JP2005338759A - Method and device for controlling noise in duct - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable implementing active control of noise in a duct of high robustness. <P>SOLUTION: At a middle position of the duct 1 transmitting noise generated from a noise generation source 2, a noise control loudspeaker 3 is arranged and a sound pressure detecting microphone 4 is prepared near the position. A controller 5 is arranged for giving a necessary driving instruction to the noise control loudspeaker 3 according to the sound pressure of the acoustic field in the duct 1 detected by the sound pressure detecting microphone 4. Regarding the noise control loudspeaker 3 as a mechanical dynamic vibration reducer, the controller 5 calculates driving force to make an equation of motion in driving this by necessary force equivalent to an equation of motion in simultaneously tuning with an optional frequency, to drive the noise control loudspeaker 3 by this driving force. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、騒音発生源よりダクト内を伝送されて放出される騒音を低減するために用い
るダクト内騒音制御方法及び装置に関するものである。
The present invention relates to a duct noise control method and apparatus used for reducing noise transmitted through a duct from a noise source and released.

工場施設等では、使用する各種機器が騒音を発生する騒音発生源となり、該騒音発生源
より発せられる騒音が、所要の空気流通路(ダクト)内を伝送されて放出されることがあ
る。たとえば、過給器や送風機(ブロワ)等では、ファンの回転騒音等の騒音が、吸気ダ
クトや排気ダクトに直接入り、これらのダクト内を伝送された後、放出されることがある
In a factory facility or the like, various devices used become noise generation sources that generate noise, and noise generated from the noise generation source may be transmitted through a required air flow passage (duct) and emitted. For example, in a supercharger, a blower (blower), and the like, noise such as fan rotation noise may directly enter an intake duct or an exhaust duct and be transmitted after being transmitted through these ducts.

この種のダクト内を伝送されて放出される騒音を低減するための対策の1つとしては、
ダクトの途中位置にヘルムホルツ共鳴器を設けることが広く一般に知られている。
One of the measures to reduce the noise transmitted through this type of duct is as follows:
It is widely known to provide a Helmholtz resonator in the middle of a duct.

しかし、ヘルムホルツ共鳴器は、その形状、寸法等によって決定される一定の周波数に
おいて共鳴するものである。そのため、特定の周波数近辺の狭い周波数帯域でしか騒音低
減効果を期待できない。そのために、より広範な周波数帯域で騒音を低減できるようにす
ることが望まれている。
However, the Helmholtz resonator resonates at a certain frequency determined by its shape, size and the like. Therefore, a noise reduction effect can be expected only in a narrow frequency band near a specific frequency. Therefore, it is desired to be able to reduce noise in a wider frequency band.

ところで、構造物に発生する振動を制御する技術分野においては、制振対象となる構造
物の上部に動吸振器を設置して、該動吸振器の質量(駆動マス)を、上記主構造の揺れに
対して所要位相ずらして振動させることにより、上記主構造の振動を制限させることが考
えられてきているが、上記のような動吸振器を用いて構造物の制振を行う場合、通常、主
構造と動吸振器の同調周波数は、上記駆動マスの固定した固有振動数の近くの帯域のみと
なり、この帯域でしか制振効果が得られない。このことに鑑みて、かかる動吸振器に広帯
域に亘る制振効果を発揮させる、すなわち、制御対象となる主構造のモデル化誤差、固有
振動数等のパラメータの変動が多少あっても制御効果が劣化しないようロバスト性を改善
できるようにするための制御理論として、たとえば、動吸振器における駆動マス主構造の
振動制御のロバスト性(性質)を改善すべくH無限大制御理論を用いた方法を採ることが
提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。
By the way, in the technical field of controlling the vibration generated in the structure, a dynamic vibration absorber is installed on the upper part of the structure to be damped, and the mass (drive mass) of the dynamic vibration absorber is changed to that of the main structure. It has been considered to limit the vibration of the main structure by shifting the required phase with respect to the vibration, but when damping a structure using a dynamic vibration absorber as described above, The tuning frequency of the main structure and the dynamic vibration absorber is only a band near the fixed natural frequency of the driving mass, and the vibration damping effect can be obtained only in this band. In view of this, such a dynamic vibration absorber exhibits a vibration suppression effect over a wide band, i.e., even if there is some variation in parameters such as modeling error of the main structure to be controlled, natural frequency, etc. As a control theory for improving the robustness so as not to deteriorate, for example, a method using the H-infinity control theory to improve the robustness (property) of the vibration control of the main structure of the driving mass in the dynamic vibration absorber. It has been proposed to adopt (see, for example, Non-Patent Document 1).

更に、本発明者は、主構造に設置した動吸振器の駆動マスを振動させることにより該主
構造の振動を抑制するようにする振動制御方法において、上記動吸振器の運動方程式で同
調周波数(固有振動数)が固定値でなく、任意周波数となるようにするための動吸振器の
駆動力を算出し、更に、上記動吸振器の駆動マス取付位置における主構造の速度に比例し
た力を加算してなる駆動力で動吸振器を駆動して振動を制御する振動制御方法を従来提案
している(たとえば、特許文献1参照)。
Further, the inventor of the present invention is a vibration control method for suppressing the vibration of the main structure by vibrating the driving mass of the dynamic vibration absorber installed in the main structure. Calculate the driving force of the dynamic vibration absorber so that the natural frequency is not a fixed value but an arbitrary frequency, and further, calculate a force proportional to the speed of the main structure at the driving mass mounting position of the dynamic vibration absorber. A vibration control method for controlling a vibration by driving a dynamic vibration absorber with a driving force obtained by addition has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2003−206979号公報JP 2003-206979 A 小池・野波・西村・佐塚・谷田・鈴木,「2台のハイブリッド式制振装置による柔軟構造物のH∞/μ曲げ・ねじり制御」、日本機械学会,No.95−28,第4回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集、1995年,p.209−212Koike, Nonami, Nishimura, Satsuka, Tanida, Suzuki, “H∞ / μ bending and torsion control of flexible structures using two hybrid vibration control devices”, Japan Society of Mechanical Engineers, No. 95-28, Proceedings of the 4th Symposium on “Control of Motion and Vibration”, 1995, p. 209-212

ところが、広範な周波数帯域で騒音を低減できるようにするために、騒音発生源よりダ
クト内を伝送される騒音を空気の振動としてとらえて、上記非特許文献1に記載されてい
るような振動制御方法を、騒音の制御に適用することを考えた場合、非特許文献1に記載
されている振動制御方法は、制御則を制御対象に依存して決定しているため、制御対象の
モデル化誤差や変動の許容範囲があまり大きくなく、ロバスト性はそれほど高いものとす
ることはできない。
However, in order to be able to reduce noise in a wide frequency band, the vibration control as described in Non-Patent Document 1 described above is performed by treating the noise transmitted through the duct from the noise generation source as air vibration. Considering that the method is applied to noise control, the vibration control method described in Non-Patent Document 1 determines the control law depending on the control object, and therefore, modeling error of the control object. The tolerance of fluctuations is not so large and the robustness cannot be so high.

すなわち、非特許文献1に記載された振動制御方法で用いている制御則では、制御対象
の変動とともに制御効果が弱まり、固有振動数が20〜30%変わる程度の変動で不安定
になってしまう。
That is, in the control law used in the vibration control method described in Non-Patent Document 1, the control effect is weakened along with the variation of the controlled object, and becomes unstable with the variation that the natural frequency changes by 20 to 30%. .

そのために、実際上不可避の制御対象のモデル化誤差や変動により、制御効果の悪化や
不安定発振が生じてしまうといった問題が生じる虞が懸念される。
For this reason, there is a concern that problems such as deterioration of the control effect and unstable oscillation may occur due to modeling errors and fluctuations of the control target that are inevitable in practice.

したがって、このような問題の起こらない制御(ロバスト制御)の確立が重要課題とな
る。
Therefore, establishment of control (robust control) that does not cause such a problem is an important issue.

なお、特許文献1に記載されている振動制御方法は、動吸振器の駆動マスに作用させる
力の一成分となる駆動力を、該動吸振器が任意の周波数に同調することができるように設
定して、制振対象となる主構造の広帯域の振動に対して吸振作用を発揮することができる
ようにしたものであると共に、上記主構造の固有振動数が変化した場合にも、良好なロバ
スト制御を行なうことができるものとなっている。しかし、これは構造物の振動制御方法
であって、そのまま騒音の制御に適用できるものではない。
In addition, the vibration control method described in Patent Document 1 enables the dynamic vibration absorber to tune the driving force, which is one component of the force acting on the driving mass of the dynamic vibration absorber, to an arbitrary frequency. It is set so that it can exert a vibration absorbing effect on the vibration of the main structure that is the object of vibration suppression, and it is good even when the natural frequency of the main structure changes. Robust control can be performed. However, this is a vibration control method for a structure, and is not directly applicable to noise control.

そこで、本発明者は、上記特許文献1にて提案しているロバスト性の高い振動制御方法
を、騒音発生源よりダクト内を伝送される騒音をアクティブに騒音制御する手法に拡張、
発展させることを考え、本発明をなした。
Therefore, the present inventor has extended the highly robust vibration control method proposed in Patent Document 1 to a method for actively controlling the noise transmitted through the duct from the noise source,
The present invention was made in consideration of development.

