EP0852793B1 - Procede et dispositif d'attenuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mecaniques, sonores ou analogues - Google Patents

Procede et dispositif d'attenuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mecaniques, sonores ou analogues Download PDF

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EP0852793B1
EP0852793B1 EP96932664A EP96932664A EP0852793B1 EP 0852793 B1 EP0852793 B1 EP 0852793B1 EP 96932664 A EP96932664 A EP 96932664A EP 96932664 A EP96932664 A EP 96932664A EP 0852793 B1 EP0852793 B1 EP 0852793B1
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vibration
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Definitions

  • the present invention relates to active attenuation of vibrations, i.e. the operation which consists in attenuating certain vibrations, by superimposing other vibrations created in phase opposition with the vibrations to be attenuated.
  • the feedback loop includes an input connected to so-called “close” vibration sensor means, arranged on the framework, and an output connected to actuator means of vibrations placed on the frame, near the means close sensors.
  • the signal measured by the sensor means close is directly injected into the actuator means at through filtering means which correct said signal to try to cancel his energy.
  • This retroactive technique makes it possible to obtain an attenuation vibration with a certain gain, without causing instability in a processing frequency band.
  • this processing band corresponds to low frequencies, for example in sound vibrations at the frequency band ranging from 0 to 600 Hz.
  • the anticipation technique is articulated around means adaptive filtering whose coefficients are adapted in real time according to an algorithm chosen so as to minimize the energy of the vibrations captured by the means close sensors according to the energy of the vibrations of reference received by the remote sensor means.
  • active feedback depreciation is here performed on a single frequency, which makes this solution inappropriate and ineffective for active treatment on a wide frequency band.
  • This active depreciation is in equivalent to passive amortization since it does not than the fundamental frequency of the framework, which is totally different from active broadband control by retroactive filtering.
  • this is a simple juxtaposition of early screening and amortization active in which no synergy of techniques is implementation.
  • the present invention provides a solution to these problems.
  • Another object of the invention is to provide attenuation active type "hybrid" in which filtering by anticipation is grafted onto feedback filtering or conversely, in order to improve the respective behavior said filtering in advance and by feedback with a resulting attenuation greater than the algebraic sum attenuations of said filterings taken separately.
  • the framework includes at least one cavity defined by one ear and passive mitigation means, the first means sensors and actuator means being housed in said cavity while the second sensor means being arranged out of the cavity.
  • the framework includes a metal beam, a plate, a trellis, seat, ventilation duct or the like.
  • the first and second sensor means comprise each at least: a type of sound sensor element microphone, a type acceleration sensor element accelerometer, a displacement sensor element, an element speed sensor, a strain sensor element, a force sensor element or the like.
  • the first sensor means comprise two sensor elements, one being associated with the means of filtering in advance, the other being associated with the means filtering by feedback.
  • the actuator means comprise a source speaker-type sounds, a test body, a jar vibrating or the like.
  • the filtering means by feedback include a plurality of analog filters and / or active numerics of order greater than or equal to 1, arranged for generate a transfer function to avoid instabilities in the first frequency band in the sense of Nyquist, and the transfer function of the filtering means by feedback is determined so that the phase of said transfer function does not go through the value 0 in the first frequency band.
  • the feedback filtering means are infinite impulse response type.
  • the means of advance filtering are finite impulse response, and the minimization algorithm is of the average least squares type.
  • the device comprises a plurality of first sensor means, and means actuators and the device is articulated around a master / slave multiprocessor structure, each processor slave being responsible for controlling a single actuator means.
  • the present invention also relates to a method active hybrid attenuation of vibrations, in particular mechanical, sound or similar vibrations used by the device described above.
  • the frame likely to be subject to vibrations at attenuate includes a cavity 2 delimited by an ear 4 and attenuation means 6 of the helmet type 6.
  • the helmet with retroactive filter is the one sold by the company TECHNOFIRST.
  • this helmet is equipped with a mitigation device active acoustic feedback.
  • the pre-amplification means 9, the filtering means by feedback 12 and the amplification means 18 constitute here a feedback loop 30 arranged in a known manner to generate active acoustic attenuation without generate instability in a selected frequency band.
  • Figure 1 there is shown near the helmet, a noise source 40 liable to generate vibrations sound for experimental and test purposes.
  • the frequency band in which the means filtering methods are effective without causing instability in the sense of Nyquist is of the order of 0 to 600 Hz for sound vibrations (figure 3).
  • the filtering means by feedback 12 include a plurality of active analog filters of order greater than or equal to 1, arranged to generate a transfer function to avoid instabilities in the frequency band 0-600 Hz in the sense of Nyquist, and the transfer function of the filtering means 12 is determined so that the phase of said function of transfer does not go through the value 0 in the band 0-600 Hz.
  • the helmet allows treatment wide band up to 600 Hz and noise attenuations of around 20 dB.
  • a pumping effect appears at from 650 Hz which results in an increase in noise level in relation to the action of the mitigation means passive alone.
  • This phenomenon is well known from the skilled person, and constitutes a non-linearity (degradations performance) compared to the expected results of observing the open loop system.
  • the Applicant has posed the problem of remedying the disadvantages related to feedback filtering.
  • the solution according to the invention consists first of all, in use an additional microphone 100 placed at a certain distance from the microphone 8.
  • the microphone additional 100 is arranged on the upper part of the means which allow the two shells of the helmet. Under these conditions, the additional microphone 100 is close to the noise source 40 and thus makes it possible to retrieve useful information to be processed.
  • this remote microphone can be arranged differently.
  • summing means 110 are provided at the level of the feedback loop 30. These summing means 110 have a first input 112 connected to the output 16 of the filtering means 12, a second input 114 and an output 116 connected to input 20 of the means amplifiers 18.
  • type filtering means by anticipation are grafted to the feedback loop 30 to improve feedback filtering and, more exactly, in order to linearize the active attenuation in the entire frequency band wider than the 0-600 band Hz and thus improve the active attenuation gain in the widened band which can go up to 3000 Hz (figure 4), by total elimination of the mentioned pumping effect above.
