierung der Filterkoeffizienten werden, es üblich ist, zu dem gegenwärtigen Produkt aus dem Bezugssignal 42 und dem Fehlersignal 44 am Summierer 75 ein oder mehr vorherige Gewichte hinzugefügt. Wie erwähnt ist es bekannt, einen exponentiellen Abfall aller Filterkoeffizienten im System vorzusehen. Der Schwundfaktor γ bei 77 multipliziert ein oder mehr vorherige Gewichte nach dem Durchgang durch ein oder mehr Verzögerungselemente 73 mit einem exponentiellen Abfallfaktor kleiner eins vor dem Hinzuaddieren davon am Summierer 75 zum gegenwärtigen Produkt aus dem Bezugssignal 42 und dem Fehlersignal 44, siehe Adaptive Signal Processing, Widrow und Stearns, Prentice-Hall Inc., Engelwood Cliffs, NJ, 1985, Seiten 376-378 mit den Gleichungen 13.27 und 13.31. Wie erwähnt hat das Verfahren den Nachteil, daß es den Steuereffekt verringert und das Verhalten über alle Leistungspegel verschlechtert, ohne Rücksicht darauf, ob eine solche verringerte Wirkung auch erwünscht ist.
Bei der Anmeldung '510 wird in Abhängigkeit von einer gegebenen Bedingung eines gegebenen Parameters ein selektiver Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals erzeugt, um das Verhalten des Modells auf der Basis der Erfordernisse zu steuern. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Schwund als Funktion des Korrektursignals 46 variiert. Bei 79 in der Fig. 2 wird ein variabler Schwundfaktor γ eingeführt, der das feste γ 77 der Fig. 1 ersetzt. Der Schwundfaktor γ bei 79 variiert zwischen einem Maximalwert von 1,0 für einen maximalen Steuereffekt und einem Minimalwert wie Null, der einen minimalen Steuereffekt ergibt.
Der Schwund wird als Funktion der Ausgangsleistung des Korrektursignals 46 am Ausgang des Modells 40 für den Ausgangswandler 14 verändert. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 wird der Schwund in einer diskontinuierlichen Stufenfunktion der Ausgangsleistung des Korrektursignals verändert. Wenn die Ausgangsleistung bei 81 eine gegebene Schwelle übersteigt, wird γ abrupt und nichtlinear als Stufenfunktion von einem ersten Pegel 83 auf einen zweiten Pegel 85 gebracht. Die Verringerung bei 85 verringert das Gewichtungsaktualisierungssignal, das im Summierer 75 zu dem Produkt aus dem Bezugssignal 42 und dem Fehlersignal 44 aus dem Multiplikator 72 hinzuaddiert wird, wodurch sich das dem Modell zugeführte Gewichtungsaktualisierungssignal verkleinert. Diese Verringerung von γ an der Schwelle 81 erhöht den Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals, Fig. 4, vom Pegel 87 auf den Pegel 89.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in der Fig. 5 gezeigt ist, verändert sich der Schwund als kontinuierliche Funktion der Ausgangsleistung des Korrektursignals. In der Fig. 5 wird γ auf dem Pegel 83 gehalten, bis die Ausgangsleistung den Schwellenwert 81 erreicht, woraufhin γ dann bei 91 als ein sich kontinuierlich linear verändernder Wert als Funktion der ansteigenden Ausgangsleistung über der Schwelle 81 linear abnimmt. Wie die Fig. 6 zeigt, bleibt der Schwund auf dem Pegel 87, bis die Ausgangsleistung die Schwelle 81 erreicht, und nimmt dann bei 93 als sich kontinuierlich linear verändernder Wert als Funktion der ansteigenden Ausgangsleistung über der Schwelle 81 linear zu.
Zur Verschlechterung des Verhaltens des Modells sind auch andere Veränderungen des Schwunds zum Erzeugen eines selektiven Schwunds des Gewichtungsaktualisierungssignals möglich. Der Schwund wird zur Veränderung des Verhaltens des Modells durch Multiplikation eines vorherigen Gewichtungsaktualisierungswerts mit der Variablen γ 79 und durch Hinzuaddieren des Ergebnisses am Summierer 75 zum Produkt aus dem Bezugssignal 42 und dem Fehlersignal 44 vom Multiplikator 72 einstellbar variiert. γ 79 variiert als Funktion des Korrektursignals 46, vorzugsweise der Ausgangsleistung dieses Korrektursignals.
Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 2 und in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet werden. Die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 wird mit einem adaptiven Filtermodell C bei 142 nachgebildet, wie bei dem Patent '676. Die zusätzliche Hilfssignalquelle 140 führt in das Ausgangssignal des Modells 40 am Summierer 152 und bei 148 in das Modell C ein Zufallssignal ein. Das zusätzliche Zufallssignal aus der Quelle 140 ist zufällig und nicht mit dem System-Eingangssignal 6 korreliert und wird in der bevorzugten Form von einer Galois-Folge gebildet, siehe M. R. Schroeder, "Number Theory in Science And Communications", Berlin, Springer-Verlag, 1984, Seiten 252-261. Es können aber auch andere zufällige, nicht korrelierte Signalquellen verwendet werden. Die Galois-Folge ist eine Pseudo-Zufallsfolge, die sich nach 2M-1 Punkten wiederholt, wobei M die Anzahl der Stufen in einem Schieberegister ist. Die Galois-Folge wird bevorzugt, da sie leicht zu berechnen ist und auch leicht eine Periode haben kann, die viel größer ist als die Reaktionszeit des Systems. Das Eingangssignal 148 am Modell C 142 wird am Multiplikator 68 mit dem Fehlersignal vom Fehlerwandler 16 multipliziert, das sich ergebende Produkt ist das Gewichtungsaktualisierungssignal 67. Das Modell 142 bildet die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 nach, einschließlich der jeweiligen Übertragungsfunktion davon. Alternativ kann die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 ohne eine Zufallssignalquelle nachgebildet werden, wie im US-Patent 4 987 598. Die zusätzliche Quelle 140 führt derart ein zusätzliches Zufallssignal ein, daß der Fehlerwandler 16 auch das zusätzliche Signal aus der zusätzlichen Quelle erfaßt. Das zusätzliche Signal kann wie in der Fig. 19 des Patents '676 am Summierer 152 in die rekursive Schleife der Filter A und B eingeführt werden. Alternativ kann das zusätzliche Signal nach der rekursiven Schleife in das Modell eingeführt werden, d. h. das zusätzliche Signal wird zu der Leitung 46 geführt und nicht zur Leitung 47. Bei 145 ist eine Kopie des Modells 142 vorgesehen, um die genannte Übertragungsfunktion zu kompensieren, wie beim Patent '676.
Wie bei der Anmeldung '510 umfaßt das vorliegende System und die vorliegende Methode das Zuführen eines Steuersignals vom Ausgangswandler 14, um es mit dem System-Eingangssignal 6 zu kombinieren und ein System-Ausgangssignal 8 zu erhalten, das Erfassen des System-Ausgangssignals mit dem Fehlerwandler 16 und das Erzeugen eines Fehlersignals 44, das Vorsehen eines adaptiven Filtermodells 40 mit einem Modelleingang, dem das Bezugssignal 42 zugeführt wird, das mit dem System-Eingangssignal 6 korreliert ist, und mit einem Ausgang, der das Korrektursignal 46 an den Ausgangswandler 14 abgibt, um das Steuersignal entsprechend dem Gewichtungsaktualisierungssignal 74 einzuführen. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Verhalten des Modells 40 spektral gesteuert, um das Signal, das zum Ausgangswandler 14 gesendet wird, bei den interessierenden Frequenzen oder wo es maximal wirksam ist zu maximieren, und um das Signal, das zum Ausgangswandler 14 gesendet wird, bei den nicht interessierenden Frequenzen oder wo es nur minimal wirksam oder wirkungslos ist zu minimieren. Es wird ein spektrales Schwundsignal erzeugt, das das Verhalten des Modells verschlechtert. Das Schwundsignal wird in Abhängigkeit von der Frequenz gesteuert. In der Fig. 7 wird das Korrektursignal am Ausgang des Modells 40 überwacht und das Schwundsignal in Abhängigkeit davon gesteuert. Das Korrektursignal wird im Filter 95 gefiltert, um das Schwundsignal zu erzeugen. Das Korrektursignal am Ausgang des Modells 40 wird dadurch spektral verarbeitet, daß es über die durch den Filter 95 ausgeübte frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion, die das Schwundsignal erzeugt, zum Fehlereingang des Modells 40 geführt wird. In der Fig. 7 wird das Korrektursignal derart spektral verarbeitet, daß bei den Frequenzen, bei denen die maximale Leistung vom Ausgangswandler 14 den Fehlerwandler 16 erreicht, das Korrektursignal maximal ist, und daß bei den Frequenzen, bei denen nur eine minimale Leistung aus dem Ausgangswandler 14 den Fehlerwandler 16 erreicht, das Korrektursignal minimal ist.
Die Übertragungsfunktion zwischen dem Ausgangswandler 14 und dem Fehlerwandler 16 wird mit dem Modell C 142 nachgebildet. Das Korrektursignal 46 wird durch eine Funktion des Modells 142 spektral verarbeitet. In der Fig. 7 ist diese Funktion die Umkehrung des Modells C 142, das am inversen Modell C, C&supmin;¹, bei 95 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des inversen Modells C 95 wird einem optionalen Spitzenwertdetektor zugeführt, der durch den Summierer 97 gebildet wird, in dem das Ausgangssignal des inversen Modells C 95 mit einem gewünschten Spitzenwert 99 verglichen wird. Wenn das Ausgangssignal des Modells 95 über den Pegel 99 ansteigt, steuert das positive Ausgangssignal des Summierers 97 den variablen Schwundfaktor γ bei 79 wie oben angegeben. Das inverse Modell C umfaßt die Umkehrung der Übertragungsfunktion des Ausgangswandlers 14, invers S, S&supmin;¹, und/oder die Umkehrung der Übertragungsfunktion des Fehlerweges, invers E, E&supmin;¹, zwischen dem Ausgangswandler 14 und dem Fehlerwandler 16.
Zusätzlich zu oder anstelle des Spitzenwertdetektors 97 kann eine Steuerlogik dazu verwendet werden, auf das Ausgangssignal des inversen Modells C 95 zu reagieren und den Schwundfaktor γ bei 79 entsprechend den bezeichneten Bedingungen oder Regeln zu steuern, um einen Schwundwert zu erzeugen oder zu berechnen oder den Schwundprozeß zu steuern, wie es im folgenden beschrieben ist. Bei anderen Ausführungsformen stellt der Filter 95 eine Verschiebefunktion des Ausgangswandlers 14 wie eines Lautsprechers dar, um letzteren gegen ein Übersteuern zu schützen. Bei anderen Ausführungsformen ist zwischen dem Filter 95 und dem Spitzenwertdetektor 97 zur Erfassung des mittleren Pegels beim Steuern der Konvergenzrate des Schwundprozesses eine RMS- (Effektivwert-) bis DC- (Gleichstrom-) Umwandlung vorgesehen. Die Übertragungsfunktion des Filters 95 kann linear oder nichtlinear sein.