したがって、本発明の目的とするところは、ロバスト性を高めることができ、更には、
ダクト内騒音のアクティブな制御を行う際に、センサとアクチュエータのコロケイション
に伴う問題が発生する虞を抑制することが可能なダクト内騒音制御方法及び装置を提供し
ようとするものである。
Therefore, the object of the present invention is to improve the robustness,
It is an object of the present invention to provide a duct noise control method and apparatus capable of suppressing the possibility of problems associated with the collocation of sensors and actuators during active control of duct noise.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に係る発明に対応して、騒音発生源か
らの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に設けてある騒音制御用スピーカを駆動する
運動方程式が任意の周波数に同時同調するときの運動方程式と等価になるよう求めた駆動
力で上記騒音制御用スピーカを駆動し騒音を制御するダクト内騒音制御方法とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention corresponds to the invention according to claim 1, and is a motion for driving a noise control speaker provided at a required portion of a duct serving as a transmission path of noise from a noise source. The noise control method in the duct controls the noise by driving the noise control speaker with the driving force obtained so that the equation is equivalent to the equation of motion when simultaneously tuning to an arbitrary frequency.

又、請求項2に係る発明に対応して、騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの
所要個所に騒音制御用スピーカを設けると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、ス
ピーカ設置位置における騒音の音圧を検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記
音圧検出マイクからの信号を処理して上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコント
ローラを備えてなり、該コントローラを、上記騒音制御用スピーカを所要の力で駆動する
ときの運動方程式が任意の周波数に同時同調するときの運動方程式と等価になるよう求め
た駆動力を上記騒音制御用スピーカへ駆動指令として与える機能を有するものとした構成
を有するダクト内騒音制御装置とする。
Corresponding to the second aspect of the present invention, a noise control speaker is provided at a required portion of a duct serving as a transmission path of noise from a noise source, and a speaker installation position is provided in the vicinity of the noise control speaker. A sound pressure detecting microphone for detecting the sound pressure of the noise in the sound source, and a controller for processing a signal from the sound pressure detecting microphone and giving a drive command to the noise control speaker. A function for giving a driving force to the noise control speaker as a drive command so that the equation of motion when driving the noise control speaker with a required force is equivalent to the equation of motion when simultaneously tuning to an arbitrary frequency. It is set as the noise control apparatus in a duct which has the structure made into having.

更に、上記請求項2に係る発明における音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を
取り付けるようにした構成、より具体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト
内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とする。
Further, in the invention according to the second aspect, the sound absorbing material is attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the sound pressure detecting microphone, and more specifically, the sound absorber is attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the place where the sound pressure detecting microphone is installed. A sound pressure detecting microphone is provided on the surface of the sound absorbing material.

又、上記請求項2に係る発明における音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を
、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイ
クを設けるようにした構成とする。
Further, the duct wall surface in the vicinity of the sound pressure detection microphone installation location in the invention according to claim 2 has a sound absorbing property, and the sound pressure is detected on the inner surface of the duct wall having the sound absorbing property. A microphone is provided.

本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に設けてある騒音制御用
スピーカを駆動する運動方程式が任意の周波数に同時同調するときの運動方程式と等価に
なるよう求めた駆動力で上記騒音制御用スピーカを駆動し騒音を制御するダクト内騒音制
御方法、及び、騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に騒音制御用ス
ピーカを設けると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、スピーカ設置位置における
騒音の音圧を検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記音圧検出マイクからの信
号を処理して上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコントローラを備えてなり、該
コントローラを、上記騒音制御用スピーカを所要の力で駆動するときの運動方程式が任意
の周波数に同時同調するときの運動方程式と等価になるよう求めた駆動力を上記騒音制御
用スピーカへ駆動指令として与える機能を有するものとした構成を有するダクト内騒音制
御装置としてあるので、音圧検出マイクよりコントローラへ入力されるダクト内騒音の音
圧に応じて、該コントローラより騒音制御用スピーカへ駆動指令を与え、該騒音制御用ス
ピーカをダクト内の騒音に対し同調するよう駆動して、上記ダクト内音場の騒音を低減さ
せることができる。この際、騒音制御用スピーカが任意の周波数に同時同調した形となる
ようにして該騒音制御用スピーカの駆動力を算出してあるため、ダクト内の広帯域の騒音
に対して制御作用を発揮させることができる。したがって、上記騒音発生源よりダクト内
を伝送された後、放出される騒音を低減させることが可能になる。
(2)更に、ゲインが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧微分フィー
ドバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
(3)更に又、上記騒音制御用スピーカの駆動力の算出に際して、制御対象となるダクト
内音圧に関するモード方程式を用いることなく、騒音制御用スピーカが任意周波数に同調
するような制御入力を加えるのみであることから、ダクトのモデル化誤差や変動が生じた
としても、ダクト内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト性の高い多数モー
ドの騒音制御を行うことができる。
(4)音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を取り付けるようにした構成、より具
体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト内壁面に取り付けた吸音材の表面に
、音圧検出マイクを設けるようにした構成とすることにより、騒音制御用スピーカから発
した音波が対面するダクト壁面との間で往復伝播を繰り返すことによって高周波音が発生
して、ダクトの高次音響モードが励起され易くなるという虞を緩和できる。又、音圧検出
マイクの近傍となるダクト内壁面部にて吸音材による吸音を行わせることで、ハウリング
が起こることを軽減できる。すなわち、吸音材による吸音によってマイク周辺の検出音圧
を引き下げることができることから、音圧検出マイクが騒音制御用スピーカの近傍位置に
設けてあることに起因して、騒音制御用スピーカの放射音場の方がダクト内全域音場を反
映した音響モードよりも上記音圧検出マイクの検出信号に大きく寄与し、この検出信号に
したがって上記騒音制御用スピーカの作動が行なわれるという閉ループが繰り返されるこ
とによるハウリングを生じ難くできる。よって、アクチュエータとなる騒音制御用スピー
カと、センサとなる音圧検出マイクのコロケイションに伴う上記のようなダクトの高次音
響モードの励起や、ハウリングの問題が発生する虞を抑制することが可能になる。更に、
ダクトにおける音圧検出マイクの設置個所に合わせて、ダクト内壁面に対する吸音材の取
付位置を自在に設定することができる。
(5)音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を、吸音性を有してなるものとし、
該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とする
ことにより、上記(4)と同様に、アクチュエータとなる騒音制御用スピーカと、センサ
となる音圧検出マイクのコロケイションに伴うダクトの高次音響モードが励起され易いと
いう問題や、ハウリングが起こる虞を抑制することができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) The equation of motion for driving the noise control speaker provided at the required location of the duct, which is the transmission path of noise from the noise source, was determined to be equivalent to the equation of motion when simultaneously tuning to an arbitrary frequency. A noise control method for controlling noise by driving the noise control speaker with a driving force, and a noise control speaker provided at a required portion of the duct serving as a transmission path of noise from the noise generation source. A sound pressure detection microphone for detecting the sound pressure of the noise at the speaker installation position is provided in the vicinity of the speaker for sound, and further, a signal from the sound pressure detection microphone is processed to give a drive command to the noise control speaker. A controller for supplying the controller, and when the equation of motion for driving the speaker for noise control with a required force is simultaneously tuned to an arbitrary frequency Since it is a noise control device in a duct having a function of giving a driving force calculated to be equivalent to the equation of motion to the noise control speaker as a drive command, it is input to the controller from the sound pressure detection microphone. The controller gives a drive command to the noise control speaker according to the sound pressure of the noise in the duct, and drives the noise control speaker to tune to the noise in the duct to reduce the noise in the sound field in the duct. Can be reduced. At this time, since the driving force of the noise control speaker is calculated so that the noise control speaker is simultaneously tuned to an arbitrary frequency, the control action is exerted on the broadband noise in the duct. be able to. Therefore, it is possible to reduce noise emitted after being transmitted through the duct from the noise generation source.
(2) Furthermore, it is possible to control the noise in the duct using the sound pressure differential feedback as an attenuation element without causing the possibility of the control becoming unstable even if the gain is increased.
(3) Further, when calculating the driving force of the noise control speaker, a control input is added so that the noise control speaker can be tuned to an arbitrary frequency without using a mode equation relating to the sound pressure in the duct to be controlled. Therefore, even if a modeling error or fluctuation of the duct occurs, it is possible to perform noise control in a large number of modes with high robustness over a wide band with respect to noise transmitted through the duct.
(4) A structure in which a sound absorbing material is attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the sound pressure detecting microphone, more specifically, a sound is applied to the surface of the sound absorbing material attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the sound pressure detecting microphone installation location. By adopting a configuration in which a pressure detection microphone is provided, high-frequency sound is generated by repeating reciprocal propagation between the sound wave emitted from the noise control speaker and the duct wall faced, and the higher-order acoustic mode of the duct Can be less likely to be excited. In addition, howling can be reduced by causing the sound absorbing material to absorb sound at the inner wall surface of the duct near the sound pressure detecting microphone. That is, since the sound pressure detected around the microphone can be lowered by sound absorption by the sound absorbing material, the sound pressure detection microphone is provided in the vicinity of the noise control speaker. This contributes more to the detection signal of the sound pressure detection microphone than the acoustic mode reflecting the entire sound field in the duct, and the closed loop in which the operation of the noise control speaker is performed according to this detection signal is repeated. Howling can be made difficult to occur. Therefore, it is possible to suppress the possibility of problems such as excitation of higher-order acoustic modes of the ducts and howling problems associated with the collocation of the noise control speaker as the actuator and the sound pressure detection microphone as the sensor. become. Furthermore,
The mounting position of the sound absorbing material with respect to the inner wall surface of the duct can be freely set according to the installation location of the sound pressure detection microphone in the duct.
(5) The duct wall surface near the sound pressure detection microphone installation location shall have sound absorption,
By adopting a configuration in which a sound pressure detection microphone is provided on the inner surface of the duct wall having the sound absorbing property, a noise control speaker that serves as an actuator and a sound that serves as a sensor, as in (4) above. It is possible to suppress the problem that the higher-order acoustic mode of the duct associated with the collocation of the pressure detection microphone is easily excited and the possibility of howling.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(イ)(ロ)は本発明のダクト内騒音制御方法の実施に用いるダクト内騒音制御装
置の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。
1 (a) and 1 (b) show an embodiment of a noise control apparatus in a duct used for carrying out a noise control method in a duct according to the present invention, and has the following configuration.

