JP2923476B2 - Adaptive active silencer - Google Patents

Adaptive active silencer

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JP2923476B2
JP2923476B2 JP8348541A JP34854196A JP2923476B2 JP 2923476 B2 JP2923476 B2 JP 2923476B2 JP 8348541 A JP8348541 A JP 8348541A JP 34854196 A JP34854196 A JP 34854196A JP 2923476 B2 JP2923476 B2 JP 2923476B2
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duct
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康信 田中
正剛 粟田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はダクト内騒音の伝搬
通路内において騒音と同音圧逆位相の音波を放射して騒
音の消音を行う能動的消音装置に係り、特に様々な原因
により制御が悪化する異常に対して適切に処置を行なう
適応型能動的消音装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active silencer which silences noise by radiating sound waves having the same sound pressure and opposite phase in the propagation path of noise in the duct, and in particular, the control is deteriorated due to various causes. The present invention relates to an adaptive active silencer that appropriately takes measures against abnormalities that occur.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダクト内を伝搬する騒音を消音す
る一つの方法として、ダクトに内貼りした吸音材によっ
て吸音する方法など、受動的な消音方法が取られてきた
が、圧力損失や大きさなどの問題点を抱えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of silencing noise propagating in a duct, a passive silencing method such as a method of absorbing sound by a sound absorbing material adhered to the duct has been adopted. There are problems such as.

【0003】一方、ダクト内伝搬騒音の音波に対して同
音圧逆位相の音波を同時にダクト内に放射して、両音波
の干渉によって消音を行なう能動的消音装置の研究が盛
んに行なわれている。
On the other hand, active silencers have been actively studied which simultaneously radiate sound waves having the same sound pressure and opposite phase to the sound waves of the propagation noise in the duct into the duct, and muffle the sound by interference of both sound waves. .

【0004】図6は従来の能動的消音装置を示す構成説
明図である。すなわち、ダクト1内を伝搬する騒音は第
1マイクロホン2によって第1マイク入力信号x(t)
が検出され、この第1マイク入力信号x(t)は消音用
音波発生回路3の適応ディジタルフィルタ4および適応
制御アルゴリズム5に入力される。
FIG. 6 is a structural explanatory view showing a conventional active silencer. That is, the noise propagating in the duct 1 is transmitted by the first microphone 2 to the first microphone input signal x (t).
Is detected, and the first microphone input signal x (t) is input to the adaptive digital filter 4 and the adaptive control algorithm 5 of the sound elimination sound generation circuit 3.

【0005】一方、第2マイクロホン6によって第2マ
イク入力信号e(t)が検出され、この第2マイク入力
信号e(t)は消音用音波発生回路3の適応制御アルゴ
リズム5に入力される。
On the other hand, a second microphone input signal e (t) is detected by the second microphone 6, and the second microphone input signal e (t) is input to the adaptive control algorithm 5 of the sound-muffling sound generation circuit 3.

【0006】前記消音用音波発生回路3では、第1マイ
クロホン2から得られたダクト1内伝搬騒音に対して単
に同音圧逆位相の音波を放射する電気信号を作成するわ
けではない。消音用スピーカ7が設置されている箇所で
のダクト1内騒音の音波に対してその時最適な消音用音
波を放射できるように消音用信号を作成するために、次
のような演算を行なう。
The sound-absorbing sound wave generating circuit 3 does not simply generate an electric signal for radiating sound waves having the same sound pressure and opposite phase with respect to the propagation noise in the duct 1 obtained from the first microphone 2. The following calculation is performed in order to generate a noise-canceling signal so that an optimal sound-canceling sound wave can be emitted at that time with respect to the sound wave of the noise in the duct 1 at the place where the sound-canceling speaker 7 is installed.

【0007】(イ) システムでは音波がダクト1内を
伝搬したり信号が回路内を通過するときに時間遅延や周
波数特性の変化などそれぞれ固有な伝達関数の影響を受
けるので、その伝達関数を補正する演算を行なう。
(A) In the system, when a sound wave propagates in the duct 1 or a signal passes through the circuit, the transfer function is affected by a unique transfer function such as a time delay or a change in frequency characteristics. Is performed.