Wie in der Fig. 8 gezeigt, weist bei den Frequenzen, bei denen die maximale Leistung vom Ausgangswandler 14 den Fehlerwandler 16 erreicht, wie in den Frequenzbereichen 101 und 103, das Modell C 142 eine maximale Übertragungscharakteristik auf, und die Umkehrung des Modells C bei 95 weist eine minimale Übertragungscharakteristik auf, wie es bei 105 bzw. 107 gezeigt ist. Die minimale Übertragungscharakteristik bei 105 und 107 minimiert den Schwund des Aktualisierungssignals am Modell 40 und ermöglicht ein maximales Ausgangssignal am Modell 40. Bei den Frequenzen, bei denen den Fehlerwandler 16 nur die minimale Leistung vom Ausgangswandler 14 erreicht, wie im Bereich 109, weist das Modell C 142 eine minimale Übertragungscharakteristik auf, und die Umkehrung des Modells C bei 95 weist eine maximale Übertragungscharakteristik auf, wie es bei 111 gezeigt ist. Die maximale Übertragungscharakteristik bei 111 maximiert den Schwund des Aktualisierungssignals und minimiert das Ausgangssignal des Modells 40. Das inverse Modell C 95 erfaßt das Korrektursignal 46 spektral und erzeugt in Reaktion darauf einen selektiven Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals 74, um das Verhalten des Modells 40 entsprechend der Frequenz zu steuern und um das Verhalten des Modells 40 in Frequenzbereichen wie 101 und 103 zu optimieren, in denen das Modell das Eingangssignal 6 wirkungsvoll steuern und aufheben kann. Außerhalb dieser Bereiche, z. B. bei 218, minimiert das inverse Modell C 95 das Verhalten des Modells 40, um Berechnungen und das Aufbringen von Adaptionsleistungen zu vermeiden, wo sie ineffizient oder unnötig sind, und um zu verhindern, daß das Modell kontinuierlich versucht, in Bereichen ein Ausgangssignal zu erzeugen, in denen es nicht möglich ist, eine Steuerung zu erreichen oder das Eingangssignal 6 aufzuheben. Das Modell 95 bewirkt eine Frequenzgewichtung des Gewichtungsaktualisierungssignals.
Die Fig. 9 ist der Fig. 5 des US-Patents 4 677 676 ähnlich, und es werden zum besseren Verständnis die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das System führt von einem Ausgangswandler 14 wie einem Lautsprecher, Vibrator oder einem anderen Aktuator oder einer anderen Steuereinheit ein Steuersignal ein, um es mit dem System-Eingangssignal 6 zu kombinieren und ein System-Ausgangssignal 8 zu erhalten. Ein Eingangswandler 10 wie ein Mikrophon, Beschleunigungsmesser oder ein anderer Sensor erfaßt das System- Eingangssignal. Ein Fehlerwandler 16 wie ein Mikrophon, Beschleunigungsmesser oder ein anderer Sensor erfaßt das System-Ausgangssignal und erzeugt ein Fehlersignal. Das adaptive Filtermodell 40 bildet das System adaptiv nach, ein Modelleingangssignal 42 wird vom Eingangswandler 10 zugeführt und ein Fehlereingangssignal 44 vom Fehlerwandler 16. Am Modellausgang 46 wird ein Korrektursignal an den Ausgangswandler 14 abgegeben, um das Steuersignal einzuführen. Bei einer bekannten Alternative kann bei einem periodischen System-Eingangssignal das Eingangssignal 42 durch ein oder mehr Fehlersignale erzeugt werden, siehe "Active Adaptive Sound Control In A Duct: A Computer Simulation", J. C. Burgess, Journal of Acoustic Society of America, 70(3), September 1981, Seiten 715-726, und die US-Patente 5 206 911 und 5 216 722.
Das System der Anmeldung '698 schafft ein aktiv adaptives Steuersystem, bei dem das Verhalten des Modells 40 absichtlich und selektiv dadurch verschlechtert wird, daß das Ausgangssignal 46 des Modells in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters auf Null gebracht wird. Bei einem aktiven Lärmkontrollsystem kann es zum Beispiel wünschenswert sein, den Lärm nur in einem gegebenen Frequenzband auszulöschen und ihn für Frequenzen außerhalb des Bandes zu belassen. Bei anderen Steueranwendungen kann es wünschenswert sein, das System-Ausgangssignal durch selektives Steuern des Einführens des Steuersignals vom Ausgangswandler 14 selektiv so zu steuern, daß es zum System-Eingangssignal paßt oder nicht paßt.
Eine Art des Einschränkens des Systemverhaltens ist, das Ausgangssignal des Modells 40 auf Null zu drücken und weg von dem Wert, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Ein Weg, dies zu erreichen, ist in der Fig. 10 gezeigt, wobei das Ausgangssignal des Modells 40 zu seinem Fehlereingang zurückgeführt wird, so daß, wenn das Modell seinen Fehlereingang auf Null drückt, das Ausgangssignal des Modells notwendigerweise ebenfalls auf Null gedrückt wird. Die Fig. 11 zeigt eine andere Art der Ausführung dieses Prinzips, bei der bei 200 eine Kopie des Modells vorgesehen ist und das Ausgangssignal der Kopie 200 des Modells das Fehlersignal zum Fehlereingang des Modells 40 führt. In der Fig. 11 versucht das Modell 40, seinen Fehlereingang auf Null zu drücken, wozu erforderlich ist, daß das Ausgangssignal der Kopie 200 auf Null gedrückt wird, was wiederum heißt, daß das Ausgangssignal des Modells 40 auf Null gedrückt wird, da die Kopie M 200 ein Duplikat des Modells 40 ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dieses Prinzip angewandt.
Das Modell 40 der Fig. 12 nimmt normalerweise einen konvergierten Zustand ein, bei dem sein Ausgangssignal bei 46 ein Korrektursignal für den Ausgangswandler 14 darstellt, der ein Steuersignal ausgibt, das zum System-Eingangssignal paßt, oder einen bezeichneten Relativwert, der dazu korreliert ist. Zum Beispiel hebt in einem Lärmaufhebungssystem das passende Steuersignal des Ausgangswandlers 14 den Eingangslärm auf. Bei dem System der Anmeldung '698 wird in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters das Ausgangssignal des Modells 40 dadurch auf Null gedrückt, daß das Ausgangssignal des Modells zum Fehlereingangssignal hin gedrückt wird, so daß, wenn das Modell das Fehlersignal auf Null treibt, das Ausgangssignal des Modells ebenfalls auf Null geht. Dies wird dadurch erreicht, daß eine Kopie 200 des Modells 40 vorgesehen wird und das Ausgangssignal dieser Kopie zum Fehlereingang 202 des Modells geführt wird, der im Summierer 204 mit dem Fehlersignal am Fehlereingang 44 vom Fehlerwandler 16 summiert wird. Das Modell drückt das Fehlereingangssignal auf Null, wozu erforderlich ist, daß das Ausgangssignal der Kopie 200 und damit das Ausgangssignal des Modells 40 auf Null gedrückt werden, um das angeführte eingeschränkte Verhalten zu erzeugen. Das Drücken des Modell-Ausgangssignals 46 auf Null ergibt ein Korrektursignal von Null oder zumindest ein reduziertes Korrektursignal für den Ausgangswandler 14 zur Einschränkung oder Verringerung der Modifikation und/oder zum Aufheben des System-Eingangssignals 6.
Bei 206 wird ein Zufallssignal von einer zusätzlichen Zufallssignalquelle 208 zugeführt, vorzugsweise in der Form einer Galois-Folge, siehe M. R. Schroeder, "Number Theory in Science And Communications", Berlin, Springer-Verlag, 1984, Seiten 252-261. Es können aber auch andere Zufallssignalquellen verwendet werden, die nicht mit dem System-Eingangssignal 6 korreliert sind. Die Galois-Folge ist eine Pseudo-Zufallsfolge, die sich nach 2M-1 Punkten wiederholt, wobei M die Anzahl der Stufen in einem Schieberegister ist. Die Galois-Folge wird bevorzugt, da sie leicht zu berechnen ist und auch leicht eine Periode haben kann, die viel größer ist als die Reaktionszeit des Systems. Das Zufallssignal wird durch ein Sperrbandfilter 210 zugeführt, um bei 212 eine Kopie 200 des Modells zu erhalten. Der Sperrbandfilter 210 blockt Frequenzen im Sperrband ab und läßt Frequenzen außerhalb des Sperrbandes durch. Diese Anordnung ergibt bei 202 ein spektrales Schwundsignal, das von einer gegebenen Bedingung eines gegebenen Parameters abhängt, zum Beispiel von einer Frequenz außerhalb des Sperrbands. Bei einer solchen Ausführung ist der gegebene Parameter die Frequenz und die gegebene Bedingung die eines suboptimalen Verhaltens außerhalb des Sperrbands.
Das spektrale Schwundfehlersignal bei 202 treibt das Korrektursignal am Modellausgang 46 gegen Null und sorgt für ein suboptimales Verhalten des Modells 40. Außerhalb des Bandes für das suboptimale Verhalten, d. h. innerhalb des Sperrbandes des Filters 210, gibt es kein Signal bei 212, weshalb der Ausgang der Kopie 200 nicht definiert ist, und das Fehlersignal vom Fehlerwandler 16 am Fehlereingang 44 ist maximal wirksam und das Modell 40 reagiert darauf optimal und drückt das Korrektursignal am Ausgang 46 auf den Wert, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Wenn das spektrale Schwundsignal am Fehlereingang 202 anliegt, schränkt es das Verhalten des Modells 40 durch das Drücken oder zumindest durch den Versuch des Drückens des Korrektursignals am Modellausgang 46 auf Null ein. Der relative Einfluß oder die Amplitude des Fehlersignals an den Fehlereingängen 44 und 202 sind so eingestellt, daß sich die gewünschte relative Dominanz ergibt. Wenn es erwünscht ist, jede Modifikation und/oder das Aufheben des System-Eingangssignal zu beseitigen, wenn die Frequenz außerhalb des Sperrbandes des Filters 210 liegt, werden die relativen Amplituden so eingestellt, daß das Fehlersignal am Fehlereingang 202 das Fehlersignal am Fehlereingang 44 dominiert, so daß das Korrektursignal am Modellausgang 46 auf Null gedrückt wird und sich von dem Wert weg bewegt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt.