すなわち、図1(イ)に示す如く、一端側に各種機器のような騒音発生源2が接続され
ていて該騒音発生源2にて発せられる騒音が伝送されるダクト1の途中位置に、騒音制御
用スピーカ3を設置する。該騒音制御用スピーカ3の近傍位置には、上記ダクト1内を伝
送される騒音の音圧を上記騒音制御用スピーカ3の設置位置において検出するための音圧
検出マイク4を設ける。更に、該音圧検出マイク4にて検出されるダクト1内の騒音の音
圧の検出信号を入力して、後述する制御則にしたがって上記騒音制御用スピーカ3へ駆動
指令を与えるコントローラ5を備える。
That is, as shown in FIG. 1 (a), a noise generation source 2 such as various devices is connected to one end side, and the noise generated at the noise generation source 2 is transmitted to the middle position of the duct 1 at a middle position. A control speaker 3 is installed. A sound pressure detection microphone 4 for detecting the sound pressure of the noise transmitted through the duct 1 at the installation position of the noise control speaker 3 is provided in the vicinity of the noise control speaker 3. Furthermore, a controller 5 is provided which inputs a detection signal of the sound pressure of noise in the duct 1 detected by the sound pressure detection microphone 4 and gives a drive command to the noise control speaker 3 in accordance with a control law described later. .

上記コントローラ5の制御則は、図1(ロ)に示す如く、先ず、上記ダクト1に設置し
てある騒音制御用スピーカ3を機械動吸振器とみて、上記騒音制御用スピーカ3を所要の
力で駆動するときの運動方程式を導く(ステップ1:S1)と共に、該騒音制御用スピー
カ3が、任意の周波数に同時同調するときの運動方程式を導いて(ステップ2:S2)、
両者が等価になるようにするための駆動力を算出する(ステップ3:S3)。次に、音圧
検出マイク4にて検出される検出音圧より上記ステップ3にて算出された駆動力までのコ
ントローラ伝達関数を算出する(ステップ4:S4)。次いで、算出されたコントローラ
伝達関数に基づき、音圧検出マイク4にて検出されるダクト1内音圧に応じた駆動力を、
騒音制御用スピーカ3へ駆動指令として付与させるようにする(ステップ5:S5)よう
にしてある。
As shown in FIG. 1B, the control law of the controller 5 is as follows. First, the noise control speaker 3 installed in the duct 1 is regarded as a mechanical vibration absorber, and the noise control speaker 3 is set to a required force. In addition to deriving an equation of motion when driven by (step 1: S1), an equation of motion when the noise control speaker 3 simultaneously tunes to an arbitrary frequency is derived (step 2: S2),
A driving force for equalizing the two is calculated (step 3: S3). Next, a controller transfer function from the detected sound pressure detected by the sound pressure detecting microphone 4 to the driving force calculated in step 3 is calculated (step 4: S4). Next, based on the calculated controller transfer function, the driving force according to the sound pressure in the duct 1 detected by the sound pressure detection microphone 4 is
The noise control speaker 3 is given a drive command (step 5: S5).

以下詳述する。   This will be described in detail below.

先ず、本発明のダクト内騒音制御装置のモデルとして、図2に示す如く、図1(イ)と
同様の構成において、ダクト1の一端部に設ける騒音発生源2を、加振用スピーカ(騒音
発生源と同じ符号2で示してある)とする場合について考える。
First, as a model of the noise control apparatus in a duct according to the present invention, as shown in FIG. 2, a noise generating source 2 provided at one end of the duct 1 in the same configuration as FIG. Let us consider a case where it is indicated by the same reference numeral 2 as the generation source).

ところで、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置で用いる制御則は、後述するように
、制御対象と独立で、ダクト内音圧(制御対象)に関するモード方程式を、制御則を導く
過程で使わない点に特徴、利点があるものであるが、上記ダクト内音圧に関するモード方
程式は、本発明のダクト内騒音制御方法の説明や後述する実施例における数値実験に必要
となるため、ここで導出を述べておく。
By the way, as will be described later, the control law used in the duct noise control method and apparatus according to the present invention is independent of the control target and does not use the mode equation relating to the sound pressure in the duct (control target) in the process of deriving the control law. The mode equation relating to the sound pressure in the duct is necessary for the explanation of the noise control method in the duct of the present invention and the numerical experiment in the embodiments described later. Let me state.

図2に示すように加振用スピーカ2と騒音制御用スピーカ3が設置されたダクト1内の
音圧を支配する波動方程式は、以下のように表される。

Figure 2005338759
ここで、x:ダクト1における騒音入射位置(図では加振用スピーカ2に接続してあるダ
クト1の左端部)を原点とするダクト1の長手方向の座標軸上の位置、p:ダクト内音圧
、c:音速、u:加振用スピーカ振動板の変位、u:騒音制御用スピーカ振動板の変位
、ρ:媒質密度、S:ダクト1の断面積、S:騒音制御用スピーカ3の振動板の面積
、S:加振用スピーカ2の振動板の面積、L:騒音制御用スピーカ3の位置(x座標
)、をそれぞれ示す。なお、本明細書の各数式内にて上に・を付したパラメータは、該パ
ラメータの時間微分:d/dtを表し、又、上に‥を付したパラメータは、該パラメータ
の2回時間微分:d/dtを表すものとする。 As shown in FIG. 2, the wave equation governing the sound pressure in the duct 1 in which the vibration speaker 2 and the noise control speaker 3 are installed is expressed as follows.
Figure 2005338759
Here, x: position on the coordinate axis in the longitudinal direction of the duct 1 with the origin at the noise incident position in the duct 1 (the left end of the duct 1 connected to the vibration speaker 2 in the figure), p: sound in the duct Pressure, c: velocity of sound, u 0 : displacement of speaker diaphragm for excitation, u: displacement of speaker diaphragm for noise control, ρ 0 : medium density, S: cross-sectional area of duct 1, S a : speaker for noise control 3 shows the area of the diaphragm 3, S e : the area of the diaphragm of the vibration speaker 2, and L s : the position (x coordinate) of the noise control speaker 3. In addition, in each mathematical expression of the present specification, a parameter with an upper symbol represents a time derivative of the parameter: d / dt, and a parameter with an upper symbol represents a time derivative of the parameter twice. : D 2 / dt 2

上記式(1)の右辺はわき出し流量の時間微分を表すものである。式(1)をモード方
程式に変換するため、モード座標をqとおいて、式(1)の解をモード関数の重ね合わ
せとして表すと、

Figure 2005338759
となる。ここで、X(x)は次式によって与えられるダクト内音圧pのn次モードの固
有振動モード関数である(なお、次式におけるLはダクト1の全長を表す)。
Figure 2005338759
The right side of the above formula (1) represents the time differentiation of the discharge flow rate. To convert the equation (1) to the mode equations, the modal coordinate at the q n, to represent the solution of equation (1) as a superposition of modes function,
Figure 2005338759
It becomes. Here, X n (x) is a natural vibration mode function of the n-order mode of the sound pressure p in the duct given by the following equation (L in the following equation represents the total length of the duct 1).
Figure 2005338759

式(2)を式(1)に代入し、両辺にX(x)をかけて0<x<Lで積分してモード
座標に関する微分方程式を導き、ダクト内音圧pのn次モードの減衰比ζを導入すると
、所要のモード方程式が以下のように導かれる。

Figure 2005338759
ここで、ε
Figure 2005338759
で表される積分値である。又、ωはダクト内音圧pのn次モードの固有振動数を示す。 Substituting equation (2) into equation (1), multiplying X n (x) on both sides and integrating with 0 <x <L, a differential equation related to the mode coordinate is derived, and the n-order mode of the sound pressure p in the duct is calculated. When the damping ratio ζ n is introduced, the required mode equation is derived as follows.
Figure 2005338759
Where ε n is
Figure 2005338759
It is an integral value represented by. Further, ω n represents the natural frequency of the n-th mode of the sound pressure p in the duct.

次に、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置における制御則について説明する。   Next, the control law in the duct noise control method and apparatus of the present invention will be described.

今ここで、騒音制御用スピーカ3を検出音圧の時間微分に比例する力で駆動する場合、
すなわち、音圧微分フィードバック制御を行う場合を考えてみる。
Now, when driving the noise control speaker 3 with a force proportional to the time derivative of the detected sound pressure,
That is, consider the case where sound pressure differential feedback control is performed.