  • the means of advance filtering 130 include a first input 132 connected to the microphone additional 100, a second input 134 connected to the microphone 8 and an output 136 connected to the second input 114 of the summing means 110.
  • the coefficients filtering the anticipation filtering means 130 are adapted in real time according to an algorithm chosen for minimize the energy of vibrations picked up by the microphone 8, depending on the energy of the vibrations picked up by the microphone 100, in order to linearize the retroactive attenuation in a whole frequency band wider than the band of frequencies processed directly by feedback, speed up convergence of the minimization algorithm, and improve the robustness of the anticipation filtering means.
  • the means of advance filtering include type finite impulse response filters adaptive 140.
  • the coefficients of the filters 140 are updated in real time by a minimization algorithm 150.
  • the minimization algorithm is of the type of mean least squares, also called LMS for "LEAST MEAN SQUARES ".
  • the active attenuation of the "hybrid" type obtained according to the invention results from a combination of means of filtering by anticipation and by feedback in which the advance filtering is grafted on the filtering by feedback or vice versa.
  • This combination of filtering in advance and by feedback according to the invention improves behavior respective of said filterings, with active attenuation resulting greater than the algebraic sum of the attenuations individual said filterings taken separately.
  • the anticipation filtering means 130 comprise a first A8 acquisition module associated with sensor means relatives 8 and a second A100 acquisition module associated with remote sensor means 100.
  • the A8 and A100 acquisition modules are generally alike. However, in some configurations, the acquisition modules can be different. Their constituent elements are identified by the suffix 8 when associated with sensor means 8 and 100 when associated with the remote capture means 100.
  • Each acquisition module is connected to processing means DSP which will ensure in particular the minimization algorithm described above.
  • the digital processing means are of the type PSN digital signal processor.
  • DSP processor includes an E8 input for receiving signals leaving the A8 acquisition module and an E100 input receiving signals from the A100 acquisition module.
  • DSP processor includes signal output digital for a R rendering module.
  • This R rendering module includes a digital / analog converter CNAR and a FLR smoothing filter, for example low pass type, the input of which receives the outgoing signal from the digital / analog converter CNAR and whose output is connected to the second input 114 of the summing means 110.
  • a digital / analog converter CNAR and a FLR smoothing filter, for example low pass type, the input of which receives the outgoing signal from the digital / analog converter CNAR and whose output is connected to the second input 114 of the summing means 110.
  • the DSP processor is the one sold by the company TEXAS INSTRUMENT under the reference TMS 320C25.
  • the means of feedback filtering 12 are put into operation as well that the noise source 40, while the filtering means in advance are put in pause position.
  • the preamplifiers are regulated on the means of advance filtering PE8 and PE100, to be in full scale of CAN8 analog / digital converters and CAN100.
  • the transfer function is sampled and saved in the memory of the DSP processor.
  • the transfer function is sampled at the frequency of 3000 Hz on a number of 80 points.
  • the digital processing means acquire periodically, and in real time, the distant noise picked up by remote sensor means 100. They also calculate signal energy, representative of the sum of energies signals delivered by nearby sensor means 8. Then, the anticipation filter means 150 are placed in search of optimal parameters for the best active attenuation. Knowledge of impulse responses previously measured, signals from the means close and remote sensors in real time, allows a minimization algorithm chosen to determine, in time real, the attenuation control signal values active acoustics.
  • the purpose of convergence here is to minimize the energy of signals delivered by the microphone 8 placed in the cavity to denoise from the helmet.
  • the minimization algorithm uses the technique mean least squares which is most prevalent in real-time applications.
  • the minimization algorithm may be a frequency algorithm working on transforms of Fourier of the signals considered.
  • control 8 takes account of filtering by feedback here.
  • the instability information related to filtering by feedback are introduced in the impulse response of the filter in advance.
  • the information broadband active attenuation related to filtering by feedback appear in the sampled items of the impulse response.
  • Figures 3 to 10B show the spectral densities of power measured using a fixed microphone in the ear of the experimenter in different configurations. Adverse reactions due to instability of the feedback filtering (rejection up to 8 dB) are eliminated by the action of the advance filtering device (see figures 3, 4 and 5).
  • the anticipation device makes it possible to obtain, outside the feed back processing band (o-600 Hz), a gain in attenuation of 2 to 10 dB compared to a passive helmet (figure 6).
  • the device described with reference to Figures 1 and 2 uses a single-channel type processing, articulated around the processor TMS 320C25 from TEXAS INSTRUMENT which can execute 10 million instructions per second.
  • a multi-channel device comprising a plurality of sensors 8, remote sensors 100 and actuators 10.
  • the processor can only work at sampling frequencies less than or equal to 1000 Hz.
  • the present invention also provides a solution to these problems.
  • the attenuation device is capable of manage a plurality of channels, for example twenty channels analog input capable of receiving signals from 19 close sensors individualized in 8-1 to 8-19 and a remote sensor 100.
  • the device according to the invention also includes at least sixteen capable output channels to convey signals to sixteen individualized actuators in 10-1 to 10-16.
  • Such a structure implies the processing of I (number error sensor integer 8) times J (integer number of actuators) impulse responses, one RIJ response for each combination of actuators J and error sensors I.
  • the device is articulated around a master / slave multiprocessor structure, each processor slave being responsible for controlling a single actuator means.
  • the DSPM master processor does the acquisition of all the signals emanating from the sensors 8 and 100, in particular the so-called remote reference signals as well as the so-called error control signals. He distributes them then to all DSPE slave processors, individualized here in DSPE-1 to DSPE-16.
  • Each DSPE slave processor calculates the output signal of a single actuator 10.
  • the sensors 8 and the remote sensor 100 are connected to the inputs of a BA acquisition block whose output is connected to the DSPM master processor.
  • This BA acquisition block includes, like the acquisition modules A described with reference to FIG. 2, a preamplifier element PE, preferably a conditioning filter specific to the chosen application FAT and a converter analog / digital CAN.
  • a preamplifier element PE preferably a conditioning filter specific to the chosen application FAT and a converter analog / digital CAN.