Das Verfahren der Anmeldung '698 umfaßt das Beeinflussen des Fehlereingangs 44 so, daß das Korrektursignal am Modellausgang 46 auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal paßt, und das selektive Beeinflussen des Fehlereingangs 202 so, daß das Korrektursignal am Modellausgang 46 dadurch vom passenden Wert weggedrückt wird, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Diese Anordnung erzeugt ein spektrales Schwundsignal für den Fehlereingang 202 in Reaktion auf die gegebene Bedingung des gegebenen Parameters, z. B. eine Frequenz außerhalb des Sperrbands, so daß beim Vorliegen der gegebenen Bedingung das spektrale Schwundsignal das Korrektursignal am Modellausgang 46 auf Null drückt und bei Fehlen der gegebenen Bedingung das Fehlersignal am Fehlereingang 44 das Korrektursignal am Modellausgang 46 auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt.
Der Sperrbandfilter 210 blockt Frequenzen in einen gegebenen Sperrband ab, an dem eine Modifikation oder ein Aufheben des System-Eingangssignals 6 durch das Modell 40 erwünscht ist. Der Filter 210 läßt die Frequenzen in einem gegebenen Durchlassband durch, in dem eine Modifikation oder Aufhebung des System-Eingangssignals durch das Modell 40 nicht erwünscht oder nicht möglich ist. Das vom Ausgangswandler 14 ausgegebene Steuersignal wird nur für Frequenzen im Sperrband auf einen Wert gebracht, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Für Frequenzen im Sperrband ist das Fehlersignal am Fehlereingang 44 dominant, und das vom Ausgangswandler 14 ausgegebene Steuersignal wird auf einen Wert gebracht, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Für Frequenzen im Durchlassband ist das Fehlersignal am Fehlereingang 202 dominant, und das vom Ausgangswandler 14 ausgegebene Steuersignal wird von dem Wert weggedrückt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt.
Die Fig. 13 ist den Fig. 19 und 20 des Patents '676 ähnlich, und es werden zum besseren Verständnis, wo dies möglich ist, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Wie bei dem Patent '676 angemerkt, ist das Modell M bei 40 vorzugsweise ein adaptiver rekursiver Filter mit einer Übertragungsfunktion mit beiden Polaritäten und mit Nullen. Das Modell M ist ein IIR-Filter, Infinite Impulse Response, z. B. ein RLMS-Filter, Rekursive Least Mean Square, mit einem ersten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, Finite Impulse Response, z. B. einem LMS-Filter, Least Mean Square, A bei 12 und einem zweiten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, z. B. einem LMS-Filter B bei 22. Der Filter A erzeugt eine direkte Übertragungsfunktion und der Filter B eine rekursive Übertragungsfunktion. Die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 wird durch den Filter C bei 142, z. B. einen LMS- oder RLMS-Filter, nachgebildet, wie beim Patent '676.
Die zusätzliche Zufallssignalquelle 140 führt am Summierer 152 ein Zufallssignal in das Ausgangssignal des Modells 40 und bei 148 in das Modell C ein. Das zusätzliche Zufallssignal aus der Quelle 140 ist zufällig und nicht mit dem System- Eingangssignal 6 korreliert, es ist auch nicht mit der zusätzlichen Zufallssignalquelle 208 korreliert und wird in der bevorzugten Form von einer Galois-Folge gebildet, siehe M. R. Schroeder, "Number Theory in Science And Communications", Berlin, Springer-Verlag, 1984, Seiten 252-261. Es können aber auch andere zufällige, nicht korrelierte Signalquellen verwendet werden. Die Galois-Folge ist eine Pseudo-Zufallsfolge, die sich nach 2M-1 Punkten wiederholt, wobei M die Anzahl der Stufen in einem Schieberegister ist. Die Galois-Folge wird bevorzugt, da sie leicht zu berechnen ist und auch leicht eine Periode haben kann, die viel größer ist als die Reaktionszeit des Systems. Das Eingangssignal 148 am Modell C 142 wird am Multiplikator 68 mit dem Fehlersignal vom Fehlerwandler 16 multipliziert, das sich ergebende Produkt ist das Gewichtungsaktualisierungssignal 67. Das Modell 142 bildet die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 nach, einschließlich der jeweiligen Übertragungsfunktion davon. Alternativ kann die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 ohne eine Zufallssignalquelle nachgebildet werden, wie im US-Patent 4 987 598. Die zusätzliche Quelle 140 führt derart ein zusätzliches Zufallssignal ein, daß der Fehlerwandler 16 auch das zusätzliche Signal aus der zusätzlichen Quelle erfaßt. Das zusätzliche Signal kann wie in der Fig. 19 des Patents '676 am Summierer 152 in die rekursive Schleife der Filter A und B eingeführt werden. Alternativ kann das zusätzliche Signal nach der rekursiven Schleife in das Modell eingeführt werden, d. h. das zusätzliche Signal wird zu der Leitung 46 geführt und nicht zur Leitung 47. Bei 144 und 146 sind wie beim Patent '676 Kopien des Modells 142 vorgesehen, um die genannte Übertragungsfunktion zu kompensieren.
Die Ausgangssignale der Filter A und B werden am Summierer 48 aufsummiert, und das Ausgangssignal des Summierers 48 wird am Summierer 152 mit dem Ausgangssignal der Zufallssignalquelle 140 aufsummiert, um das sich ergebende Ausgangssignal zu erhalten, das das Modell-Ausgangssignal bei 46 darstellt, das das Korrektursignal zum Ausgangswandler 14 führt. Das Ausgangssignal des Modells 142 wird am Summierer 64 mit dem Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 aufsummiert, und die sich ergebende Summe wird als Fehlereingang zum Modell 142 geführt und als Fehlereingang zum Modell 40. Alternativ kann das Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 auch direkt zum Fehlereingang des Modells 40 geführt werden, ohne den Summierer 64 zu durchlaufen.
Die Kopie M 200 der Fig. 12 ist bei Kopie A 214, Fig. 13, mit einer Kopie des Filters A 12 und bei Kopie B 216 mit einer Kopie des Filters B 22 versehen. Der Multiplikator 218 multipliziert das Ausgangssignal 220 der Kopie A 214 mit dem Eingangssignal 222 der Kopie A 214 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 224 dem Summierer 226 zu. Der Multiplikator 228 multipliziert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 232 dem Summierer 226 zu. Der Summierer 226 addiert die Eingangssignale 232 und 224 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 zum Filter A 12. Der Multiplikator 234 multipliziert das Ausgangssignal 236 der Kopie B 216 mit dem Eingangssignal 238 der Kopie B 216 und führt das sich ergebende Ausgangssignal bei 240 dem Summierer 242 zu. Der Multiplikator 244 multipliziert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 mit dem Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 248 dem Summierer 242 zu. Der Summierer 242 addiert die Eingangssignale 248 und 240 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 dem Filter B 22 zu. Das Eingangssignal für die Kopie A 214 und für die Kopie B 216 wird vom Ausgang 212 des Sperrbandfilters 210 zugeführt, der das genannte Zufallseingangssignal bei 206 von der Zufallssignalquelle 208 aufnimmt.
Die Fehlersignale an den Fehlereingängen 232 und 224 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 232 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System- Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 224 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 224 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz außerhalb des Sperrbandes des Filters 210 liegt. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 232 und 224 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 224 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz im Sperrband des Filters 210 liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 232 vom Fehlersignal 44 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Fehlereingänge 248 und 240 am rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 232 und 224. Das Modell 40 weist bei 232 und 248 einen ersten Fehlereingang vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 224 und 240, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
Die Fig. 14 ist der Fig. 13 ähnlich, und zum besseren Verständnis werden soweit möglich die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Summierer 260 addiert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Ausgangssignal 212 des Sperrbandfilters 210, der das Eingangssignal für die Kopie A 214 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 262 zum Multiplikator 264. Der Summierer 266 addiert das Ausgangssignal 268 der Kopie A 214 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 270 an den Multiplikator 264. Der Multiplikator 264 multipliziert die Eingangssignale 262 und 270 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 an den Filter A 12. Der Summierer 272 addiert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 und das Ausgangssignal 212 des Sperrbandfilters 210, der das Eingangssignal für die Kopie B 216 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 274 an den Multiplikator 276. Der Summierer 278 addiert das Ausgangssignal 280 der Kopie B 216 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 282 an den Multiplikator 276. Der Multiplikator 276 multipliziert die Eingangssignale 282 und 274 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 an den Filter B 22.