図2に示す如く、騒音制御用スピーカ3を、スピーカマス(質量)、ばね定数、減衰定
数をそれぞれm、k、cとする機械動吸振器とみて、上記スピーカマスmの変位
をuとし、駆動力をfとすると、騒音制御用スピーカ3の運動方程式は、次式によって与
えられる。

Figure 2005338759
ここで、騒音制御用スピーカ3の減衰比ζと固有振動数ωはそれぞれ次式によって表
される。
Figure 2005338759
上記式(6)の右辺はダクト内音圧(制御対象)が騒音制御用スピーカを押す力を表す
ものである。そこで、この右辺に更にダクト内音圧の時間微分に比例する力を駆動力とし

Figure 2005338759
のように加え、この駆動力の反作用によって生じるダクト1への媒質流量(式(1)右辺
第2項)が、制御対象となるダクト内音圧に対して減衰効果をもたらすことを期待してみ
る。この期待の妥当性を調べるため、上記駆動力を表す式(8)の下での式(6)
Figure 2005338759
を、ダクト内音圧に関するモード方程式(4)(n=1)と連成させた系の特性方程式を
導くと、以下のようになる。
Figure 2005338759
ここで、
Figure 2005338759
である。 As shown in FIG. 2, the noise control speaker 3, the speaker mass (mass), the spring constant, the attenuation constant, respectively m a, k a, sees mechanical dynamic vibration absorber according to c a, displacement of the speaker mass m a If u is u and the driving force is f, the equation of motion of the noise control speaker 3 is given by the following equation.
Figure 2005338759
Here, the damping ratio ζ a and the natural frequency ω a of the noise control speaker 3 are respectively expressed by the following equations.
Figure 2005338759
The right side of the above formula (6) represents the force with which the sound pressure in the duct (control target) pushes the noise control speaker. Therefore, on this right side, the force proportional to the time derivative of the sound pressure in the duct is used as the driving force.
Figure 2005338759
In addition to the above, the medium flow rate to the duct 1 (second term on the right side of the equation (1)) generated by the reaction of the driving force is expected to have a damping effect on the sound pressure in the duct to be controlled. View. In order to examine the validity of this expectation, equation (6) below equation (8) representing the driving force is used.
Figure 2005338759
When the characteristic equation of the system coupled with the mode equation (4) (n = 1) relating to the sound pressure in the duct is derived as follows.
Figure 2005338759
here,
Figure 2005338759
It is.

上記特性方程式のすべての係数が正であるから、フルビッツ行列式に基づく安定条件は
次式によって与えられる。

Figure 2005338759
Since all the coefficients of the above characteristic equation are positive, the stability condition based on the Hurwitz determinant is given by
Figure 2005338759

上記において、ゲインGが0のときは駆動力のない無制御系なので明らかに安定であり
、不等式(12a,12b)はともに満たされる。一方、ゲインGが0から増えてゆくと
、式(11)から分かるようにゲインGはaのみに1次項として含まれ、aの式にお
けるGの係数は正値であるから、第1の安定条件の式(12a)は満たされるが、第2の
安定条件の式(12b)は満たされなくなる。したがって、上に述べた式(8)を安定減
衰コントローラとする期待は満たされないことになる。図3に示す実線6は、上述した音
圧微分フィードバック制御における不安定性を示すもので、各パラメータを図中に示すよ
うに設定した条件の下において、単位振幅加振加速度sin(2π×86t)に対する音
圧p(0.8L,t)の応答が不安定発振する例を示すものである。比較として、小振幅
の破線7は無制御の場合を示してある。上記不安定性の理由は、aが正になること、す
なわち、騒音制御用スピーカ3が固定した周波数ωにのみ同調することに起因して生じ
るものである。
In the above, when the gain G is 0, it is clearly stable because it is an uncontrolled system with no driving force, and both inequalities (12a, 12b) are satisfied. On the other hand, the gain G Yuku increasing from 0, the gain G as can be seen from equation (11) is included as the first-order terms only a 1, because the coefficient of G in the formula in a 1 is a positive value, the first The stability condition formula (12a) is satisfied, but the second stability condition formula (12b) is not satisfied. Therefore, the expectation that the above-described equation (8) is a stable damping controller is not satisfied. A solid line 6 shown in FIG. 3 indicates instability in the above-described sound pressure differential feedback control, and unit amplitude excitation acceleration sin (2π × 86 t) under the conditions in which each parameter is set as shown in the figure. This shows an example in which the response of sound pressure p (0.8 L, t) to oscillates unstablely. As a comparison, the broken line 7 with a small amplitude shows the case of no control. The instability reasons, that a 4 is positive, i.e., which arises due to tune only to the frequency omega a of the noise control speaker 3 is fixed.

そこで、本発明のダクト内騒音制御方法では、上記のような問題を解決して音圧微分フ
ィードバック制御の安定化を図ることを考え、騒音制御用スピーカ3の方程式が任意周波
数に同時同調した形となるようにアクティブ制御する方法を導入するようにする。
Therefore, in the noise control method in the duct according to the present invention, the above-mentioned problem is solved and the sound pressure differential feedback control is stabilized, and the equation of the noise control speaker 3 is simultaneously tuned to an arbitrary frequency. A method of active control is introduced so that

すなわち、時間変動がexp(iωt)の形に与えられる任意周波数の加振に対して上
記と同様にして求めた式(6)(図1(ロ)の制御則のステップ1)が、式(9)とは対
照的に任意周波数gωに同時同調した形(gは後で導く安定条件を満たす定数、ζ及び
ωtはそれぞれ所要の定数である。)となるようにするためのコントローラ(ターゲット
コントローラ)の式を

Figure 2005338759
とおき(図1(ロ)の制御則のステップ2)、これと一致するように駆動力を以下のよう
に決定する(図1(ロ)の制御則のステップ3)。
Figure 2005338759
That is, the equation (6) (step 1 of the control law in FIG. 1 (b)) obtained in the same manner as described above for the excitation of an arbitrary frequency in which the time variation is given in the form of exp (iωt) In contrast to 9), a form simultaneously tuned to an arbitrary frequency gω (g is a constant satisfying a stability condition to be derived later, ζ t and
Each ωt is a required constant. ) The expression of the controller (target controller) to be
Figure 2005338759
(Step 2 of the control law in FIG. 1 (b)), and the driving force is determined as follows (Step 3 of the control law in FIG. 1 (b)) to coincide with this.
Figure 2005338759

上記ターゲットコントローラの式(13)を実現可能とするため、ダクト内音圧に関す
るモード方程式(4)(n=1)と、式(13)で

Figure 2005338759
なる置き換えをすることにより得られる方程式
Figure 2005338759
を次式のようにラプラス変換表示し(各パラメータのラプラス変換表示は対応する大文字
により表す)、
Figure 2005338759
この係数行列式detAを0とおいた以下の特性方程式(18)が安定根を持つように
gの範囲を定める。
Figure 2005338759
ここで、
Figure 2005338759
である。 In order to realize Equation (13) of the target controller, the mode equation (4) (n = 1) regarding the sound pressure in the duct and Equation (13)
Figure 2005338759
The equation obtained by replacing
Figure 2005338759
Is displayed as Laplace conversion as in the following equation (Laplace conversion display of each parameter is indicated by the corresponding capital letter)
Figure 2005338759
The range of g is determined so that the following characteristic equation (18) having the coefficient determinant detA 1 as 0 has a stable root.
Figure 2005338759
here,
Figure 2005338759
It is.

上記式(19)によるフルビッツ行列式に基づく安定条件の式(12a)は、負号のつ
いたaが、a第1項とa第2項の積を相殺するので、Gが大きくなっても満た
され、安定条件の式(12b)は、式(11)と異なりa=0となるため、満たされる
The stability condition expression (12a) based on the Hurwitz determinant according to the above expression (19) indicates that a 0 a 3 with a negative sign cancels the product of the a 1 first term and the a 2 second term. The equation (12b) of the stability condition is satisfied because a 4 = 0 as opposed to the equation (11).

したがって、gを式(19)のaが正となるように、

Figure 2005338759
の範囲にとっておけば、Gを大きくしても安定になる。又、0の特性根があって特性多項
式detAがsを因子にもつが、周波数0の極限(s→0)で解は有限であり不安定に
ならないことが、式(17)の解
Figure 2005338759
、及び、後述する実施例の時刻歴応答シミュレートによっても検証される。 Therefore, g is set so that a 0 in the equation (19) is positive.
Figure 2005338759
If it is within this range, it will be stable even if G is increased. The characteristic polynomial detA 1 has a characteristic root of 0 and s as a factor, but the solution of the equation (17) is that the solution is finite and does not become unstable at the limit of frequency 0 (s → 0).
Figure 2005338759
And it is also verified by a time history response simulation of an embodiment described later.

安定限界を高次モードも考慮するようにした場合は、gを式(20)のように解析的に
求めることは困難であるが、gを1より少しずつ小さくしてシミュレートして安定制御で
きるgを見出すようにすれば、容易にgの許容値を見出すことができる。このように、式
(14)で示される駆動力により式(13)をコントローラとして実現しようとする本制
御法は、音圧の微分フィードバック制御の式(8)の安定化に重要な役割を果たす。
If the higher limit mode is taken into consideration for the stability limit, it is difficult to analytically obtain g as in equation (20). However, the stability control is performed by simulating by making g slightly smaller than 1. If g that can be found is found, the allowable value of g can be easily found. As described above, the present control method which attempts to realize the equation (13) as a controller by the driving force represented by the equation (14) plays an important role in stabilizing the equation (8) of the differential feedback control of the sound pressure. .

更に、上記騒音制御用スピーカ3の駆動力を決める式(14)は該スピーカ3の変位、
速度、加速度のパラメータを含んだ式となっているが、以下のように音圧のみの検出によ
って実装可能な形に変換して利便性を高めることができるようにしてある。
Furthermore, the equation (14) for determining the driving force of the noise control speaker 3 is the displacement of the speaker 3,
The formula includes parameters of speed and acceleration, but it is converted to a form that can be mounted by detecting only sound pressure as follows, so that convenience can be enhanced.