  • the conditioning filter can be digital (anti-overlap) or analog (specific).
  • a laptop type microcomputer can be provided. he is in this case connected to the master processor and is provided with all control software for the entire installation.
  • the digital assembly is articulated around a processor element PSN digital signal, for example the one sold by the TEXAS INSTRUMENT under the reference TMS 320C50.
  • Each slave processor is dedicated to the control of a single actuator.
  • this is the processor associated with the 10-1 actuator and which is in connection with all microphones 8 as well as with the remote microphone 100.
  • All signals from sensors 8 and 100 are routed through the BA acquisition block and the DSPM master processor to the DSPE-1 slave processor.
  • the DSPE slave processor generally includes the same elements than those of the single-channel device described with reference in Figure 2. Thus, we find the means of restitution R, the feedback filtering means 12 as well as the advance filtering 130.
  • a summing element 110 receives signals from both at its two inputs filtering to deliver the attenuation signal on its output to the actuator 10-1.
  • the slave processor includes communication with the DSPM master processor.
  • pairs of transducers 8 and 10 i.e. the treatment routes on which are applied the respective feedback filtering means.
  • each DSPE slave processor calculates, in parallel advance filtering, feedback filtering which associated with it, in the case of filtering by feedback of digital type.
  • the structure subject to vibrations can also be a metal beam, a plate, a trellis, a seat, ventilation duct or the like.
  • the sensor means can be sensor means of sounds, but also of acceleration, constraint, force, displacement, speed or the like.
  • the means actuators can be not just a sound actuator such as a speaker, but also a test body, a piezoelectric element, or the like.
  • close sensor means may include two elements sensors, one being associated with the filtering means by anticipation, the other being associated with the filtering means by feedback.

Description

La présente invention concerne l'atténuation active de vibrations, c'est-à-dire l'opération qui consiste à atténuer certaines vibrations, en superposant d'autres vibrations créées en opposition de phase avec les vibrations à atténuer.
Elle s'applique à l'atténuation active de toutes vibrations et plus particulièrement aux vibrations sonores, mécaniques ou analogues.
On connaít déjà la technique d'atténuation active par rétroaction, appelée encore "FEED BACK", et qui est fondée sur une boucle de contre-réaction agencée pour engendrer une atténuation active sur une ossature sujette aux vibrations (FR 86 03394).
La boucle de contre-réaction comprend une entrée reliée à des moyens capteurs de vibrations dits "proches", disposés sur l'ossature, et une sortie reliée à des moyens actionneurs de vibrations disposés sur l'ossature, à proximité des moyens capteurs proches. Le signal mesuré par les moyens capteurs proches est directement injecté aux moyens actionneurs à travers des moyens de filtrage qui corrigent ledit signal pour tenter d'annuler son énergie.
Cette technique rétroactive permet d'obtenir une atténuation vibratoire avec un certain gain, sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences de traitement. Le plus souvent, cette bande de traitement correspond à des basses fréquences, par exemple en vibrations sonores à la bande de fréquences allant de 0 à 600 Hz.
Toutefois, cette technique rétroactive engendre des instabilités en hautes fréquences. Elle n'est donc pas totalement satisfaisante pour obtenir une atténuation vibratoire dans une large bande de fréquences.
On connaít aussi la technique d'atténuation active par anticipation, appelée encore "FEED FORWARD", dans laquelle des vibrations de référence, en amont de la propagation des vibrations, et destinées à se propager dans le milieu à traiter sont détectées par des moyens capteurs dits "distants", puis traitées par des moyens de filtrage afin de déterminer la commande à appliquer aux moyens actionneurs.
La technique par anticipation est articulée autour de moyens de filtrage de type adaptatif dont les coefficients sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi de façon à minimiser l'énergie des vibrations captées par les moyens capteurs proches en fonction de l'énergie des vibrations de référence captées par les moyens capteurs distants.
Une telle technique par anticipation est satisfaisante généralement pour traiter des vibrations dans une bande de fréquences étroite. Par contre, lorsqu'il s'agit d'atténuer des vibrations dans une large bande de fréquences, elle nécessite généralement un filtrage adaptatif long et coûteux.
Une solution pour écourter le temps de convergence de l'algorithme de filtrage par anticipation est décrite dans le document MIYASAKI et al, 1994, "Consideration about Feed back, Feed forward, Hybrid Control for Active Control of Micro-Vibration", Second International Conference on Motion on Vibration Control, Yokohama, Aug.30-sept. 3, 1994. Elle consiste à juxtaposer un amortissement actif de type rétroactif et le filtrage par anticipation. L'amortissement actif par rétroaction effectue d'abord un amortissement des vibrations à une fréquence donnée, généralement la fréquence fondamentale de vibration de l'ossature. Ensuite, le filtrage par anticipation effectue son atténuation sur des vibrations ainsi pré-amorties, ce qui permet de comprimer la réponse impulsionnelle des chemins secondaires moyens actionneurs/moyens capteurs proches et écourte ainsi le traitement du filtrage par anticipation.
Cependant, l'amortissement actif par rétroaction est ici effectué sur une seule fréquence, ce qui rend cette solution inappropriée et inefficace pour un traitement actif sur une large bande de fréquences. Cet amortissement actif est en fait équivalent à un amortissement passif puisqu'il ne traite que la fréquence fondamentale de l'ossature, ce qui est totalement différent d'un contrôle actif large bande par filtrage rétroactif. De plus, il s'agit ici d'une simple juxtaposition du filtrage par anticipation et d'un amortissement actif dans laquelle aucune synergie des techniques est mise en place.
On connaít aussi des structures d'atténuation active du bruit (WO95/20841) dans lesquelles les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont simplement juxtaposés en série pour atténuer le bruit. De plus, les moyens de filtrage par anticipation et les moyens de filtrage par rétroaction sont tous les deux de type adaptatif, ce qui empêche une réelle synergie entre lesdits moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction.
La présente invention apporte une solution à ces problèmes.
Elle vise tout d'abord à fournir une atténuation active des vibrations dans une large bande de fréquences.