Die Fehlersignale bei 44 und 268 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 44 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 268 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 268 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz außerhalb des Sperrbandes des Filters 210 liegt. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 44 und 268 zum Summierer 266 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 268 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz im Sperrband des Filters 210 liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 44 zum Summierer 266 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Fehlereingänge 44 und 280 am Summierer 278 zum rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 44 und 268 am Summierer 266. Das Modell 40 der Fig. 14 weist bei 44 einen ersten Fehlereingang zu den Summierern 266 und 278 vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 268 und 280, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
Die Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet werden. Das Zufallsrauschsignal 206 von der Zufallsrauschquelle 208 wird durch eine erste inverse Modellkopie C 302 zugeführt, deren Ausgangssignal zum Filtereingang 304 der Kopie M 200 geführt wird. Das Korrektursignal 46 vom Ausgang des Modells 40 durch den Summierer 152 wird durch eine zweite inverse Modellkopie C 306 zum Konvergenzratenverstärkungssteuereingang 308 der Kopie M 200 geführt. Die spektrale Übertragungsfunktion des Filters 302 steuert das Verhalten des Modells 40 spektral, um das Korrektursignal bei den interessierenden Frequenzen zu maximieren. In der bevorzugten Form ist die spektrale Übertragungsfunktion die inverse Modellkopie C mit der in der Fig. 8 gezeigten Charakteristik. Es können aber auch andere frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktionen verwendet werden. Das spektrale Schwundsignal, das durch die Übertragungsfunktionen 302 und 200 erzeugt wird, verschlechtert das Verhalten des Modells 40, wie es oben in Verbindung mit der Fig. 12 beschrieben wurde. Die Übertragungsfunktion 302 steuert das Schwundsignal entsprechend der Frequenz. Vorzugsweise wird auch das Schwundsignal in Abhängigkeit vom Korrektursignal am Ausgang des Modells 40 gesteuert. Die Übertragungsfunktion 306 überwacht das Korrektursignal spektral und filtert es, um ein spektrales Steuersignal zu erzeugen, das die Verstärkung in der Kopie M 200 kontrolliert. Die Übertragungsfunktion 306 und die Verstärkungssteuerung am Steuereingang 308 sind optional. Die spektrale Schwundsteuerung durch die Übertragungsfunktion 302 am Filtereingang 304 kann mit oder ohne die Übertragungsfunktion 306 und den Steuereingang 308 verwendet werden. Der Filtereingang 304 der Kopie M 200 nimmt von der spektralen Übertragungsfunktion 302 ein spektral verarbeitetes Eingangssignal auf. Der Steuereingang 308 der Kopie M 200 steuert die Verstärkung der Kopie M 200 und nimmt von der Übertragungsfunktion 306 ein spektrales Steuersignal auf. Das spektrale Steuersignal hängt vom Korrektursignal 46 ab. Die spektralen Übertragungsfunktionen 302 und 306 können gleich sein, wie gezeigt, oder unterschiedlich.
In der Fig. 16 werden die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet. Wie bei dem Patent '676 angemerkt, ist das Modell M bei 40 vorzugsweise ein adaptiver rekursiver Filter mit einer Übertragungsfunktion mit beiden Polaritäten und mit Nullen. Das Modell M ist ein IIR-Filter, Infinite Impulse Response, z. B. ein RLMS-Filter, Rekursive Least Mean Square, mit einem ersten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, Finite Impulse Response, z. B. einem LMS-Filter, Least Mean Square, A bei 12 und einem zweiten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, z. B. einem LMS-Filter B bei 22. Der Filter A erzeugt eine direkte Übertragungsfunktion und der Filter B eine rekursive Übertragungsfunktion. Die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 wird z. B. durch einen LMS- oder RLMS-Filter, C bei 142, nachgebildet, wie beim Patent '676.
Die zusätzliche Zufallssignalquelle 140 führt am Summierer 152 ein Zufallssignal in das Ausgangssignal des Modells 40 und bei 148 in das Modell C ein. Das zusätzliche Zufallssignal aus der Quelle 140 ist zufällig und nicht mit dem System- Eingangssignal 6 korreliert, es ist auch nicht mit der zusätzlichen Zufallssignalquelle 208 korreliert und wird in der bevorzugten Form von einer Galois-Folge gebildet, siehe M. R. Schroeder, "Number Theory in Science And Communications", Berlin, Springer-Verlag, 1984, Seiten 252-261. Es können aber auch andere zufällige, nicht korrelierte Signalquellen verwendet werden. Die Galois-Folge ist eine Pseudo-Zufallsfolge, die sich nach 2M-1 Punkten wiederholt, wobei M die Anzahl der Stufen in einem Schieberegister ist. Die Galois-Folge wird bevorzugt, da sie leicht zu berechnen ist und auch leicht eine Periode haben kann, die viel größer ist als die Reaktionszeit des Systems. Das Eingangssignal 148 am Modell C 142 wird am Multiplikator 68 mit dem Fehlersignal vom Fehlerwandler 16 multipliziert, das sich ergebende Produkt ist das Gewichtungsaktualisierungssignal 67. Das Modell 142 bildet die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 nach, einschließlich der jeweiligen Übertragungsfunktion davon. Alternativ kann die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 ohne eine Zufallssignalquelle nachgebildet werden, wie im US-Patent 4 987 598. Die zusätzliche Quelle 140 führt derart ein zusätzliches Zufallssignal ein, daß der Fehlerwandler 16 auch das zusätzliche Signal aus der zusätzlichen Quelle erfaßt. Das zusätzliche Signal kann wie in der Fig. 19 des Patents '676 am Summierer 152 in die rekursive Schleife der Filter A und B eingeführt werden. Alternativ kann das zusätzliche Signal nach der rekursiven Schleife in das Modell eingeführt werden, d. h. das zusätzliche Signal wird zu der Leitung 46 geführt und nicht zur Leitung 47. Bei 144 und 146 sind wie beim Patent '676 Kopien des Modells 142 vorgesehen, um die genannte Übertragungsfunktion zu kompensieren.
Die Ausgangssignale der Filter A und B werden am Summierer 48 aufsummiert, und das Ausgangssignal des Summierers 48 wird am Summierer 152 mit dem Ausgangssignal der Zufallssignalquelle 140 aufsummiert, um das sich ergebende Ausgangssignal zu erhalten, das das Modell-Ausgangssignal bei 46 darstellt, das das Korrektursignal zum Ausgangswandler 14 führt. Das Ausgangssignal des Modells I42 wird am Summierer 64 mit dem Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 aufsummiert, und die sich ergebende Summe wird als Fehlereingang zum Modell 142 geführt und als Fehlereingang zum Modell 40. Alternativ kann das Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 auch direkt zum Fehlereingang des Modells 40 geführt werden, ohne den Summierer 64 zu durchlaufen.
Die Kopie M 200 der Fig. 15 ist bei Kopie A 214, Fig. 16, mit einer Kopie des Filters A 12 und bei Kopie B 216 mit einer Kopie des Filters B 22 versehen. Der Multiplikator 218 multipliziert das Ausgangssignal 220 der Kopie A 214 mit dem Eingangssignal 222 der Kopie A 214 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 224 dem Summierer 226 zu. Der Multiplikator 228 multipliziert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 232 dem Summierer 226 zu. Der Summierer 226 addiert die Eingangssignale 232 und 224 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 zum Filter A 12. Der Multiplikator 234 multipliziert das Ausgangssignal 236 der Kopie B 216 mit dem Eingangssignal 238 der Kopie B 216 und führt das sich ergebende Ausgangssignal bei 240 dem Summierer 242 zu. Der Multiplikator 244 multipliziert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 mit dem Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 248 dem Summierer 242 zu. Der Summierer 242 addiert die Eingangssignale 248 und 240 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 dem Filter B 22 zu. Das Eingangssignal für die Kopie A 214 und für die Kopie B 216 wird vom Ausgang 304 des Filters 302 zugeführt, der das genannte Zufallseingangssignal bei 206 von der Zufallssignalquelle 208 aufnimmt.
Die Fehlersignale an den Fehlereingängen 232 und 224 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 232 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System- Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 224 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 224 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz in dem vom Filter 302 durchgelassenen Bereich liegt. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 232 und 224 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 224 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz außerhalb des vom Filter 302 durchgelassenen Bereichs liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 232 vom Fehlersignal 44 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Verstärkung wird durch das Steuersignal am Steuereingang 308 kontrolliert, das das spektral verarbeitete Korrektursignal ist, das durch den Übertragungsfunktionsfilter zugeführt wird, der durch die inverse Modellkopie C dargestellt wird. Die Fehlereingänge 248 und 240 am rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 232 und 224. Das Modell 40 weist bei 232 und 248 einen ersten Fehlereingang vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 224 und 240, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
In der Fig. 17 werden die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet. Der Summierer 260 addiert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Ausgangssignal 212 des Sperrbandfilters 210, der das Eingangssignal für die Kopie A 214 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 262 zum Multiplikator 264. Der Summierer 266 addiert das Ausgangssignal 268 der Kopie A 214 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 270 an den Multiplikator 264. Der Multiplikator 264 multipliziert die Eingangssignale 262 und 270 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 an den Filter A 12. Der Summierer 272 addiert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 und das Ausgangssignal 304 des Filters 302, der das Eingangssignal für die Kopie B 216 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 274 an den Multiplikator 276. Der Summierer 278 addiert das Ausgangssignal 280 der Kopie B 216 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 282 an den Multiplikator 276. Der Multiplikator 276 multipliziert die Eingangssignale 282 und 274 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 an den Filter B 22.