【0008】(ロ) 第1マイクロホン2の第1マイク
入力信号x(t)及び第2マイクロホン6の第2マイク
入力信号e(t)から適応制御アルゴリズム5に基づい
て第2マイクロホン6からの第2マイク入力信号e
(t)をゼロに近付けるような(つまり消音が効果的に
行なわれるような)係数を算出する。その係数を適応デ
ィジタルフィルタ4のフィルタ係数として、第1マイク
ロホン2からの第1マイク入力信号x(t)に畳み込ん
で消音用電気信号を作成する演算を行なう。
(B) Based on the adaptive control algorithm 5 from the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 and the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6, the second microphone 6 2 microphone input signal e
A coefficient is calculated so that (t) approaches zero (that is, noise is effectively suppressed). The coefficient is used as a filter coefficient of the adaptive digital filter 4 to perform an operation of convolving the first microphone input signal x (t) from the first microphone 2 to generate a noise-elimination electric signal.

【0009】消音用音波発生回路3で作成された消音用
電気信号は消音用スピーカ7を駆動し、消音用スピーカ
7は前記消音用電気信号を消音用音波に変換してダクト
1内に放射する。
The silencing electric signal generated by the silencing sound wave generating circuit 3 drives the silencing speaker 7, and the silencing speaker 7 converts the silencing electric signal into a silencing sound wave and radiates it into the duct 1. .

【0010】このように、ダクト1内伝搬騒音の音波に
対して同音圧逆位相の消音用音波を同時にダクト1内に
放射して両音波を干渉させることによってダクト1内を
伝搬する騒音を消音する。
As described above, the noise propagating in the duct 1 is simultaneously radiated into the duct 1 with the noise canceling sound having the same sound pressure and the opposite phase to the sound propagating in the duct 1 so as to cause the two sound waves to interfere with each other. I do.

【0011】消音用スピーカ7から消音用音波を放射す
ることでダクト1内伝搬騒音を消音する能動的消音装置
は、適応制御アルゴリズム5に基づいて逆位相音を作成
するため、ダクト1内音場の変化や外部からの騒音混入
などにより適応制御が発散してしまう可能性がある。
An active silencer that muffles the propagation noise in the duct 1 by radiating a muffling sound wave from the muffling speaker 7 generates an anti-phase sound based on the adaptive control algorithm 5. The adaptive control may diverge due to changes in noise or external noise.

【0012】この場合、消音用スピーカ7からは異常音
が発生され、消音装置下流側には大きな音が伝搬され、
消音装置が騒音源となる場合もある。消音用音波発生回
路3自体は制御の異常を自己診断できないため、他に異
常回避の機能を持たせる必要があるが、従来の異常検知
方法では、どのような異常が発生しているのかまで検知
することができず、適切な処理を施せなかった。
In this case, an abnormal sound is generated from the sound deadening speaker 7, and a loud sound is propagated downstream of the sound deadening device.
The silencer may be a noise source. Since the muffling sound wave generation circuit 3 itself cannot self-diagnose the control abnormality, it is necessary to provide another function of avoiding the abnormality. However, in the conventional abnormality detection method, it is necessary to detect what abnormality is occurring. And could not be properly treated.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、2つのマイクロホンの入力パワ
ーおよびスピーカの出力パワーを算出し、どのような異
常が発生しているかを検知して適切な処理を行ない、再
び正常な制御に復活させる適応型能動的消音装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and calculates input power of two microphones and output power of a speaker to detect what kind of abnormality has occurred. It is an object of the present invention to provide an adaptive active silencer that performs an appropriate process and restores normal control again.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の適応型能動的消音装置は、ダクト内の伝搬騒
音を検出する第1マイクロホンと、前記ダクト内に消音
用音波を放射するスピーカと、前記ダクト内の消音状況
を検出する第2マイクロホンと、前記第1マイクロホン
及び前記第2マイクロホンの入力信号が加えられ前記ス
ピーカから放射する消音用音波を計算するコントローラ
とよりなる能動的消音装置において、前記第1マイクロ
ホンの入力パワーP1 を算出する第1の算出手段と、前
記第2マイクロホンの入力パワーP2 を算出する第2の
算出手段と、前記スピーカの出力パワーPout を算出す
る第3の算出手段と、前記入力パワーP2 とP1 の比P
2/P1 を基準値と比較して異常を検知する第1の比較
手段、もしくは前記出力パワーPout を基準値と比較し
て異常を検知する第2の比較手段と、前記第1の比較手
段もしくは前記第2の比較手段の比較により異常を検知
したら異常を処理する異常処理手段とを具備することを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an adaptive active silencer according to the present invention comprises a first microphone for detecting a propagation noise in a duct, and a radiating sound wave in the duct. Active muffling comprising a speaker, a second microphone for detecting a muffling situation in the duct, and a controller to which input signals of the first microphone and the second microphone are applied and which calculates muffling sound waves radiated from the speaker. calculated in device, a first calculation means for calculating an input power P 1 of the first microphone, a second calculation means for calculating an input power P 2 of the second microphone, the output power P out of the speaker a third calculating means for, the input power P 2 and the ratio P of the P 1
Second comparison means for detecting an abnormality in comparison with the first comparison means the reference value or the output power P out, which detects an abnormality of 2 / P 1 is compared with a reference value, the first comparison And an abnormality processing unit for processing the abnormality when the abnormality is detected by the comparison unit or the second comparison unit.