Un autre but de l'invention est de fournir une atténuation active de type "hybride" dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement, afin d'améliorer le comportement respectif desdits filtrages par anticipation et par rétroaction avec une atténuation résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations desdits filtrages prises séparément.
La présente invention porte sur un dispositif d'atténuation active de vibrations, du type comprenant:
  • une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer;
  • des premiers moyens capteurs de vibrations, disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
  • des moyens actionneurs de vibrations, disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs; et
  • des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée aux moyens actionneurs, les moyens de filtrage étant agencés pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossature,
  • des seconds moyens capteurs de vibrations, disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
  • des moyens sommateurs possédant une première entrée, une seconde entrée, et une sortie reliée aux moyens actionneurs.
Selon une définition générale de l'invention, les moyens de filtrage comprennent:
  • des moyens de filtrage par rétroaction de type non adaptatif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée à la première entrée des moyens sommateurs, et propres à engendrer une atténuation active non adaptative des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
  • des moyens de mesure propres à mesurer, au préalable, en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs et les premiers moyens capteurs;
  • des moyens de filtrage par anticipation de type adaptatif comprenant une première entrée reliée aux seconds moyens capteurs, une seconde entrée reliée aux premiers moyens capteurs, et une sortie reliée à la seconde entrée des moyens sommateurs;
les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs, et de la fonction de transfert préalablement mesurée;
ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend au moins une cavité délimitée par une oreille et des moyens d'atténuation passifs, les premiers moyens capteurs et les moyens actionneurs étant logés dans ladite cavité tandis que les seconds moyens capteurs étant disposés hors de la cavité.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ossature comprend une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation ou analogue.
En pratique, les premiers et seconds moyens capteurs comprennent chacun au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, un élément capteur de force ou analogue.
Dans une variante, les premiers moyens capteurs comprennent deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
De préférence, les moyens actionneurs comprennent une source de sons de type haut-parleur, un corps d'épreuve, un pot vibrant ou analogue.
Avantageusement, les moyens de filtrage par rétroaction comprennent une pluralité de filtres analogiques et/ou numériques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la première bande de fréquences au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage par rétroaction est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la première bande de fréquences.
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction sont de type à réponse impulsionnelle infinie.
Par exemple, les moyens de filtrage par anticipation sont à réponse impulsionnelle finie, et l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comprend une pluralité de premiers moyens capteurs, et de moyens actionneurs et le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maítre/esclaves, chaque processeur esclave étant chargé de piloter un seul moyen actionneur.
La présente invention a également pour objet un procédé d'atténuation active hybride des vibrations, notamment des vibrations mécaniques, sonores ou analogues, mis en oeuvre par le dispositif décrit ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins annexés dans lesquels:
  • la figure 1 est une représentation schématique du dispositif d'atténuation acoustique active selon l'invention;
  • la figure 2 représente schématiquement les moyens essentiels et constitutifs du dispositif de la figure 1 selon l'invention;
  • la figure 3 sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage par rétroaction, dans une bande de fréquences allant de 0 à 2500 Hz;
  • les figures 4 et 5 sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence de moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 2500 Hz;
  • les figures 6 et 7 sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 500 Hz à 1500 Hz;
  • la figure 8 est une courbe illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des moyens de filtrage hybride selon l'invention, dans une bande de fréquences allant de 0 à 500 Hz;
  • les figures 9, 10A et 10B sont des courbes illustrant l'atténuation des vibrations sonores en présence/absence des filtrage par anticipation;
  • la figure 11 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel les filtrages par anticipation et par rétroaction sont numériques;
  • la figure 12 représente schématiquement les éléments constitutifs du processeur esclave du dispositif de la figure 11;
  • la figure 13 représente schématiquement la structure du dispositif d'atténuation multi-voies selon l'invention, dans lequel le filtrage par rétroaction est analogique; et
  • la figure 14 représente schématiquement l'assemblage du filtrage par rétroaction analogique dans le dispositif de la figure 13.
Sur la figure 1, on a représenté une application particulièrement avantageuse, non limitative, de l'invention, à savoir l'atténuation des vibrations sonores. Dans cette application, l'ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer comprend une cavité 2 délimitée par une oreille 4 et des moyens d'atténuation 6 de type casque 6.
Par exemple, le casque à filtre rétroactif est celui vendu par la société TECHNOFIRST.
De façon connue, ce casque est équipé d'un dispositif d'atténuation acoustique active par rétroaction.
En pratique, ce dispositif d'atténuation par rétroaction comprend pour chaque oreille:
  • un microphone 8 disposé dans la cavité 2;
  • un haut-parleur 10 disposé dans la cavité 2 à proximité du microphone 8;
  • des moyens de pré-amplification 9 comprenant une entrée 7 reliée au microphone 8 et une sortie 11,
  • des moyens de filtrage par rétroaction 12 comprenant une entrée 14 reliée à la sortie 11, et une sortie 16; et
  • des moyens d'amplification 18 comprenant une entrée 20 reliée à la sortie 16, et une sortie 22 reliée à l'entrée du haut-parleur 10.
Les moyens de pré-amplification 9, les moyens de filtrage par rétroaction 12 et les moyens d'amplification 18 constituent ici une boucle de contre-réaction 30 agencée de façon connue pour engendrer une atténuation acoustique active sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences choisies.
Sur la figure 1, on a représenté à proximité du casque, une source de bruit 40 susceptible d'engendrer des vibrations sonores à des fins expérimentales et de test.
Par exemple, la bande de fréquences dans laquelle les moyens de filtrage par rétroaction sont efficaces sans engendrer d'instabilité au sens de Nyquist, est de l'ordre de 0 à 600 Hz pour des vibrations sonores (figure 3).
En pratique, les moyens de filtrage par rétroaction 12 comprennent une pluralité de filtres analogiques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la bande de fréquence 0-600 Hz au sens de Nyquist, et la fonction de transfert des moyens de filtrage 12 est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans la bande 0-600 Hz.
Un tel filtrage par rétroaction est par exemple décrit dans le Brevet français 86 03394.