Die Fehlersignale bei 44 und 268 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 44 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 268 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 268 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz in dem Bereich liegt, der vom Übertragungsfunktionsfilters 302 durchgelassen wird. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 44 und 268 zum Summierer 266 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 268 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz außerhalb des vom Filter 302 durchgelassenen Bereichs liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 44 zum Summierer 266 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 vom Modell auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Verstärkung wird durch das Steuersignal am Steuereingang 308 kontrolliert, das das spektral verarbeitete Korrektursignal ist, das durch den Übertragungsfunktionsfilter zugeführt wird, der von der inversen Modellkopie C 306 dargestellt wird. Die Fehlereingänge 44 und 280 am Summierer 278 zum rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 44 und 268 am Summierer 266. Das Modell 40 der Fig. 6 weist bei 44 einen ersten Fehlereingang zu den Summierern 266 und 278 vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 268 und 280, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
Die Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet werden. In der Fig. 18 wird das Eingangssignal 310 dem spektralen Übertragungsfunktionsfilter 302 mit dem Korrektursignal vom Ausgang des Modells 40 zugeführt und nicht von der Zufallsrauschsignalquelle 208 der Fig. 15. Die spektrale Übertragungsfunktion des Filters 306 umfaßt auch einen Spitzenwertdetektor 312, der dem Spitzenwertdetektor 97 der Fig. 7 ähnlich ist. Das Ausgangssignal des inversen Modells C 306 wird dem Spitzenwertdetektor 312 zugeführt, der das Ausgangssignal des inversen Modells C 306 mit einem gewünschten Spitzenwert 314 vergleicht. Wenn das Ausgangssignal der inversen Modellkopie 306 über den Pegel des Spitzenwertes 314 ansteigt, steuert das positive Ausgangssignal des Summierers 312 am Steuereingang 308 die Verstärkung der Kopie M 200, um dadurch die Verstärkung des Schwundsignals am Filtereingang 304 zu steuern, das durch die spektrale Übertragungsfunktion 302 zugeführt wird.
In der Fig. 19 werden die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet. Wie bei dem Patent '676 angemerkt, ist das Modell M bei 40 vorzugsweise ein adaptiver rekursiver Filter mit einer Übertragungsfunktion mit beiden Polaritäten und mit Nullen. Das Modell M ist ein IIR-Filter, Infinite Impulse Response, z. B. ein RLMS-Filter, Rekursive Least Mean Square, mit einem ersten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, Finite Impulse Response, z. B. einem LMS-Filter, Least Mean Square, A bei 12 und einem zweiten Algorithmusfilter aus einem FIR-Filter, z. B. einem LMS-Filter B bei 22. Der Filter A erzeugt eine direkte Übertragungsfunktion und der Filter B eine rekursive Übertragungsfunktion. Die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 wird z. B. durch einen LMS- oder RLMS-Filter, C bei 142, nachgebildet, wie beim Patent '676.
Die zusätzliche Zufallssignalquelle 140 führt am Summierer 152 ein Zufallssignal in das Ausgangssignal des Modells 40 und bei 148 in das Modell C ein. Das zusätzliche Zufallssignal aus der Quelle 140 ist zufällig und nicht mit dem System- Eingangssignal 6 korreliert, es ist auch nicht mit der zusätzlichen Zufallssignalquelle 208 korreliert und wird in der bevorzugten Form von einer Galois-Folge gebildet, siehe M. R. Schroeder, "Number Theory in Science And Communications", Berlin, Springer-Verlag, 1984, Seiten 252-261. Es können aber auch andere zufällige, nicht korrelierte Signalquellen verwendet werden. Die Galois-Folge ist eine Pseudo-Zufallsfolge, die sich nach 2M-1 Punkten wiederholt, wobei M die Anzahl der Stufen in einem Schieberegister ist. Die Galois-Folge wird bevorzugt, da sie leicht zu berechnen ist und auch leicht eine Periode haben kann, die viel größer ist als die Reaktionszeit des Systems. Das Eingangssignal 148 am Modell C 142 wird am Multiplikator 68 mit dem Fehlersignal vom Fehlerwandler 16 multipliziert, das sich ergebende Produkt ist das Gewichtungsaktualisierungssignal 67. Das Modell 142 bildet die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 nach, einschließlich der jeweiligen Übertragungsfunktion davon. Alternativ kann die Übertragungsfunktion vom Ausgangswandler 14 zum Fehlerwandler 16 ohne eine Zufallssignalquelle nachgebildet werden, wie im US-Patent 4 987 598. Die zusätzliche Quelle 140 führt derart ein zusätzliches Zufallssignal ein, daß der Fehlerwandler 16 auch das zusätzliche Signal aus der zusätzlichen Quelle erfaßt. Das zusätzliche Signal kann wie in der Fig. 19 des Patents '676 am Summierer 152 in die rekursive Schleife der Filter A und B eingeführt werden. Alternativ kann das zusätzliche Signal nach der rekursiven Schleife in das Modell eingeführt werden, d. h. das zusätzliche Signal wird zu der Leitung 46 geführt und nicht zur Leitung 47. Bei 144 und 146 sind wie beim Patent '676 Kopien des Modells 142 vorgesehen, um die genannte Übertragungsfunktion zu kompensieren.
Die Ausgangssignale der Filter A und B werden am Summierer 48 aufsummiert, und das Ausgangssignal des Summierers 48 wird am Summierer 152 mit dem Ausgangssignal der Zufallssignalquelle 140 aufsummiert, um das sich ergebende Ausgangssignal zu erhalten, das das Modell-Ausgangssignal bei 46 darstellt, das das Korrektursignal zum Ausgangswandler 14 führt. Das Ausgangssignal des Modells 142 wird am Summierer 64 mit dem Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 aufsummiert, und die sich ergebende Summe wird als Fehlereingang zum Modell 142 geführt und als Fehlereingang zum Modell 40. Alternativ kann das Ausgangssignal des Fehlerwandlers 16 auch direkt zum Fehlereingang des Modells 40 geführt werden, ohne den Summierer 64 zu durchlaufen.
Die Kopie M 200 der Fig. 18 ist bei Kopie A 214, Fig. 19, mit einer Kopie des Filters A 12 und bei Kopie B 216 mit einer Kopie des Filters B 22 versehen. Der Multiplikator 218 multipliziert das Ausgangssignal 220 der Kopie A 214 mit dem Eingangssignal 222 der Kopie A 214 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 224 dem Summierer 226 zu. Der Multiplikator 228 multipliziert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 232 dem Summierer 226 zu. Der Summierer 226 addiert die Eingangssignale 232 und 224 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 zum Filter A 12. Der Multiplikator 234 multipliziert das Ausgangssignal 236 der Kopie B 216 mit dem Eingangssignal 238 der Kopie B 216 und führt das sich ergebende Ausgangssignal bei 240 dem Summierer 242 zu. Der Multiplikator 244 multipliziert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 mit dem Fehlereingangssignal bei 44 und führt das sich ergebende Ausgangsprodukt bei 248 dem Summierer 242 zu. Der Summierer 242 addiert die Eingangssignale 248 und 240 und führt die sich ergebende Ausgangssumme als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 dem Filter B 22 zu. Das Eingangssignal für die Kopie A 214 und für die Kopie B 216 wird durch das Ausgangssignal 304 des Filters 302 dargestellt, der das Modell-Ausgangssignal bei 47 aufnimmt.
Die Fehlersignale an den Fehlereingängen 232 und 224 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 232 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System- Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 224 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 224 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz in dem vom Filter 302 durchgelassenen Bereich liegt. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 232 und 224 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 224 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz außerhalb des vom Filter 302 durchgelassenen Bereichs liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 232 vom Fehlersignal 44 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Verstärkung wird durch das Steuersignal am Steuereingang 308 kontrolliert, das vom Spitzenwertdetektor 312 und Filter 306 zugeführt wird, die das spektral verarbeitete Korrektursignal auf der Basis des Modell-Ausgangssignal bei 47 zuführen. Die Fehlereingänge 248 und 240 am rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 232 und 224. Das Modell 40 weist bei 232 und 248 einen ersten Fehlereingang vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 224 und 240, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
In der Fig. 20 werden die gleichen Bezugszeichen wie oben und wie in den Fig. 19 und 20 des Patents '676 verwendet. Der Summierer 260 addiert das Ausgangssignal 230 der Kopie C 144 und das Ausgangssignal 302 des Filters 302, der das Eingangssignal für die Kopie A 214 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 262 zum Multiplikator 264. Der Summierer 266 addiert das Ausgangssignal 268 der Kopie A 214 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 270 an den Multiplikator 264. Der Multiplikator 264 multipliziert die Eingangssignale 262 und 270 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 74 an den Filter A 12. Der Summierer 272 addiert das Ausgangssignal 246 der Kopie C 146 und das Ausgangssignal 304 des Filters 302, der das Eingangssignal für die Kopie B 216 liefert, und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 274 an den Multiplikator 276. Der Summierer 278 addiert das Ausgangssignal 280 der Kopie B 216 und das Fehlereingangssignal bei 44 und gibt die sich ergebende Ausgangssumme bei 282 an den Multiplikator 276. Der Multiplikator 276 multipliziert die Eingangssignale 282 und 274 und gibt das sich ergebende Ausgangsprodukt als Gewichtungsaktualisierungssignal 78 an den Filter B 22.