すなわち、先ず、式(14)は、式(6)と式(13)との残差が0となるように導か
れた式であるから、ラプラス変換領域で、式(6)と式(13)の左辺の特性多項式

Figure 2005338759
を用いて以下のように表せる。
Figure 2005338759
That is, first, since the expression (14) is an expression derived so that the residual between the expressions (6) and (13) becomes 0, the expressions (6) and (13) are obtained in the Laplace transform region. ) Characteristic polynomial on the left side of
Figure 2005338759
Can be expressed as follows.
Figure 2005338759

次に、式(13)をラプラス変換し、Uについて解くと以下のようになる。

Figure 2005338759
Next, when the Laplace transform is performed on Equation (13) and U is solved, it becomes as follows.
Figure 2005338759

次いで、上記式(24)を式(23)へ代入し、検出音圧から駆動力までのコントロー
ラ伝達関数H(s)を得ると次式が導かれる(図1(ロ)の制御則のステップ4)。

Figure 2005338759
Next, when the above equation (24) is substituted into equation (23) to obtain the controller transfer function H (s) from the detected sound pressure to the driving force, the following equation is derived (step of the control law in FIG. 1 (b)): 4).
Figure 2005338759

上記式(25)に式(22)の特性多項式を代入し、以下のように変形する。

Figure 2005338759
ここで、Aは、
Figure 2005338759
で示されるコントローラ伝達関数の極を定める定数である。 Substituting the characteristic polynomial of equation (22) into equation (25) above, the following modification is made.
Figure 2005338759
Where A is
Figure 2005338759
Is a constant that determines the pole of the controller transfer function.

これにより、上記式(26)は、積分、微分、1次要素で比較的容易に実装できる。   As a result, the above equation (26) can be implemented relatively easily with integral, differential, and primary elements.

したがって、ターゲットコントローラの式(13)によって実現される式(17)のダ
クト内音圧のモード方程式の媒質流入項は、式(24)を用いることにより、

Figure 2005338759
と変形される。上記式(28)より、騒音制御用スピーカ3が固定した周波数ωにのみ
同調することに起因して不安定因子であったゲインGの項が、本発明のダクト内騒音制御
方法によれば、ハイパスフィルタs/(s+A)を介して音圧微分に比例した減衰項とし
てきくようになったことが分かる。 Therefore, the medium inflow term of the mode equation of the sound pressure in the duct of the equation (17) realized by the equation (13) of the target controller is obtained by using the equation (24):
Figure 2005338759
And transformed. From the formula (28), the section gain G noise control speaker 3 was unstable factors due to be tuned only to a fixed frequency omega a is, according to the duct noise control method of the present invention It can be seen that an attenuation term proportional to the sound pressure differential is obtained through the high-pass filter s / (s + A).

したがって、騒音発生源2より発せられる騒音がダクト1内を伝送されている状態のと
きに、音圧検出マイク4よりコントローラ5へ入力されるダクト内音圧pに応じて、該コ
ントローラ5より騒音制御用スピーカ3へ上記式(26)のコントローラ伝達関数H(s
)に基づいて算出される駆動力を付与する駆動指令を与える(図1(ロ)の制御則のステ
ップ5)と、上記騒音制御用スピーカ3の駆動により上記ダクト1内音場の騒音に対し、
該騒音制御用スピーカ3を任意の周波数の騒音に対し同時同調するよう駆動した状態の媒
質流量を与えることができるようになるため、ダクト1内音場の騒音を低減させることが
できる。したがって、上記騒音発生源2よりダクト内を伝送された後、放出される騒音を
低減させることが可能になる。
Therefore, when the noise generated from the noise source 2 is transmitted through the duct 1, the noise from the controller 5 is determined according to the sound pressure p in the duct input from the sound pressure detection microphone 4 to the controller 5. The controller transfer function H (s) of the above equation (26) to the control speaker 3
) (Step 5 of the control law in FIG. 1 (b)) is applied to the noise in the sound field in the duct 1 by driving the noise control speaker 3. ,
Since the medium flow rate in a state in which the noise control speaker 3 is driven to be simultaneously tuned to noise of an arbitrary frequency can be given, noise in the sound field in the duct 1 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce noise emitted after being transmitted through the duct from the noise generating source 2.

このように、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置によれば、騒音制御用スピーカ3
が任意の周波数gωに同時同調した形となるようにして該騒音制御用スピーカ3の駆動力
を算出してあるため、ダクト1内の広帯域の騒音に対して制御作用を発揮させることがで
きる。又、単にダクト内音圧の時間微分に比例する力を騒音制御用スピーカ3の駆動力と
する音圧微分フィードバック制御を行おうとする場合には、ゲインGの増加に伴い不安定
発振する等、安定な制御を行なうことができなかったが、本発明のダクト内騒音制御方法
及び装置においては、ゲインGが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧
微分フィードバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
Thus, according to the noise control method and apparatus in a duct of the present invention, the noise control speaker 3
Since the driving force of the noise control speaker 3 is calculated so as to be simultaneously tuned to an arbitrary frequency gω, the control action can be exerted on the broadband noise in the duct 1. Further, when performing sound pressure differential feedback control in which the force proportional to the time differential of the sound pressure in the duct is used as the driving force of the noise control speaker 3, unstable oscillation occurs as the gain G increases, etc. Although stable control could not be performed, in the duct noise control method and apparatus according to the present invention, the sound pressure differential feedback is attenuated without causing the possibility of unstable control even when the gain G increases. The noise in the duct can be controlled.

更に、騒音制御用スピーカ3の駆動力の式(14)を算出するに際して、制御対象とな
るダクト内音圧に関するモード方程式(4)を用いず、騒音制御用スピーカ3が任意周波
数に同時同調するような制御入力を加えるのみであることから、ダクト1のモデル化誤差
や変動が生じたとしても、ダクト1内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト
性の高い多数モードの騒音制御を行うことができる。このことは、後述する実施例の結果
からも明らかである。
Further, when calculating the driving force formula (14) of the noise control speaker 3, the noise control speaker 3 is simultaneously tuned to an arbitrary frequency without using the mode equation (4) regarding the sound pressure in the duct to be controlled. Therefore, even if modeling errors or fluctuations occur in the duct 1, noise control in a large number of modes with high robustness over a wide band is possible for noise transmitted through the duct 1. It can be performed. This is also clear from the results of Examples described later.

次に、図4(イ)(ロ)は本発明の実施の他の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)に
示したと同様としてあるダクト内騒音制御方法及び装置において、図1(イ)に示したと
同様のダクト1における音圧検出マイク4の設置個所近傍のダクト内壁面に、吸音材8を
張る等により取り付けた構成としたものである。
Next, FIGS. 4A and 4B show another embodiment of the present invention. In the duct noise control method and apparatus similar to those shown in FIGS. 1A and 1B, FIG. (A) It is set as the structure attached to the inner wall surface of the duct near the installation location of the sound pressure detection microphone 4 in the same duct 1 as shown in (a) by stretching the sound absorbing material 8 or the like.

具体的には、上記吸音材8は、ダクト1に設置してある騒音制御用スピーカ3と相対向
するダクト壁の内面に、ダクト1の長手方向に上記騒音制御用スピーカ3の径の2〜3倍
程度の大きさの領域を覆うように張り付けるようにしてある。又、図4(ロ)に示す如く
、ダクト1における上記騒音制御用スピーカ3と相対向するダクト壁に周方向に連なる両
側のダクト壁の内面にも、所要寸法、たとえば、騒音制御用スピーカ3と相対向する壁面
側寄りの半分程度の領域を覆うよう吸音材8を張り付けるようにしてあり、該ダクト内壁
面に取り付けられた吸音材8の表面に、音圧検出マイク4を設けるようにしてある。
Specifically, the sound-absorbing material 8 is formed on the inner surface of the duct wall facing the noise control speaker 3 installed in the duct 1 in the longitudinal direction of the duct 1 with a diameter 2 to 2 of the noise control speaker 3. It is attached so as to cover an area about three times as large. Also, as shown in FIG. 4B, the required dimensions, for example, the noise control speaker 3, are also provided on the inner surfaces of the duct walls on both sides of the duct 1 that are connected to the duct wall opposite to the noise control speaker 3 in the circumferential direction. The sound-absorbing material 8 is attached so as to cover an area on the side of the wall surface opposite to the wall surface, and the sound pressure detecting microphone 4 is provided on the surface of the sound-absorbing material 8 attached to the inner wall surface of the duct. It is.

その他の構成は図1(イ)(ロ)に示したものと同様であり、同一のものには同一符号
が付してある。
Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B, and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態のダクト内騒音制御装置は、図1(イ)(ロ)に示したものと同様の制御
則に基づいて算出されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク4にて検出され
るダクト内音圧に応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ3へ駆動指令として与えて作動さ
せることにより、ダクト1内の騒音制御を行わせるようにする。
The duct noise control apparatus according to the present embodiment is detected by the sound pressure detection microphone 4 based on a controller transfer function calculated based on a control law similar to that shown in FIGS. The noise control in the duct 1 is performed by applying a driving force corresponding to the sound pressure in the duct to the noise control speaker 3 as a driving command and operating the same.

このようにしてダクト1内の騒音制御を行わせる際、音圧検出用のセンサである上記音
圧検出マイク4が、騒音制御用のアクチュエータである騒音制御用スピーカ3の近傍にて
、該騒音制御用スピーカ3と相対向するダクト内壁面に設けてあることに起因して、ダク
ト1内全域の音場を反映した音響モードより、音圧検出マイク4のすぐ近くにある騒音制
御用スピーカ3の放射する音場(ニアフィールド)の方が、音圧検出マイク4による検出
信号に大きく寄与し、この検出信号に応じて騒音制御用スピーカ3が作動されるという閉
ループの繰り返しによってハウリングが発生する虞が懸念されるが、このような場合に、
本実施の形態のようにすれば、ハウリングを起こり難くすることができる。すなわち、音
圧検出マイク4の近傍となるダクト内壁面に吸音材8を張り付けて、該音圧検出マイク4
近傍のダクト内壁面部分が吸音性を有するようにすれば、該音圧検出マイク4による検出
音圧を引き下げることができて、上記のようなハウリングが発生することを軽減できる。
When noise control in the duct 1 is performed in this way, the sound pressure detection microphone 4 that is a sensor for detecting sound pressure is in the vicinity of the noise control speaker 3 that is a noise control actuator. Due to the fact that it is provided on the inner wall surface of the duct facing the control speaker 3, the noise control speaker 3 located in the immediate vicinity of the sound pressure detection microphone 4 from the acoustic mode reflecting the sound field in the entire area of the duct 1. The sound field (near field) radiated from the sound field contributes more to the detection signal from the sound pressure detection microphone 4, and howling occurs due to repeated closed loops in which the noise control speaker 3 is activated according to this detection signal. In such a case,
According to the present embodiment, howling can be made difficult to occur. That is, the sound absorbing material 8 is attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the sound pressure detecting microphone 4, and the sound pressure detecting microphone 4
If the nearby inner wall surface of the duct has a sound absorbing property, the sound pressure detected by the sound pressure detecting microphone 4 can be lowered, and the occurrence of the above-described howling can be reduced.