En référence à la figure 3, le casque permet un traitement large bande jusqu'à 600 Hz et des atténuations de bruit de l'ordre de 20 dB. Cependant, un effet de pompage apparaít à partir de 650 Hz qui se traduit par une augmentation du niveau de bruit par rapport à l'action des moyens d'atténuation passive seule. Ce phénomène est tout à fait connu de l'homme du métier, et constitue une non-linéarité (dégradations des performances) par rapport aux résultats attendus de l'observation du système en boucle ouverte.
Le Demandeur s'est posé le problème de remédier aux inconvénients liés au filtrage par rétroaction.
La solution selon l'invention consiste tout d'abord, à utiliser un microphone supplémentaire 100 disposé à une certaine distance du microphone 8. Par exemple, le microphone supplémentaire 100 est disposé sur la partie supérieure des moyens qui permettent de rattacher les deux coquilles du casque. Dans ces conditions, le microphone supplémentaire 100 est proche de la source de bruit 40 et permet ainsi de récupérer une information utile à traiter. Bien évidemment, ce microphone distant peut être disposé différemment.
Ensuite, selon l'invention, des moyens sommateurs 110 sont prévus au niveau de la boucle de contre-réaction 30. Ces moyens sommateurs 110 possèdent une première entrée 112 reliée à la sortie 16 des moyens de filtrage 12, une seconde entrée 114 et une sortie 116 reliée à l'entrée 20 des moyens amplificateurs 18.
Enfin, selon l'invention, des moyens de filtrage de type par anticipation sont greffés à la boucle de contre-réaction 30 afin d'améliorer le filtrage par rétroaction et, plus exactement, afin de linéariser l'atténuation active dans la totalité d'une bande de fréquences plus large que la bande 0-600 Hz et d'améliorer ainsi le gain d'atténuation active dans la bande élargie qui peut aller jusqu'à 3000 Hz (figure 4), par suppression totale de l'effet de pompage mentionné ci-avant.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent une première entrée 132 reliée au microphone supplémentaire 100, une seconde entrée 134 reliée au microphone 8 et une sortie 136 reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Comme on le verra plus en détail ci-après, les coefficients de filtrage des moyens de filtrage par anticipation 130 sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par le microphone 8, en fonction de l'énergie des vibrations captées par le microphone 100, afin de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une bande de fréquences plus large que la bande de fréquences traitée directement par rétroaction, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
En pratique, les moyens de filtrage par anticipation comprennent des filtres à réponse impulsionnelle finie de type adaptatif 140. Les coefficients des filtres 140 sont réactualisés en temps réel par un algorithme de minimisation 150. Par exemple, l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens, appelés encore LMS pour "LEAST MEAN SQUARES".
Cette linéarisation est observable au moins en deux points, notamment au niveau de la bande 0-600 Hz dans laquelle le gain d'atténuation dans la bande est amélioré; ainsi qu'au niveau de la bande 600-1100 Hz dans laquelle la réapparition des vibrations liées au pompage du filtrage rétroactif est supprimée et dans laquelle une atténuation apparaít alors que celle-ci n'existe pas en présence d'un filtrage par rétroaction seul (figures 3 à 8).
Cette accélération de la convergence de l'algorithme de minimisation ainsi que l'amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation est observable en comparant les courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et 10B) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'atténuation active de type "hybride" obtenue selon l'invention résulte d'une combinaison des moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement.
Cette combinaison des filtrages par anticipation et par rétroaction selon l'invention permet d'améliorer le comportement respectif desdits filtrages, avec une atténuation active résultante supérieure à la somme algébrique des atténuations individuelles desdits filtrages prises séparément.
Sur la figure 2, on a représenté en détail les éléments constitutifs des moyens de filtrage par rétroaction ainsi que les éléments constitutifs des moyens de filtrage par anticipation, ces derniers étant combinés avec les moyens de filtrage par rétroaction selon l'invention.
Les moyens de filtrage par anticipation 130 comprennent un premier module d'acquisition A8 associé aux moyens capteurs proches 8 et un second module d'acquisition A100 associé aux moyens capteurs distants 100.
Les modules d'acquisition A8 et A100 sont généralement semblables. Toutefois, dans certaines configurations, les modules d'acquisitions peuvent être différents. Leurs éléments constitutifs sont individualisés par le suffixe 8 lorsqu'ils sont associés aux moyens capteurs 8 et 100 lorsqu'ils sont associés aux moyens de capture distants 100.
Chaque module d'acquisition comprend:
  • un élément pré-amplificateur d'entrée PE possédant une entrée reliée aux moyens capteurs 8 ou 100 associés et une sortie;
  • un filtre de conditionnement FAT spécifique à l'application choisie, de préférence de type anti-recouvrement possédant une entrée reliée à la sortie du pré-amplificateur d'entrée et une sortie; et
  • un convertisseur analogique/numérique CAN possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie.
Chaque module d'acquisition est relié à des moyens de traitement DSP qui vont assurer notamment l'algorithme de minimisation décrite ci-avant.
En pratique, les moyens de traitement numérique sont de type processeur à signal numérique PSN.
Le processeur DSP comprend une entrée E8 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A8 et une entrée E100 recevant les signaux sortant du module d'acquisition A100.
Le processeur DSP comprend une sortie délivrant un signal numérique destiné à un module de restitution R.
Ce module de restitution R comprend un convertisseur numérique/analogique CNAR et un filtre de lissage FLR, par exemple de type passe-bas, dont l'entrée reçoit le signal sortant du convertisseur numérique/analogique CNAR et dont la sortie est reliée à la seconde entrée 114 des moyens sommateurs 110.
Par exemple, le processeur DSP est celui vendu par la société TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C25.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant.
Dans une première étape d'initialisation, les moyens de filtrage par rétroaction 12 sont mis en fonctionnement, ainsi que la source de bruit 40, tandis que les moyens de filtrage par anticipation sont mis en position pause.
On règle sur les moyens de filtrage par anticipation les préamplificateurs d'entrée PE8 et PE100, pour être en pleine échelle des convertisseurs analogiques/numériques CAN8 et CAN100.