Die Fehlersignale bei 44 und 268 steuern das Modell entgegengesetzt an. Das Fehlersignal am Fehlereingang 44 des direkten Übertragungsfunktionsfilters A treibt das Korrektursignal bei 46 auf einen Wert, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Fehlersignal am Fehlereingang 268 des Filters A treibt das Korrektursignal bei 46 dadurch von dem passenden Wert weg, daß das Korrektursignal auf Null gedrückt wird. Wie oben angegeben, wird dies dadurch erreicht, daß eine Kopie 214 des Filters A verwendet und das Ausgangssignal dieser Kopie als Fehlereingangssignal derart an das adaptive Modell gelegt wird, daß bei dem Bemühen, das Fehlereingangssignal auf Null zu bringen, das Modell sein Ausgangssignal auf Null drückt. Das Signal am Fehlereingang 268 liegt nur in Reaktion auf eine gegebene Bedingung eines gegebenen Parameters an, z. B. wenn die Frequenz in dem Bereich liegt, der vom Filter 302 durchgelassen wird. Die relativen Amplituden der Eingangssignale an den Fehlereingängen 44 und 268 zum Summierer 266 sind so eingestellt, daß das Signal am Fehlereingang 268 dominiert, wenn beide vorhanden sind, oder das Ausmaß der Dominanz ist so eingestellt, daß das Ausmaß der Beschränkung des Verhaltens des Modells so ist, daß das Korrektursignal bei 46 zu Null hin getrieben wird, jedoch Null nicht erreicht, so daß das System-Eingangssignal immer noch etwas modifiziert und/oder aufgehoben wird, wenn auch in einem verringerten Ausmaß. Wenn die Frequenz außerhalb des vom Filter 302 durchgelassenen Bereichs liegt, gibt es bei 212 kein Ausgangssignal und damit kein Eingangssignal für die Kopie A 214, so daß der Ausgang davon undefiniert ist, wodurch der Fehlereingang 44 zum Summierer 266 vom Fehlerwandler 16 dominiert und damit das Korrektursignal 46 vom Modell auf einen Wert getrieben wird, der zum System-Eingangssignal 6 paßt, um letzteres zu modifizieren und/oder zu kontrollieren. Die Verstärkung wird durch das Steuersignal am Steuereingang 308 kontrolliert, das vom Spitzenwertdetektor 312 und vom Filter 306 zugeführt wird. Die Fehlereingänge 44 und 280 am Summierer 278 zum rekursiven Übertragungsfunktionsfilter B des Modells 40 funktionieren vergleichbar den Fehlereingängen 44 und 268 am Summierer 266. Das Modell 40 der Fig. 16 weist bei 44 einen ersten Fehlereingang zu den Summierern 266 und 278 vom Fehlerwandler 16 auf, der das Ausgangssignal des Modells auf einen Wert treibt, der zum System-Eingangssignal 6 paßt. Das Modell 40 besitzt einen zweiten Fehlereingang bei 268 und 280, der selektiv das Ausgangssignal des Modells 40 von diesem passenden Wert weg treibt und statt dessen das Korrektursignal 46 auf Null drückt.
In der Fig. 21, die eine weitere Ausführungsform zeigt, werden die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 18 verwendet. In der Fig. 21 wird das Eingangssignal 316 dem spektralen Übertragungsfunktionsfilter 302 mit dem Bezugssignal vom Eingangswandler 10 zugeführt und nicht mit dem Korrektursignal vom Ausgang des Modells 40 wie bei der Fig. 18 oder von der Zufallsrauschsignalquelle 208 der Fig. 1 S. Das Ausgangssignal des spektralen Übertragungsfunktionsfilters 302 wird wie oben zum Filtereingang 304 der Kopie M 200 geführt. Die spektrale Übertragungsfunktion des Filters 306 umfaßt einen Spitzenwertdetektor 312, der dem Spitzenwertdetektor 97 der Fig. 7 ähnlich ist. Das Ausgangssignal des inversen Modells C 306 wird dem Spitzenwertdetektor 312 zugeführt, der das Ausgangssignal des inversen Modells C 306 mit einem gewünschten Spitzenwert 314 vergleicht. Wenn das Ausgangssignal der inversen Modellkopie 306 über den Pegel des Spitzenwertes 314 ansteigt, steuert das positive Ausgangssignal des Summierers 312 am Steuereingang 308 die Verstärkung der Kopie M 200, um dadurch die Verstärkung des Schwundsignals am Filtereingang 304 zu steuern, das durch die spektrale Übertragungsfunktion 302 vom Bezugssignal vom Eingangswandler 10 zugeführt wird.
Die Filter 95, 302, 306 sind jeweils vorzugsweise eine inverse Modellkopie C, die durch invers 5 und/oder invers E dargestellt werden. Für die einzelnen oder für alle Filter können jedoch auch andere Übertragungsfunktion verwendet werden.
Bei anderen Ausführungsformen wird das Verhalten des Modells 40 entsprechend einer Fuzzy-Logik zum Steuern des zum Ausgangswandler 14 gesendeten Signals gesteuert. Die Fuzzy-Logik-Steuerung ist zum Beispiel aus "Adaptive Fuzzy Systems", E. Cox, IEEE Spectrum Februar 1993, Seiten 27-31, und den dort auf der Seite 91, untere Hälfte der rechten Spalte genannten Literaturstellen bekannt. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Fuzzy-Logik dazu verwendet, um anhand von Fuzzy-Regeln eine selbstanpassende Steuerarchitektur zu erhalten und/oder um die Filtergewichte zur Aktualisierung des Modells und/oder das Schwundsignal zu steuern, das das Verhalten des Modells bestimmt. Die Fuzzy-Logik-Steuerung, die einen gegebenen Satz von Regeln umfaßt, wird zum Berechnen oder Einstellen der Steuerarchitektur und/oder der Filter-Übertragungsfunktion und/oder der Filtergewichte und/oder des Schwundsignals verwendet.
Die Fuzzy-Logik ermöglicht auf eine praktische Weise für eine Vielzahl von Faktoren, die auf eine komplexe Art wechselwirken, eine Steuerung des Modellverhaltens. Die Fuzzy-Logik-Steuerung beruht auf relativen Werten und qualitativen Trends, ohne daß exakte Gleichungsbeziehungen für viele Variable erforderlich sind. Zum Beispiel wird, wie in den Fig. 22-24 gezeigt, die der Fig. 4 auf der Seite 29 des genannten Artikels von Cox ähnlich sind, wenn die Größe der Gewichte gering ist, Fig. 22, und die Größe des Korrektursignal-Ausgangssignals des Modells 40 klein ist, Fig. 23, nur ein kleiner Schwundwert eingeführt, Fig. 24, um den adaptiven Prozeß zu maximieren. Wenn die Werte für die Gewichte groß sind und auch der Wert des Modell-Ausgangssignals groß ist, wird ein großes Schwundsignal eingeführt, um das Modellverhalten einzuschränken und den adaptiven Prozeß zu minimieren. Bei diesem Beispiel werden die Filtergewichte überwacht, um einen ersten Eingangsparameter zu erhalten, und das Ausgangssignal des Modells wird überwacht, um einen zweiten Eingangsparameter zu erhalten. Auf die ersten und zweiten Eingangsparameter wird die Fuzzy-Logik angewendet, um einen Ausgangsparameter zu erhalten, Fig. 24, der die Gewichte und/oder den Schwund und/oder anderweitig das Verhalten des Modells steuert. Die Eingangsparameter werden gemäß einem Satz von Fuzzy- Regeln fuzzifiziert, Fig. 22 und 23, es wird ein Fuzzy-Schwund berechnet und dann anhand der Fig. 24 defuzzifiziert, um einen Ausgangsparameter zum Steuern des Verhaltens des Modells zu erhalten.
Bei einem anderen Beispiel wird, wenn sich das Korrektursignal der Leistungsgrenze des Ausgangswandlers 14 wie einem Lautsprecher nähert, der Schwund erhöht. Wenn das Korrektursignal nicht in der Nähe der Leistungsgrenze des Lautsprechers liegt, kann der Schwund verringert werden.
Bei einem weiteren Beispiel wird die Änderungsrate der Gewichte überwacht, und wenn die Gewichte beginnen, sich mit einer höheren Rate oder mit einer Rate über einer gegebenen Rate zu erhöhen, wird der Schwund erhöht. Wenn die Gewichte schnell ansteigen und der Wert des Korrektursignals sich der Leistungsgrenze des Lautsprechers nähert, wird der Schwund sehr schnell vergrößert. Wenn die Gewichte abnehmen, wird der Schwund verringert.
Die Eingangssignale für die Fuzzy-Logik umfassen Werte für die Filter- Aktualisierungsgewichte, Werte für das Modellausgangs-Korrektursignal, die Änderungsrate der Filtergewichte, die Änderungsrate des Korrektursignal-Ausgangssignals des Modells, den Wert des Bezugssignal-Eingangssignals 42 für das Modell, die Änderungsrate des Eingangssignals 42, den Wert für das Fehlersignal vom Fehlerwandler 16, die Änderungsrate des Fehlersignals, die spektralen Eigenschaften des Bezugssignals und/oder des Korrektursignals und/oder des Fehlersignals, das Leistungsvermögen des Ausgangswandlers 14, die Temperatur, Fließraten, Umgebungsvariable, Gebläsedrehzahlen bei Leitungen, ob ein Gebläse läuft oder nicht, Thermostateinstellungen, gewünschte Anpassungsgeschwindigkeiten, gewünschte Stabilität des Algorithmusses, Informationen über die Systemanlage, Quelleninformationen usw. Die Fuzzy-Logik ist ein Mittel zur Einführung der menschlichen Intuition in den Einstellprozeß für die Steuerung. Einige Faktoren können andere außer Kraft setzen. Zum Beispiel wird, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit der Gewichte zu groß ist, der Algorithmus instabil, weshalb es wünschenswert ist, den Schwund zu erhöhen oder die Modellaktualisierungsverstärkung zu verringern. Wenn die Leistungsgrenze eines Lautsprechers 14 schnell erreicht wird, sollte der Schwund erhöht werden.
Bei anderen Ausführungsform kann die Erfindung auf aktive akustische Mehrkanal-Abschwächsysteme angewendet werden, wie sie zum Beispiel in den US-Patenten 5 216 721 und 5 216 722 beschrieben sind.
Innerhalb des Umfangs der anhängenden Patentansprüche sind verschiedene Äquivalente, Alternativen und Modifikationen möglich.