詳述すると、ダクト内壁面に吸音材8が取り付けられていない場合には、該ダクト内壁
面が剛壁面として作用するのに対し、本実施の形態では音圧検出マイク4近傍のダクト内
壁面に吸音材8が設けてあることにより、剛壁面となるダクト壁面で音圧極大になるとい
う境界条件が吸音材8によって緩和されることから、ニアフィールドに起因する音圧検出
マイク4の周辺の検出音圧が下がるようになる。このためハウリングが起こり難くなる。
More specifically, when the sound absorbing material 8 is not attached to the inner wall surface of the duct, the inner wall surface of the duct functions as a rigid wall surface, whereas in the present embodiment, the inner wall surface of the duct near the sound pressure detecting microphone 4 is used. Since the sound absorbing material 8 is provided, the boundary condition that the sound pressure is maximized at the duct wall surface, which is a rigid wall surface, is relaxed by the sound absorbing material 8, so that the periphery of the sound pressure detecting microphone 4 caused by the near field is detected. Sound pressure decreases. For this reason, howling is unlikely to occur.

又、ダクト内の騒音制御問題は、通常、1次元化した媒質運動方程式を下に議論され、
上記図1(イ)(ロ)の実施の形態で述べた騒音制御も同様である。しかし、図1(イ)
に示した如く、ダクト1の途中位置に、騒音制御用スピーカ3を、ダクト1の内側へ向け
て設け、ダクト1における上記騒音制御用スピーカ3と相対向するダクト壁面に音圧検出
マイク4を設けている場合には、騒音制御用スピーカ3によって注入される媒質流量はダ
クト1の長手方向に対して垂直であるため、音圧検出マイク4近傍(ニアフィールド)は
、複雑な多次元音場となる。又、固い反響性のダクト1内では、騒音制御用スピーカ3か
ら発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ3と対面するダクト
壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返す結果、高周波音が発生してダクト1の高次音
響モードが励起され易くなる虞が懸念される。しかし、本実施の形態では、図2(イ)(
ロ)に示した如く、騒音制御用スピーカ3と対面するダクト内壁面に吸音材8が設けてあ
ることから、上記のような騒音制御用スピーカ3から発した音波が対面するダクト壁面と
の間の狭い空間で往復伝播を繰り返して、高周波音が発生し、ダクト1の高次音響モード
が励起されるという虞は緩和されるようになる。
Also, the noise control problem in the duct is usually discussed under the one-dimensional medium motion equation,
The same applies to the noise control described in the embodiment of FIGS. However, Fig. 1 (a)
As shown in FIG. 2, the noise control speaker 3 is provided in the middle of the duct 1 so as to face the inside of the duct 1, and the sound pressure detection microphone 4 is provided on the duct wall facing the noise control speaker 3 in the duct 1. In the case where it is provided, since the medium flow rate injected by the noise control speaker 3 is perpendicular to the longitudinal direction of the duct 1, the vicinity of the sound pressure detection microphone 4 (near field) is a complex multidimensional sound field. It becomes. Also, in the hard reverberant duct 1, sound waves emitted from the noise control speaker 3 are reflected by the facing duct wall surface and reciprocate in a narrow space between the noise control speaker 3 and the facing duct wall surface. As a result of repetition, there is a concern that high-frequency sound is generated and the higher-order acoustic mode of the duct 1 is likely to be excited. However, in the present embodiment, FIG.
(B) Since the sound absorbing material 8 is provided on the inner wall surface of the duct facing the noise control speaker 3 as shown in (b), the sound wave emitted from the noise control speaker 3 as described above is between the duct wall surface facing the noise control speaker 3. The possibility that high-frequency sound is generated by repeating reciprocating propagation in a narrow space and the higher-order acoustic mode of the duct 1 is excited is alleviated.

このように、本実施の形態によれば、ダクト内騒音制御を行う場合における音圧検出マ
イク4と騒音制御用スピーカ3のコロケイションに伴い、上記ハウリングが生じたり、ダ
クト1の高次音響モードが励起されるという問題が発生する虞を低減できる。
Thus, according to the present embodiment, the above-described howling occurs due to the collocation of the sound pressure detecting microphone 4 and the noise control speaker 3 when performing noise control in the duct, or the higher order acoustic mode of the duct 1 It is possible to reduce the possibility of the problem of being excited.

更に、上記吸音材8はダクト1の全区間のごく一部にしか設けられていないこと、及び
、吸音材8による吸音効果は、500Hz以上の高周波域で発揮され、それ以下のアクテ
ィブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいことから、吸音材8がアクティブ制御対
象の低次音響モードを直接低減する作用は小さいため、本実施の形態では、吸音材8によ
るニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を更に高めることができる。
Furthermore, the sound absorbing material 8 is provided only in a very small part of the entire section of the duct 1, and the sound absorbing effect of the sound absorbing material 8 is exhibited in a high frequency range of 500 Hz or more, and is subject to active control below that. In the present embodiment, the sound absorbing effect is small, and therefore, the effect of the sound absorbing material 8 directly reducing the low-order acoustic mode to be actively controlled is small. The effect of active control can be further enhanced.

次いで、図5は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図4(イ)(ロ)に示した
と同様の構成において、ダクト1における音圧検出マイク4の設置個所近傍となるダクト
内壁面に吸音材8を取り付けることに代えて、ダクト1における音圧検出マイク4の設置
個所近傍のダクト壁面を吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁9
の内面に、音圧検出マイク4を設けるようにしたものである。
Next, FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), a duct near the installation location of the sound pressure detection microphone 4 in the duct 1 is shown. Instead of attaching the sound absorbing material 8 to the inner wall surface, the duct wall surface near the installation location of the sound pressure detecting microphone 4 in the duct 1 has sound absorbing properties, and the duct wall 9 having the sound absorbing properties is provided.
The sound pressure detecting microphone 4 is provided on the inner surface of the.

具体的には、音圧検出マイク4の設置個所とその近傍となるダクト壁の一部を、吸音性
を有する材質製のダクト壁9として、音圧検出マイク4の設置個所近傍のダクト壁9にの
み部分的に吸音性を付与するようにし、該吸音性の付与されたダクト壁9の内面に、音圧
検出マイク4を設置するようにしてある。ダクト1における上記吸音性を有するダクト壁
9とする部分は、図4(イ)(ロ)に示した如きダクト1に対する吸音材8の取付領域と
同様に、ダクト1に設置してある騒音制御用スピーカ3と対面するダクト壁におけるダク
ト1の長手方向に上記騒音制御用スピーカ3の径の2〜3倍程度の大きさの領域の部分、
及び、ダクト1における上記騒音制御用スピーカ3と対面するダクト壁に周方向に連なる
両側のダクト壁における騒音制御用スピーカ3と対面する壁面側寄りの半分程度の領域の
部分となるようにすればよい。
Specifically, the installation location of the sound pressure detection microphone 4 and a part of the duct wall in the vicinity thereof are used as a duct wall 9 made of a sound-absorbing material, and the duct wall 9 in the vicinity of the installation location of the sound pressure detection microphone 4 is used. The sound pressure detection microphone 4 is installed on the inner surface of the duct wall 9 to which the sound absorbing property is given. The portion of the duct 1 which is the duct wall 9 having the sound absorbing property is the noise control installed in the duct 1 as in the region where the sound absorbing material 8 is attached to the duct 1 as shown in FIGS. A portion of a region about 2 to 3 times the diameter of the noise control speaker 3 in the longitudinal direction of the duct 1 on the duct wall facing the speaker 3 for use;
In addition, if the duct wall on both sides of the duct 1 facing the noise control speaker 3 in the circumferential direction in the duct 1 is a portion of the area on the side of the wall facing the noise control speaker 3 on both sides of the duct wall, Good.

その他の構成は図1(イ)(ロ)に示したものと同様であり、同一のものには同一符号
が付してある。
Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B, and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態によれば、図1(イ)(ロ)に示したものと同様の制御則に基づいて算出
されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク4にて検出されるダクト内音圧に
応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ3へ駆動指令として与えて作動させることにより、
ダクト1内の騒音制御を行うことができ、このダクト1内の騒音制御の際、音圧検出マイ
ク4の近傍となるダクト壁9が吸音性を有するようにしてあることにより、図4(イ)(
ロ)に示したと同様に、該音圧検出マイク4による検出音圧を引き下げることができて、
ハウリングが発生することを軽減できる。又、固い反響性のダクト1内にて、騒音制御用
スピーカ3から発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ3と対
面するダクト壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返して高周波音が発生し、ダクト1
の高次音響モードが励起されるという虞も緩和されるようになる。したがって、ダクト内
騒音制御を行う場合における音圧検出マイク4と騒音制御用スピーカ3のコロケイション
に伴い、上記ハウリングが生じたり、ダクト1の高次音響モードが励起されるという問題
が発生する虞を低減できる。
According to the present embodiment, the sound in the duct detected by the sound pressure detection microphone 4 based on the controller transfer function calculated based on the control law similar to that shown in FIGS. By applying a driving force corresponding to the pressure as a driving command to the speaker 3 for noise control,
Noise control in the duct 1 can be performed, and when the noise control in the duct 1 is performed, the duct wall 9 in the vicinity of the sound pressure detection microphone 4 has sound absorbing properties, so that FIG. ) (
B), the sound pressure detected by the sound pressure detection microphone 4 can be reduced,
Howling can be reduced. In the hard reverberant duct 1, sound waves emitted from the noise control speaker 3 are reflected by the facing duct wall surface, and travels back and forth in a narrow space between the noise control speaker 3 and the facing duct wall surface. Repeatedly, high frequency sound is generated and duct 1
The possibility that the higher order acoustic mode is excited is also alleviated. Therefore, there is a possibility that the above-described howling occurs or the higher-order acoustic mode of the duct 1 is excited due to the collocation of the sound pressure detection microphone 4 and the noise control speaker 3 when performing the noise control in the duct. Can be reduced.