【0015】また本発明の適応型能動的消音装置は、前
記第1の算出手段、前記第2の算出手段、及び前記第3
の算出手段は次式を用いてディジタル演算することを特
徴とするものである。
In the adaptive active silencer according to the present invention, the first calculating means, the second calculating means, and the third
Is characterized by performing digital operation using the following equation.

【0016】σ(t)=αz2 (t)+(1−α)σ
(t−1) ここで、z(t)はパワーを求めたい信号、σ(t)は
パワーP1 ,P2 ,Pout 、αは忘却係数。
Σ (t) = αz 2 (t) + (1−α) σ
(T-1) Here, z (t) is a signal whose power is to be obtained, σ (t) is power P 1 , P 2 , P out , and α is a forgetting coefficient.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態
例に係る適応型能動的消音装置を示す構成説明図、図2
は本発明に係る制御の短期異常の一例を示す特性図、図
3は本発明に係る制御の長期異常の一例を示す特性図で
ある。図中、1はダクト、2はダクト1内の伝搬騒音を
検出する第1マイクロホン、3は消音用音波を計算する
コントローラの消音用音波発生回路であり図6に示すよ
うに適応ディジタルフィルタ4および適応制御アルゴリ
ズム5より構成される。6は消音状況を検出する第2マ
イクロホン、7は消音用音波を放射する消音用スピー
カ、10は異常判断処理回路、11はパワー算出回路、
12はパワー算出回路、13は比較回路、14は異常カ
ウンタ、15は異常処理回路、16はパワー算出回路、
17は比較回路、18は異常カウンタ、19はパワー算
出回路、20は比較回路、21は異常カウンタ、22は
タイマー、23は定期点検回路、24はA/D(アナロ
グ/ディジタル)変換器、25はD/A(ディジタル/
アナログ)変換器、26はA/D(アナログ/ディジタ
ル)変換器である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural explanatory view showing an adaptive active silencer according to an embodiment of the present invention, and FIG.
Is a characteristic diagram showing an example of a short-term abnormality of the control according to the present invention, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a long-term abnormality of the control according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a duct, 2 denotes a first microphone for detecting a propagation noise in the duct 1, and 3 denotes a muffling sound wave generating circuit of a controller for calculating muffling sound waves. As shown in FIG. It comprises an adaptive control algorithm 5. 6 is a second microphone for detecting a muffling situation, 7 is a muffling speaker that emits a muffling sound wave, 10 is an abnormality determination processing circuit, 11 is a power calculation circuit,
12 is a power calculation circuit, 13 is a comparison circuit, 14 is an abnormality counter, 15 is an abnormality processing circuit, 16 is a power calculation circuit,
17 is a comparison circuit, 18 is an abnormality counter, 19 is a power calculation circuit, 20 is a comparison circuit, 21 is an abnormality counter, 22 is a timer, 23 is a periodic inspection circuit, 24 is an A / D (analog / digital) converter, 25 Is D / A (digital /
An analog (A / D) converter 26 is an A / D (analog / digital) converter.