Claims

1. Aktives adaptives Steuerverfahren mit folgenden Schritten:

Einbringen eines Steuersignals von einem Ausgangswandler (14) zur Verbindung mit einem System-Eingangssignal (6) und zur Erzielung eines System- Ausgangssignals (8),

Erfassen des System-Ausgangssignals (8) mit einem Fehlerwandler (16), der ein Fehlersignal (44) liefert,

Vorsehen eines adaptiven Filtermodells (40) mit einem Modelleingang von einem Bezugssignal (42), das mit dem System-Eingangssignal (6) korreliert ist, einem Fehlereingang zur Aufnahme des Fehlersignals und einem Ausgang zur Ausgabe eines Korrektursignals (46) an den Ausgangswandler (14) zum Einbringen des genannten Steuersignals, wodurch das Fehlersignal (44) vom durch die Übertragungsfunktionen des den Ausgangswandler (14) enthaltenden Übertragungswegs und des Fehlerwegs von dem Ausgangswandler (14) zum Fehlerwandler (16) modifizierten Korrektursignal (46) beeinflußt wird,

wobei das Verfahren außerdem das Abgeben eines spektralen Schwundsignals mit spektralen Eigenschaften, die den spektralen Eigenschaften mindestens eines Teils des genannten Übertragungswegs entsprechen, zur Steuerung der Leistung des Modells (40) unter Maximierung des bei interessierenden Frequenzen dem Ausgangswandler zugesandten Signals beinhaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch erzeugt wird, daß ein Schwundsignal spektral so verarbeitet wird, daß bei Frequenzen, bei denen den Fehlerwandler eine maximale Leistung vom Ausgangswandler her erreicht, das dem Ausgangswandler zugeführte Korrektursignal maximiert wird und bei Frequenzen, bei denen den Fehlerwandler eine minimale Leistung vom Ausgangswandler her erreicht, das dem Ausgangswandler zugeführte Korrektursignal minimiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Korrektursignal überwacht und in Reaktion darauf das spektrale Schwundsignal gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, mit einem Filtern des Korrektursignals zur Erzeugung des spektralen Schwundsignals.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Korrektursignal dadurch spektral verarbeitet wird, daß es einer frequenzabhängigen spektralen Übertragungsfunktion unterworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Teil des Übertragungswegs mittels eines zweiten Modells nachgebildet wird und die spektrale Übertragungsfunktion eine Funktion des zweiten Modells ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Korrektursignal von dem genannten Modellausgang durch die frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion einem Fehlereingang des genannten Modells zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Modellausgang das Korrektursignal an den Ausgangswandler ausgibt, um das Steuersignal entsprechend einem Gewichtungsaktualisierungssignal einzubringen, und wobei das Bezugssignal und das Fehlersignal kombiniert werden, um das Gewichtungsaktualisierungssignal zu erzeugen und den Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals in Reaktion auf das spektrale Schwundsignal zu steuern.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Kopie des genannten Modells erzeugt wird, die einen zum Fehlereingang des Modells geführten Ausgang, einen Filtereingang, der ein spektral verarbeitetes Eingangssignal aus einer spektralen Übertragungsfunktion aufnimmt, und einen Steuereingang zur Steuerung der Konvergenzverstärkung der Kopie und zur Aufnahme eines spektralen Steuersignals aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das spektrale Steuersignal auf das genannte Korrektursignal anspricht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine zweite spektrale Übertragungsfunktion vorgesehen ist, über die das genannte Korrektursignal dem Steuereingang der genannten Kopie zugeführt wird, um das genannte spektrale Steuersignal zu erzeugen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zuerst genannte und die zweite spektrale Übertragungsfunktion gleich sind.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Übertragungsfunktion zwischen dem Ausgangswandler und dem Fehlerwandler mittels eines zweiten Modells nachgebildet wird und sowohl die erste als auch die zweite spektrale Übertragungsfunktion eine Funktion der zweiten Übertragungsfunktion ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite spektrale Übertragungsfunktion voneinander verschieden sind.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Teil des genannten Übertragungswegs mittels eines zweiten Modells nachgebildet wird und ein Signal als Funktion des zweiten Modells spektral verarbeitet wird, um das genannte spektrale Schwundsignal zu erzeugen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Funktion des zweiten Modells die Umkehrung des zweiten Modells darstellt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste Modell durch ein Aktualisierungssignal von der Umkehrung des zweiten Modells so gesteuert wird, daß bei Frequenzen, bei denen den Fehlerwandler die maximale Leistung vom Ausgangswandler her erreicht, das zweite Modell ein maximales Übertragungsverhalten und die Umkehrung des zweiten Modells ein minimales Übertragungsverhalten, das den Schwund des Aktualisierungssignals minimiert, aufweist, um ein maximales Ausgangssignal des ersten Modells zu bewirken, und bei Frequenzen, bei denen den Fehlerwandler eine minimale Leistung vom Ausgangswandler her erreicht, das zweite Modell ein minimales Übertragungsverhalten und die Umkehrung des zweiten Modells ein maximales Übertragungsverhalten, das den Schwund des Aktualisierungssignals maximiert, aufweist, um das Ausgangssignal des ersten Modells zu minimieren.