更に、上記吸音性を有するダクト壁9は、ダクト1の全区間のごく一部にしか設けられ
ていないこと、及び、吸音性を有するダクト壁9による吸音効果は、500Hz以上の高
周波域で発揮され、それ以下のアクティブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいこ
とから、上記吸音性を有するダクト壁9がアクティブ制御対象の低次音響モードを直接低
減する作用は小さいため、本実施の形態においても、図4(イ)(ロ)に示した実施の形
態と同様に、ニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を高めることが可
能になる。
Furthermore, the duct wall 9 having the sound absorbing property is provided only in a part of the entire section of the duct 1, and the sound absorbing effect by the duct wall 9 having the sound absorbing property is exhibited in a high frequency range of 500 Hz or more. Since the sound absorbing effect is small in the band that is the target of active control below that, the duct wall 9 having the sound absorbing property has a small effect of directly reducing the low-order acoustic mode that is the target of active control. As in the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, the effect of active control can be enhanced through near-field sound field prevention.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、騒音発生源
2より発せられてダクト1内を伝送されて放出される騒音の低減化を図ることが望まれる
個所であれば、騒音発生源2としては、過給器、送風機(ファン)以外のいかなる機器、
あるいは、スピーカ等の音源であってもよい。又、本発明は、騒音発生源2側と騒音の放
出側の途中位置に騒音制御用スピーカ3と音圧検出マイク4を設置することができるダク
ト1であれば、その全体形状や断面形状、長さは任意のものに適用でき、更に、騒音発生
源1より発せられる騒音を伝送する内部空間が存在するダクト状のものであれば、吸気ダ
クトや排気ダクトのように積極的に空気を流通させるようなダクト1以外のものにも適用
できる。更に、ダクト1としては、一端側の外部位置に存在する騒音発生源2よりダクト
1内部へ伝送される騒音が、該ダクト1内部を通して他端側より放出されるものであれば
適用でき、必ずしも騒音発生源2が一端に直接接続されていない場合であってもよい。図
4(イ)(ロ)の実施の形態にてダクト壁面における吸音材8を設ける領域、及び、図5
の実施の形態にてダクト1における吸音性を有するダクト壁9とする部分は、ダクト1の
サイズや形状、騒音制御用スピーカ3の口径等に応じて適宜変更してもよい。図4(イ)
(ロ)の実施の形態では、ダクト内壁面に吸音材8を取り付け、該吸音材8の表面に音圧
検出マイク4を設けるものとして示したが、ダクト内壁面に音圧検出マイク4を設け、該
音圧検出マイク4の近傍のダクト内壁面に、吸音材8を取り付けるようにしてもよい。そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, it is desired to reduce the noise emitted from the noise generating source 2 and transmitted through the duct 1. If there is any noise source 2, any equipment other than a supercharger or blower (fan),
Alternatively, a sound source such as a speaker may be used. In addition, the present invention can be applied to the duct 1 in which the noise control speaker 3 and the sound pressure detection microphone 4 can be installed in the middle of the noise generation source 2 side and the noise emission side. It can be applied to any length, and if it is duct-shaped with an internal space for transmitting the noise generated from the noise source 1, air is actively circulated like an intake duct or an exhaust duct. It is applicable also to things other than the duct 1 to be made. Further, the duct 1 can be applied as long as noise transmitted from the noise generating source 2 existing in the external position on one end side to the inside of the duct 1 is emitted from the other end side through the inside of the duct 1. The case where the noise generation source 2 is not directly connected to one end may be sufficient. In the embodiment shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the region where the sound absorbing material 8 is provided on the duct wall surface, and FIG.
In the embodiment, the portion of the duct 1 which is the duct wall 9 having sound absorbing properties may be appropriately changed according to the size and shape of the duct 1, the diameter of the noise control speaker 3, and the like. Figure 4 (a)
In the embodiment of (b), the sound absorbing material 8 is attached to the inner wall surface of the duct and the sound pressure detecting microphone 4 is provided on the surface of the sound absorbing material 8, but the sound pressure detecting microphone 4 is provided on the inner wall surface of the duct. The sound absorbing material 8 may be attached to the inner wall surface of the duct near the sound pressure detecting microphone 4. Of course, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

以下、本発明者の行った数値シミュレーション及び実験結果について説明する。   Hereinafter, numerical simulations and experimental results performed by the present inventors will be described.

(1)
図2に示したと同様の装置モデルを用いて、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置に
よる騒音の制御効果を、約50〜800Hzと広帯域に亘る周波数応答として、ダクト1
の長さ寸法Lを1mと1.8mとする2つの条件の下でそれぞれ検証した。ダクト1の長
さ寸法L以外の各パラメータの設定は同様であり、個々のパラメータの数値については結
果と共に図6(イ)(ロ)中に記載してある。
(1)
Using a device model similar to that shown in FIG. 2, the effect of noise control by the duct noise control method and device of the present invention is expressed as a frequency response over a wide band of about 50 to 800 Hz.
The length dimension L was verified under two conditions of 1 m and 1.8 m, respectively. The setting of each parameter other than the length dimension L of the duct 1 is the same, and the numerical values of the individual parameters are shown in FIGS. 6A and 6B together with the results.

なお、本数値シミュレーションでは、周波数応答は、制御の不安定発振がないことを検
証するため、解をeiωtに比例する形において振幅に関する代数方程式を解くことによ
って定常振幅を求める周波数領域での方法によらず、時間領域で時刻歴応答解析を行なう
ことによって求めるようにしてある。すなわち、ある加振周波数での時間応答をルンゲ・
クッタ・ギル法で定常振幅に達するまで数値計算し、定常振幅に達したときの振幅を加振
周波数の関数としてプロットした。この方法では、もし制御が不安定であると発振して定
常振幅に達せず、図6(イ)(ロ)のような周波数応答曲線を描くことはできないので、
安定性検証に有効である。
In this numerical simulation, in order to verify that there is no unstable oscillation of the control, the frequency response is a method in the frequency domain in which a steady amplitude is obtained by solving an algebraic equation related to the amplitude in a form proportional to e iωt. Regardless, the time history response analysis is performed in the time domain. In other words, the time response at a certain excitation frequency
Numerical calculation was performed until the steady amplitude was reached by the Kutta-Gill method, and the amplitude when the steady amplitude was reached was plotted as a function of the excitation frequency. In this method, if the control is unstable, it oscillates and does not reach the steady amplitude, and it is not possible to draw a frequency response curve as shown in FIGS.
It is effective for stability verification.

ダクト1の長さ寸法Lを1mとした場合についての周波数応答の結果を図6(イ)に実
線10で示す。図6(イ)に破線11で示したものは、比較として同寸法のダクト1にお
ける無制御の場合の周波数応答を示すものである。これにより、本発明のダクト内騒音制
御方法及び装置を適用した場合(実線10)には、無制御の場合(破線11)に対し、多
数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果(騒音低減効果)を得ることができること
が判明した。
The result of the frequency response when the length L of the duct 1 is 1 m is shown by a solid line 10 in FIG. 6 (a) shows a frequency response in the case of no control in the duct 1 having the same dimensions as a comparison. As a result, when the noise control method and apparatus in the duct of the present invention is applied (solid line 10), a noise control effect (noise reduction effect) that can be achieved in a wide frequency range of many modes as compared to the case of no control (dashed line 11). ).

又、ダクト1の長さ寸法を1.8mとした場合についての周波数応答の結果を図6(ロ
)に実線12で示す。図6(ロ)に破線13で示したものは、比較として同寸法のダクト
1における無制御の場合の周波数応答を示すものである。この場合にも、本発明のダクト
内騒音制御方法及び装置を適用した場合(実線12)は、無制御の場合(破線13)に対
し、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることができることが判明した
The result of frequency response when the length of the duct 1 is 1.8 m is shown by a solid line 12 in FIG. 6 (b) shows a frequency response in the case of no control in the duct 1 having the same dimensions as a comparison. Also in this case, when the noise control method and apparatus in the duct of the present invention is applied (solid line 12), a good noise control effect can be obtained in a wide frequency range of many modes as compared with the case of no control (broken line 13). Turned out to be possible.

更に、ダクト1の長さ寸法を1m及び1.8mと大幅に変更して、図6(イ)における
破線11及び図6(ロ)における破線13にてそれぞれ示される無制御時の共振周波数の
変化からも分かるように制御対象の特性を大きく変化させたとしても、制御則のパラメー
タを同一とした条件の下で、制御効果が維持されており、高いロバスト性を有することが
判明した。
Further, the length dimension of the duct 1 is greatly changed to 1 m and 1.8 m, and the resonance frequency at the time of non-control shown by the broken line 11 in FIG. 6A and the broken line 13 in FIG. As can be seen from the change, it has been found that even if the characteristics of the controlled object are greatly changed, the control effect is maintained under the condition that the parameters of the control law are the same, and that the robustness is high.