Ensuite, on arrête la source de bruit 40. On mesure alors la fonction de transfert du chemin dit secondaire entre le haut-parleur 10 et le microphone dit de contrôle 8 par une méthode d'initialisation, par exemple en excitant les moyens actionneurs par des signaux de type Diracs, bruit blanc, de référence filtrée ou analogue.
Enfin, la fonction de transfert est échantillonnée et sauvegardée dans la mémoire du processeur DSP. Par exemple, la fonction de transfert est échantillonnée à la fréquence de 3000 Hz sur un nombre de 80 points. Avantageusement, on règle le gain de l'amplificateur 18 afin que l'excitation du haut-parleur 10 produise à la sortie du pré-amplificateur PE8, un niveau de signal proche de celui réglé lors de l'étape précédente relative au réglage dynamique des convertisseurs.
Cette fonction de transfert ainsi préalablement mesurée va servir ensuite dans la phase de calibration pour l'adaptation des éléments de filtrage par anticipation.
En condition de fonctionnement, c'est-à-dire pendant la phase de minimisation du dispositif de contrôle hybride (c'est-à-dire combinaison feedforward avec feedback ou réciproquement), les moyens de traitement numérique acquièrent périodiquement, et en temps réel, le bruit distant capté par les moyens capteurs distants 100. Ils calculent également l'énergie du signal, représentative de la somme des énergies des signaux délivrés par les moyens capteurs proches 8. Ensuite, les moyens de filtrage par anticipation 150 sont placés en recherche des paramètres optimaux pour la meilleure atténuation active. La connaissance des réponses impulsionnelles préalablement mesurées, des signaux issus des moyens capteurs proches et distants en temps réel, permet à un algorithme de minimisation choisi de déterminer, en temps réel, les valeurs du signal de commande d'atténuation acoustique active.
Le but de la convergence est ici de minimiser l'énergie des signaux délivrés par le microphone 8 disposé dans la cavité à débruiter du casque.
Par exemple, l'algorithme de minimisation utilise la technique des moindres carrés moyens qui est le plus répandu dans le domaine des applications en temps réel.
En variante, l'algorithme de minimisation peut être un algorithme fréquentiel travaillant sur les transformés de Fourier des signaux considérés.
Il est à remarquer que la réponse impulsionnelle ou la fonction de transfert des chemins haut-parleur/microphone de contrôle 8 tient compte ici du filtrage par rétroaction.
Ainsi, les informations d'instabilité liées au filtrage par rétroaction sont introduites dans la réponse impulsionnelle du filtre par anticipation. De même, les informations d'atténuation active large bande liées au filtrage par rétroaction apparaissent dans les éléments échantillonnés de la réponse impulsionnelle.
Grâce à la participation de ces informations liées donc à l'instabilité du filtrage par rétroaction ainsi que les informations liées à l'atténuation active large bande de ce filtrage, le filtrage par anticipation va apporter plusieurs types d'améliorations en référence aux figures 3 à 10B :
  • annulation des amplifications de signaux en haute fréquences liées aux instabilités par rétroaction;
  • atténuation du bruit en dehors de la bande de traitement du filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 10 dB par rapport au traitement passif des coquilles dans le cas du casque);
  • amélioration du traitement dans la totalité de la bande de traitement de filtrage par rétroaction (gain jusqu'à 15 dB par rapport au filtrage par rétroaction seul), ce qui permet de le rendre encore plus linéaire;
  • amélioration de la robustesse du système, par exemple aux effets Larsen;
  • amélioration des performances par rapport à des filtrages par rétroaction et des filtrages par anticipation utilisés séparément.
  • accélération de la convergence de l'algorithme de minimisation,
  • amélioration de la robustesse des moyens de filtrage par anticipation (observable en comparant les courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage par anticipation seuls (figures 9, 10A et 10B) par rapport aux courbes d'atténuation obtenues par les moyens de filtrage hybride selon l'invention (figures 4 à 8).
Il est à remarquer que l'action du filtrage par anticipation ne perturbe pas celle du filtrage par rétroaction dans le sens où l'on peut arrêter la minimisation en cours du filtrage par anticipation sans altérer les performances du filtrage par rétroaction.
Sur les figures 3 à 10B, on a représenté les densités spectrales de puissance mesurées à l'aide d'un microphone fixé dans l'oreille de l'expérimentateur dans différentes configurations. Les effets indésirables dus à l'instabilité du filtrage par rétroaction (réjection jusqu'à 8 dB) sont éliminés par l'action du dispositif de filtrage par anticipation (voir figures 3, 4 et 5).
Mieux encore, le dispositif par anticipation permet d'obtenir, en dehors de la bande de traitement du feed back (o-600 Hz), un gain en atténuation de 2 à 10 dB par rapport à un casque passif (figure 6).
De même, on a mesuré des meilleurs résultats d'anti-bruits en basse fréquences jusqu'à +15 dB.
Le dispositif décrit en référence aux figures 1 et 2, utilise un traitement de type mono-voie, articulé autour du processeur TMS 320C25 de chez TEXAS INSTRUMENT qui peut exécuter 10 millions d'instructions par seconde.
Toutefois, il peut être trop lent lorsqu'il doit piloter un dispositif multivoies comprenant une pluralité de capteurs 8, de capteurs distants 100 et d'actionneurs 10.
Par exemple, pour un fonctionnement du dispositif avec cinq microphones 8, cinq hauts-parleurs 10, 60 points pour les réponses impulsionnelles et 15 coefficients de filtrage par anticipation, le processeur ne peut travailler qu'à des fréquences d'échantillonnage inférieures ou égales à 1000 Hz.
Or, certaines expérimentations nécessitent un traitement rapide, pour un nombre de microphones 8 dits d'erreurs et de sources de contre-bruits 10 supérieur à cinq.