18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Filtern des Bezugssignals, um das spektrale Schwundsignal zu erzeugen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das genannte Bezugssignal durch Zuführen des Bezugssignals über eine frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion spektral verarbeitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei mindestens ein Teil des Übertragungswegs mit dem zweiten Modell nachgebildet wird und die genannte spektrale Übertragungsfunktion eine Funktion des zweiten Modells ist.

21. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Korrektursignal überwacht und in Reaktion darauf das spektrale Schwundsignal gesteuert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch erzeugt wird, daß ein Signal durch eine frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion geführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das spektrale Schwundsignal durch das Korrektursignal erzeugt wird und dieses durch die frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion geführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Korrektursignal vom Modellausgang durch die frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion an den Fehlereingang des genannten Modells geführt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei eine Kopie des Modells erzeugt wird und das Korrektursignal vom Modellausgang durch die frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und durch die genannte Kopie zum Fehlereingang des genannten Modells geführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 22, wobei eine Kopie des genannten Modells erzeugt wird und das spektrale Schwundsignal durch die Kopie an den Fehlereingang des genannten Modells geführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Kopie einen Filtereingang, der das Ausgangssignal der frequenzabhängigen spektralen Übertragungsfunktion aufnimmt, und einen Steuereingang zur Steuerung der Konvergenzverstärkung der Kopie aufweist, und wobei eine zweite frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion erzeugt wird und das Korrektursignal vom Ausgang des genannten Modells durch die zweite frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion an den Steuereingang der Kopie geführt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei an den Eingang der spektralen Übertragungsfunktion ein Zufallsrauschsignal angelegt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 26, 27 oder 28, wobei das Korrektursignal vom Ausgang des Modells an den Eingang der spektralen Übertragungsfunktion geführt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistung des Modells in Abhängigkeit vom Korrektursignal spektral gesteuert wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Modell das Korrektursignal an den Ausgangswandler ausgibt, um es entsprechend einem Gewichtungsaktualisierungssignal einzubringen, und wobei das Bezugssignal und das Fehlersignal kombiniert werden, um das Gewichtungsaktualisierungssignal zu erzeugen, und wobei das Korrektursignal überwacht und spektral erfaßt wird und in Reaktion darauf ein ausgewählter Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals bewirkt wird, um die Leistung des Modells frequenzmäßig zu steuern und in interessierenden Frequenzbereichen zu optimieren.

32. Verfahren nach Anspruch 30, wobei eine Kopie des genannten Modells erzeugt wird und das Ausgangssignal der Kopie dem Fehlereingang des genannten Modells zugeführt wird und das Korrektursignal überwacht und spektral erfaßt wird und in Reaktion darauf ein Eingangssignal der Kopie zugeführt wird, um die Leistung des Modells frequenzmäßig zu steuern und in interessierenden Frequenzbereichen zu optimieren.

33. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das spektrale Schwundsignal frequenzgewichtet wird, um die Leistung des Modells in interessierenden Frequenzbereichen zu optimieren.

34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch frequenzgewichtet wird, daß das Korrektursignal durch eine frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion spektral verarbeitet wird.

35. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Schwundsignal dadurch frequenzgewichtet wird, daß das Korrektursignal durch eine frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und mittels einer Kopie des genannten Modells spektral verarbeitet wird.

36. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch frequenzgewichtet wird, daß ein Zufallsrauschsignal mittels einer frequenzabhängigen spektralen Übertragungsfunktion und einer Kopie des genannten Modells spektral verarbeitet wird.

37. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch frequenzgewichtet wird, daß ein Zufallsrauschsignal durch eine erste frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und mittels einer Kopie des genannten Modells spektral verarbeitet wird, und wobei das Korrektursignal durch eine zweite frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und mittels der genannten Kopie des Modells spektral verarbeitet wird.

38. Verfahren nach Anspruch 33, wobei das spektrale Schwundsignal dadurch frequenzgewichtet wird, daß das Korrektursignal durch eine erste frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und mittels einer Kopie des genannten Modells spektral verarbeitet wird, und wobei das Korrektursignal durch eine zweite frequenzabhängige spektrale Übertragungsfunktion und durch die genannte Kopie des Modells spektral verarbeitet wird.

39. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistung des Modells in Abhängigkeit vom Bezugssignal spektral gesteuert wird.

40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das Modell das Korrektursignal an den Ausgangswandler ausgibt, um das Steuersignal entsprechend einem Gewichtungsaktualisierungssignal einzubringen, und wobei das Bezugssignal und das Fehlersignal kombiniert werden, um das Gewichtungsaktualisierungssignal zu bilden, das Bezugssignal überwacht und spektral erfaßt wird und in Reaktion darauf ein ausgewählter Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals erzeugt wird, um die Leistung des Modells frequenzmäßig zu steuern und in interessierenden Frequenzbereichen zu optimieren.

41. Aktives adaptives Steuersystem, aufweisend

einen Ausgangswandler (14) zum Erzeugen eines Steuersignals zur Verbindung mit einem System-Eingangssignal (6) und zur Erzielung eines System-Ausgangssignals (8),

einen Fehlerwandler (16) zur Erfassung des System-Ausgangssignals (8) und zur Abgabe eines Fehlersignals (44),

ein adaptives Filtermodell (40) mit einem Modelleingang von einem Bezugssignal (42), das mit dem System-Eingangssignal (6) korreliert ist, einem Fehlereingang zur Aufnahme des Fehlersignals und einem Ausgang zur Ausgabe eines Korrektursignals (46) an den Ausgangswandler (14) zum Einbringen des genannten Steuersignals, wodurch das Fehlersignal (44) durch das von den Übertragungsfunktionen des den Ausgangswandler (14) beinhaltenden Übertragungswegs und des Fehlerwegs vom Ausgangswandler (14) zum Fehlerwandler (16) modifizierte Korrektursignal (46) beeinflußt wird, und

eine Spektralsteuerung zur spektralen Steuerung der Leistung des Modells (40) entsprechend dem spektralen Verhalten mindestens eines Teils des genannten Übertragungswegs, um das dem Ausgangswandler bei interessierenden Frequenzen zugesandte Signal zu maximieren.

42. Verfahren nach Anspruch 1, mit einem Schritt zum Steuern der Leistung des Modells gemäß der Fuzzy-Logik, um das dem Ausgangswandler zugeführte Signal zu steuern.

43. Verfahren nach Anspruch 42, wobei das spektrale Schwundsignal gemäß der Fuzzy-Logik gesteuert wird.

44. Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Modell mittels eines Satzes Filtergewichte aktualisiert wird und die Gewichte gemäß der Fuzzy-Logik gesteuert werden.

45. Verfahren nach Anspruch 42, wobei mehrere Eingangsparameter entsprechend einem Satz Fuzzy-Regeln fuzzifiziert werden, ein Fuzzy-Schwund berechnet wird und der Schwund defuzzifiziert wird, um einen Ausgangsparameter zur Steuerung der Leistung des Modells zu erzeugen.

46. Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Modell mittels eines Satzes Filtergewichte aktualisiert wird, die Gewichte überwacht werden, um erste Eingangsparameter zu erzeugen, der Ausgang des Modells überwacht wird, um zweite Eingangsparameter zu erzeugen, und auf die ersten und die zweiten Eingangsparameter die Fuzzy-Logik angewendet wird, um einen die genannten Gewichte steuernden Ausgangsparameter zu erhalten.

47. Verfahren nach Anspruch 46, mit einem Schritt zum Steuern des spektralen Schwundsignals mit dem genannten Ausgangsparameter.

48. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Modellausgang ein Korrektursignal an den Ausgangswandler ausgibt, um dieses entsprechend einem Gewichtungsaktualisierungssignal einzubringen, und wobei das Gewichtungsaktualisierungssignal adaptiv variiert wird.

49. Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Gewichtungsaktualisierungssignal als Funktion des Korrektursignals adaptiv variiert wird und das adaptiv variierte Gewichtungsaktualisierungssignal dem adaptiven Filtermodell zugeführt wird, um das Korrektursignal anzupassen.

50. Verfahren nach Anspruch 49, wobei der Schwund des Gewichtungsaktualisierungssignals durch Multiplizieren eines vorhergehenden Gewichtungsaktualisierungswerts mit einem Faktor y und durch Addieren des Ergebnisses zu dem Produkt des Bezugssignals und des Fehlersignals sowie durch Variieren von y als Funktion des Korrektursignals variiert wird.

51. Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Gewichtungsaktualisierungssignal als Funktion des Korrektursignals in Bezug zu einem gegebenen Schwellenwert variiert wird, um die Konvergenz des Korrektursignals zu ändern, wenn dieses den Schwellenwert übersteigt.