なお、図7(イ)(ロ)は、それぞれ上記と同様に長さ寸法を1mと1.8mに設定し
てあるダクト1に対し、図2に示すモデル図における騒音制御用スピーカ3の取付位置に
、騒音制御用スピーカ3に代えて所要のヘルムホルツ共鳴器を取り付けて受動制御を行わ
せる場合の制御効果について、図6(イ)(ロ)に示したと同様に周波数応答を求めた結
果についてそれぞれ示すものである。図7(イ)では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同
調周波数は、ω/2π=255Hzとしてあり、又、図7(ロ)では、同調周波数をω
/2π=142Hzとしてある。その他の各パラメータは、図7(イ)(ロ)中に記載
してある。
7 (A) and 7 (B), the noise control speaker 3 in the model diagram shown in FIG. 2 is attached to the duct 1 whose length is set to 1 m and 1.8 m in the same manner as described above. Regarding the control effect in the case where the required Helmholtz resonator is attached in place of the noise control speaker 3 to perform passive control, the frequency response is obtained in the same manner as shown in FIGS. Each is shown. In FIG. 7 (a), the tuning frequency of the Helmholtz resonator to be installed is ω r / 2π = 255 Hz, and in FIG. 7 (b), the tuning frequency is ω
r / 2π = 142 Hz. The other parameters are shown in FIGS. 7A and 7B.

図7(イ)及び図7(ロ)に示された結果より、ヘルムホルツ共鳴器の設置による受動
制御では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同調周波数近くの狭い帯域でしか制御効果が得
られないことが分かる。
From the results shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the passive control by the installation of the Helmholtz resonator can obtain the control effect only in a narrow band near the tuning frequency of the Helmholtz resonator to be installed. I understand.

(2)
上記実施例(1)の図2に示したと同様の装置モデルにおいて、図4(イ)(ロ)に示
したと同様に、騒音制御用スピーカ3と相対向するダクト壁面に吸音材8を張り付け、該
吸音材8の表面に音圧検出マイク4を設けてなる構成の実験装置モデルを用いて、本発明
のダクト内騒音制御方法及び装置による騒音の制御効果を、約50〜500Hzと広帯域
に亘る周波数応答として、ダクト1の長さ寸法Lを1mとする条件の下で検証した。周波
数応答は、FFTスペクトルアナライザーで広帯域正弦波加振入力を与えて計測した。ダ
クト1の長さ寸法L以外の各パラメータの設定、並びに、個々のパラメータの数値につい
ては結果と共に図8中に記載してある。
(2)
In the same apparatus model as shown in FIG. 2 of the above embodiment (1), the sound absorbing material 8 is attached to the duct wall facing the noise control speaker 3 in the same manner as shown in FIGS. Using an experimental apparatus model having a configuration in which the sound pressure detecting microphone 4 is provided on the surface of the sound absorbing material 8, the noise control effect by the noise control method and apparatus in the duct of the present invention covers a wide band of about 50 to 500 Hz. The frequency response was verified under the condition that the length L of the duct 1 was 1 m. The frequency response was measured by applying a broadband sine wave excitation input with an FFT spectrum analyzer. The setting of each parameter other than the length dimension L of the duct 1 and the numerical values of the individual parameters are shown in FIG. 8 together with the results.

その結果、得られた周波数応答を、図8に実線14で示す。図8に破線15で示したも
のは、比較として同寸法のダクト1における無制御の場合の周波数応答を示すものである
。これにより、図4(イ)(ロ)に示した実施の形態を適用した場合(実線14)におい
ても、図6(イ)(ロ)に示した上記実施例(1)の場合の結果と同様に、無制御の場合
(破線15)に対して、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることがで
きることが判明した。又、本実施例の場合(実線14)は、無制御の場合(破線15)に
比して、共振ピークを14〜15dB程度低下させることができ、これは、直接比較する
図は示してはいないが、吸音材を入れない場合の、無制御の場合に比して得られる共振ピ
ークの低下量よりも、5〜6dB程度、低減効果が向上していることが判明した。
The resulting frequency response is shown by the solid line 14 in FIG. 8 shows a frequency response in the case of no control in the duct 1 having the same dimensions as a comparison. As a result, even when the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B is applied (solid line 14), the results of the above-described embodiment (1) shown in FIGS. Similarly, it has been found that a good noise control effect can be obtained in a wide frequency range of many modes as compared with the case of no control (broken line 15). In the case of the present embodiment (solid line 14), the resonance peak can be reduced by about 14 to 15 dB as compared with the case of no control (broken line 15). However, it has been found that the reduction effect is improved by about 5 to 6 dB compared to the amount of decrease in the resonance peak obtained compared to the case of no control when no sound absorbing material is inserted.

本発明のダクト内騒音制御方法の実施に用いるダクト内騒音制御装置を示すもので、(イ)は概要図、(ロ)はコントローラにおける制御則のフローを示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a duct noise control apparatus used in the implementation of the duct noise control method of the present invention. 本発明のダクト内騒音制御方法及び装置における制御則を導くために用いる装置モデル示すもので、ダクトに騒音発生源として加振用スピーカを接続した場合を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a device model used for deriving a control law in a duct noise control method and device according to the present invention, and showing a case where a vibration speaker is connected to the duct as a noise generation source. 音圧微分フィードバック制御の不安定性を示す図である。It is a figure which shows the instability of sound pressure differential feedback control. 本発明の実施の他の形態を示すもので、(イ)は概要図、(ロ)は(イ)のA−A方向矢視図である。The other form of implementation of this invention is shown, (A) is a schematic diagram, (B) is an AA direction arrow line view of (A). 本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows other form of implementation of this invention. 図1のダクト内騒音制御方法及び装置による制御効果を検証した結果を示すもので、(イ)はダクトの長さ寸法を1mとした場合、(ロ)はダクトの長さ寸法を1.8mとした場合における周波数応答をそれぞれ示す図である。FIG. 2 shows the result of verifying the control effect by the noise control method and apparatus in the duct of FIG. 1, where (b) is 1 m of the duct length dimension and (b) is 1.8 m of the duct length dimension. It is a figure which respectively shows the frequency response in the case of having assumed. ダクトにヘルムホルツ共鳴器を取り付けて騒音の受動制御を行わせる場合の制御効果を示すもので、(イ)はダクトの長さ寸法を1mとした場合、(ロ)はダクトの長さ寸法を1.8mとした場合における周波数応答をそれぞれ示す図である。This shows the control effect when a Helmholtz resonator is attached to the duct to allow passive control of noise. (A) is the length of the duct is 1 m, (b) is the length of the duct is 1 It is a figure which shows the frequency response in the case of set to .8 m, respectively. 図4の構成を採用することによる制御効果を実験検証した結果として、周波数応答を示す図である。It is a figure which shows a frequency response as a result of carrying out experiment verification of the control effect by employ | adopting the structure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ダクト
2 加振用スピーカ(騒音発生源)
3 騒音制御用スピーカ
4 音圧検出マイク
5 コントローラ
8 吸音材
9 吸音性を有するダクト壁
1 Duct 2 Speaker for vibration (noise source)
3 Speaker for noise control 4 Sound pressure detection microphone 5 Controller 8 Sound absorbing material 9 Duct wall having sound absorbing property

Claims (5)

騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に設けてある騒音制御用スピ
ーカを駆動する運動方程式が任意の周波数に同時同調するときの運動方程式と等価になる
よう求めた駆動力で上記騒音制御用スピーカを駆動し騒音を制御することを特徴とするダ
クト内騒音制御方法。
With the driving force calculated so that the equation of motion that drives the speaker for noise control provided at the required location of the duct that is the transmission path of noise from the noise source is equivalent to the equation of motion when simultaneously tuning to an arbitrary frequency A noise control method in a duct, wherein the noise control speaker is driven to control noise.
騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に騒音制御用スピーカを設け
ると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、スピーカ設置位置における騒音の音圧を
検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記音圧検出マイクからの信号を処理して
上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコントローラを備えてなり、該コントローラ
を、上記騒音制御用スピーカを所要の力で駆動するときの運動方程式が任意の周波数に同
時同調するときの運動方程式と等価になるよう求めた駆動力を上記騒音制御用スピーカへ
駆動指令として与える機能を有するものとした構成を有することを特徴とするダクト内騒
音制御装置。
Sound pressure detection for detecting the sound pressure of the noise at the speaker installation position in the vicinity of the noise control speaker, provided with a noise control speaker at a required portion of the duct as a transmission path of noise from the noise source. A microphone is provided, and further includes a controller that processes a signal from the sound pressure detection microphone and gives a drive command to the noise control speaker. The controller drives the noise control speaker with a required force. It is characterized in that it has a function to give a driving force as a drive command to the noise control speaker so that the equation of motion is equivalent to the equation of motion when simultaneously tuning to an arbitrary frequency. Duct noise control device.
音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を取り付けるようにした請求項2記載のダ
クト内騒音制御装置。
The noise control device in a duct according to claim 2, wherein a sound absorbing material is attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the sound pressure detection microphone.
音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検
出マイクを設けるようにした請求項3記載のダクト内騒音制御装置。
The in-duct noise control device according to claim 3, wherein the sound pressure detection microphone is provided on the surface of the sound absorbing material attached to the inner wall surface of the duct in the vicinity of the place where the sound pressure detection microphone is installed.
音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を、吸音性を有してなるものとし、該吸
音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイクを設けるようにした請求項2記載の
ダクト内騒音制御装置。
The duct wall surface in the vicinity of the sound pressure detection microphone installation location has a sound absorption property, and a sound pressure detection microphone is provided on the inner surface of the duct wall having the sound absorption property. In-duct noise control device.
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