De plus, pour garder la pleine efficacité de l'algorithme de minimisation, il peut être nécessaire d'avoir une bonne connaissance de la réponse impulsionnelle des trajets secondaires. Il faut donc enregistrer en mémoire cette réponse avec un grand nombre de points. Ce nombre de points détermine aussi le nombre d'échantillons du signal de référence issu du capteur distant 100 qu'il faut conserver également en mémoire interne, d'où le problème de la capacité mémoire.
La présente invention apporte également une solution à ces problèmes.
Selon l'invention, le dispositif d'atténuation est capable de gérer une pluralité de voies, par exemple vingt voies d'entrée analogiques susceptibles de recevoir les signaux émanant de 19 capteurs proches individualisés en 8-1 à 8-19 et d'un capteur distant 100. Le dispositif selon l'invention comprend également au moins seize voies de sorties capables de véhiculer des signaux vers seize actionneurs individualisés en 10-1 à 10-16.
Une telle structure implique le traitement de I (nombre entier de capteur d'erreur 8) fois J (nombre entier d'actionneurs) réponses impulsionnelles, une réponse RIJ pour chaque combinaison d'actionneurs J et de capteurs d'erreurs I.
Très avantageusement, le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maítre/esclaves, chaque processeur esclave étant chargé de piloter un seul moyen actionneur.
En référence à la figure 11, le processeur maítre DSPM fait l'acquisition de tous les signaux émanant des capteurs 8 et 100, notamment les signaux de référence dits distants ainsi que les signaux de contrôle dits d'erreur. Il les distribue ensuite à tous les processeurs esclaves DSPE, individualisés ici en DSPE-1 à DSPE-16.
Chaque processeur esclave DSPE calcule le signal de sortie d'un seul actionneur 10.
En pratique, les capteurs 8 et le capteur distant 100 sont reliés aux entrées d'un bloc d'acquisition BA dont la sortie est reliée au processeur maítre DSPM.
Ce bloc d'acquisition BA comprend, comme les modules d'acquisition A décrits en référence à la figure 2, un élément pré-amplificateur PE, un filtre de conditionnement de préférence spécifique à l'application choisie FAT et un convertisseur analogique/numérique CAN.
Le filtre de conditionnement peut être numérique (anti-recouvrement) ou bien analogique (spécifique).
Un micro-ordinateur de type PC portable peut être prévu. Il est dans ce cas relié au processeur maítre et est muni de tous les logiciels de pilotage de l'ensemble de l'installation.
L'ensemble numérique est articulé autour d'un élément processeur de signal numérique PSN, par exemple celui vendu par la société TEXAS INSTRUMENT sous la référence TMS 320C50.
En référence à la figure 12, Chaque processeur esclave est dédié à la commande d'un seul actionneur. Par exemple, il s'agit du processeur associé à l'actionneur 10-1 et qui est en relation avec tous les microphones 8 ainsi qu'avec le microphone distant 100.
Tous les signaux des capteurs 8 et 100 sont acheminés via le bloc d'acquisition BA et le processeur maítre DSPM vers le processeur esclave DSPE-1.
Le processeur esclave DSPE comprend généralement les mêmes éléments que ceux du dispositif monovoie décrit en référence à la figure 2. Ainsi, on retrouve les moyens de restitution R, les moyens de filtrage par rétroaction 12 ainsi que le filtrage par anticipation 130. Un élément sommateur 110 reçoit sur ses deux entrées les signaux émanant des deux filtrages pour délivrer sur sa sortie le signal d'atténuation vers l'actionneur 10-1.
Le processeur esclave comprend une communication avec le processeur maítre DSPM.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 14), des modifications sont apportées au niveau du bloc de restitution. Un sommateur individuel 100-1, c'est-à-dire associé au processeur esclave DSPE-1, permet d'ajouter le signal analogique issu du filtrage par rétroaction 12-1 au signal analogique issu du filtrage spécifique FLR-1.
Il est à remarquer que le filtrage par rétroaction n'a de sens que pour un couple de transducteurs comprenant un actionneur et un capteur de sons. Dans ces conditions, le nombre de filtrages par rétroaction numériques ou analogiques est égal à:
  • soit au nombre de capteurs 8, lorsque ce nombre est égal au nombre d'actionneurs 10,
  • soit au nombre d'actionneurs 10, si ce nombre est inférieur au nombre de capteurs 8,
  • soit au nombre de capteurs 8, si celui-ci est inférieur au nombre d'actionneurs 10.
On définit ainsi le nombre maximal de filtrages par rétroaction.
On définit aussi la notion de couples de transducteurs 8 et 10, c'est-à-dire les voies de traitement sur lesquelles sont appliquées les moyens de filtrage par rétroaction respectifs.
Ensuite, chaque processeur esclave DSPE calcule, en parallèle du filtrage par anticipation, le filtrage par rétroaction qui lui est associé, dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type numérique.
Dans le cas d'un filtrage par rétroaction de type analogique (figure 12), il est prévu un réseau de connexions dans lequel s'enfichent des modules de filtrage par rétroaction entre les couples de transducteurs 8,10 choisis.
Dans la description ci-avant, nous avons décrit une application liée aux vibrations sonores. Toutefois, l'invention s'applique à l'atténuation active de toute vibration.
Ainsi, l'ossature sujette à des vibrations peut être aussi une poutre de type métallique, une plaque, un treillis, un siège, une gaine de ventilation ou analogue. Dans ces conditions, les moyens capteurs peuvent être des moyens capteurs de sons, mais aussi d'accélération, de contrainte, de force, de déplacement, de vitesse ou analogue. De même, les moyens actionneurs peuvent être non seulement un actionneur de sons tel qu'un haut-parleur, mais aussi un corps d'épreuve, un élément piézo-électrique, ou analogue. Par ailleurs, les moyens capteurs proches peuvent comprendre deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.

Claims (17)

  1. Dispositif d'atténuation active de vibrations, du type comprenant:
    une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer;
    des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
    des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs (8); et
    des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs et une sortie reliée aux moyens actionneurs, les moyens de filtrage étant agencés pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossature;
    des seconds moyens capteurs de vibrations (100), distants, disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature;
    des moyens sommateurs (110) possédant une première entree (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens actionneurs (10);
    caractérisé en ce que les moyens de filtrage comprennent:
    des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et propres à engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
    des moyens propres à mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
    des moyens de filtrage par anticipation (130) de type adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
    les coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) étant adaptés en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100) et de la fonction de transfert ainsi préalablement mesurée, ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquences, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comprend au moins une cavité (2) délimitée par une oreille (4) et des moyens d'atténuation passif (6), les premiers moyens capteurs (8) et les moyens actionneurs (10) étant logés dans ladite cavité (2) tandis que les seconds moyens capteurs (100) étant disposés hors de la cavité.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature comprend une poutre de type métallique, ou une plaque, ou un treillis, ou un siège, ou une gaine de ventilation ou analogue.
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens capteurs (8) comprennent au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, un élément capteur de force, ou analogue.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens capteurs (8) comprennent deux éléments capteurs, l'un étant associé aux moyens de filtrage par anticipation, l'autre étant associé aux moyens de filtrage par rétroaction.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens capteurs (100) comprennent au moins: un élément capteur de sons de type microphone, un élément capteur d'accélération de type accéléromètre, un élément capteur de déplacement, un élément capteur de vitesse, un élément capteur de contrainte, un élément capteur de force, ou analogue.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens actionneurs (10) comprennent une source de sons de type haut-parleur, un corps d'épreuve, un pot vibrant, ou analogue.
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que les moyens de filtrage par rétroaction (12) comprennent une pluralité de filtres analogiques et/ou numériques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1, agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la première bande de fréquences au sens de Nyquist et en ce que la fonction de transfert des moyens de filtrage par rétroaction est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur zéro dans la première bande.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par rétroaction (12) sont à réponse impulsionnelle infinie.
  10. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par anticipation (130) comprennent:
    un premier module d'acquisition (A8) possédant une entrée reliée à la sortie des premiers moyens capteurs (8), et une sortie;
    un second module d'acquisition (A100) possédant une entrée reliée à la sortie des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
    des moyens de traitement numérique possédant une première entrée reliée à la sortie du premier module d'acquisition (A8), une seconde entrée reliée à la sortie du second module d'acquisition (A100), et une sortie, lesdits moyens de traitement numérique étant propres à commander l'algorithme - de minimisation de l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100); et
    un module de restitution (R) possédant une entrée reliée à la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premier et second modules d'acquisition (A8 et A100) comprennent:
    un élément pré-amplificateur d'entrée (PE) possédant une entrée recevant les signaux issus des premiers moyens capteurs (8) ou des seconds moyens capteurs (100), et une sortie;
    un filtre de conditionnement (FAT) adapté à l'application choisie et possédant une entrée reliée à la sortie de l'élément pré-amplificateur d'entrée, et une sortie; et
    un convertisseur analogique/numérique (CAN) possédant une entrée reliée à la sortie du filtre de conditionnement et une sortie reliée à une entrée des moyens de traitement numérique.
  12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le module de restitution (R) comprend:
    un convertisseur numérique/analogique (CNA) possédant une entrée reliée à la sortie des moyens de traitement numérique et une sortie; et
    un filtre de lissage (FLR) possédant une entrée reliée à la sortie du convertisseur numérique/analogique et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110).
  13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de filtrage par anticipation (130) sont à réponse impulsionnelle finie et en ce que l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens.
  14. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de traitement numérique sont du type processeur de signal numérique.
  15. Dispositif selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de premiers moyens capteurs (8-1,8-2,8-3,...), et de moyens actionneurs (10-1,10-2,...) et en ce que le dispositif est articulé autour d'une structure à multiprocesseurs maítre/esclaves, chaque processeur esclave (DSPE-1) étant chargé de piloter un seul moyen actionneur (10-1).
  16. Procédé d'atténuation vibratoire active, notamment acoustique, du type comprenant les étapes suivantes:
    a) prévoir une ossature susceptible d'être sujette à des vibrations à atténuer,
    b) prévoir des premiers moyens capteurs de vibrations (8), disposés sur l'ossature selon une première relation géométrique prédéterminée par rapport à ladite ossature,
    c) prévoir des moyens actionneurs de vibrations (10), disposés sur l'ossature à proximité des premiers moyens capteurs,
    d) prévoir des moyens de filtrage comprenant au moins une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16),
    e) agencer les moyens de filtrage pour engendrer une atténuation active des vibrations sur l'ossature,
    f) prévoir des seconds moyens capteurs de vibrations (100), distants, disposés sur l'ossature selon une seconde relation géométrique prédéterminée,
    g) prévoir des moyens sommateurs (110) possédant une première entrée (112), une seconde entrée (114), et une sortie reliée aux moyens d'actionneurs (10),
    caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes:
    h) prévoir des moyens de filtrage par rétroaction (12) de type non adaptatif, possédant une entrée reliée aux premiers moyens capteurs (8) et une sortie (16) reliée à la première entrée (112) des moyens sommateurs, et agencer lesdits moyens de filtrage par rétroaction pour engendrer une atténuation active de type non adaptatif des vibrations sur l'ossature, sans engendrer d'instabilité dans une première bande de fréquences;
    i) mesurer au préalable, et en présence des moyens de filtrage par rétroaction, la fonction de transfert entre les moyens actionneurs (10) et les premiers moyens capteurs (8);
    j) prévoir des moyens de filtrage par anticipation (130) de type non adaptatif comprenant une première entrée (132) reliée aux seconds moyens capteurs (100), une seconde entrée (134) reliée aux premiers moyens capteurs (8), et une sortie reliée à la seconde entrée (114) des moyens sommateurs (110);
    k) adapter les coefficients de filtrage (140) des moyens de filtrage par anticipation (130) en temps réel selon un algorithme choisi pour minimiser l'énergie des vibrations captées par les premiers moyens capteurs (8) en fonction de l'énergie des vibrations captées par les seconds moyens capteurs (100), et la fonction de transfert préalablement mesurée;
    ce qui permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une seconde bande de fréquences plus large que la première bande de fréquence, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse des moyens de filtrage par anticipation.
  17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
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