【0018】このような適応型能動的消音装置では、第
1マイクロホン2の第1マイク入力信号x(t)及び第
2マイクロホン6の第2マイク入力信号e(t)より、
式(1)に基づき収束係数μの割合で消音用音波発生回
路3の適応ディジタルフィルタ4の係数w(i)を更新
する。 wn (i)=w0 (i)+μe(t)x(t−i)……………………(1) したがって、更新される適応ディジタルフィルタ4の係
数w(i)の量は第1マイク入力信号x(t)、第2マ
イク入力信号e(t)、収束係数μの大きさに依存す
る。第1マイク入力信号x(t)、第2マイク入力信号
e(t)は、騒音源から放射される騒音の大きさで変化
するが、収束係数μは制御パラメータとして制御開始時
にそのときの第1マイク入力信号x(t)にあわせて設
定する。第1マイク入力信号x(t)、第2マイク入力
信号e(t)の大きさに対して、収束係数μの設定値が
大きいと、適応ディジタルフィルタ4の係数w(i)の
更新量が大きくなり、適応速度は速くなるが、あまり収
束係数μが大きすぎると発散してしまう。また、収束係
数μが小さすぎると、逆に適応速度が遅くなり、ダクト
1内の音響変化に追従できなくなる。
In such an adaptive active silencer, the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 and the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6 are calculated as follows.
The coefficient w (i) of the adaptive digital filter 4 of the noise elimination sound generation circuit 3 is updated at the rate of the convergence coefficient μ based on the equation (1). w n (i) = w 0 (i) + μe (t) × (t−i) (1) Therefore, the amount of the coefficient w (i) of the adaptive digital filter 4 to be updated is It depends on the magnitude of the first microphone input signal x (t), the second microphone input signal e (t), and the convergence coefficient μ. The first microphone input signal x (t) and the second microphone input signal e (t) vary depending on the magnitude of the noise radiated from the noise source, and the convergence coefficient μ is used as a control parameter at the time of starting the control. Set according to one microphone input signal x (t). When the set value of the convergence coefficient μ is large with respect to the magnitudes of the first microphone input signal x (t) and the second microphone input signal e (t), the update amount of the coefficient w (i) of the adaptive digital filter 4 becomes large. And the adaptation speed increases, but diverges if the convergence coefficient μ is too large. On the other hand, if the convergence coefficient μ is too small, on the contrary, the adaptation speed becomes slow, and it becomes impossible to follow the acoustic change in the duct 1.

【0019】本発明では、次の3つの異常を区別して検
知し、適切な処置を行なうことを特徴とする。 [短期異常]…突発的な外乱等の混入により制御が発散
し生じる急激な減音効果の悪化、さらにはスピーカ7か
らの異常音放射。
The present invention is characterized in that the following three abnormalities are distinguished and detected, and appropriate measures are taken. [Short-term abnormalities]: A sudden deterioration of the sound reduction effect caused by sudden divergence of control due to the incorporation of external disturbances and the like, and abnormal sound emission from the speaker 7.

【0020】たとえば、ダクト1のファンの運転状況が
変化して騒音が増加したことを考える。図2に示すよう
に、第1マイクロホン2の第1マイク入力信号x(t)
が60[dB]から80[dB]にあがると、第2マイ
クロホン6の第2マイク入力信号e(t)も45[d
B]から65[dB]に上昇する。
For example, consider that the operating condition of the fan of the duct 1 has changed and the noise has increased. As shown in FIG. 2, the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2
Rises from 60 [dB] to 80 [dB], the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6 also becomes 45 [dB].
B] to 65 [dB].

【0021】式(1)において、第1マイク入力信号x
(t)、第2マイク入力信号e(t)共に大きくなるた
め、消音用音波発生回路3の適応ディジタルフィルタ4
の係数w(i)の更新量が大きくなり過ぎ、図2に示す
ように急激に制御が発散する。このとき、スピーカ7か
らは非常に大きな音が放射され、元の付加騒音源より大
きな音が下流側に伝搬する可能性もある。
In equation (1), the first microphone input signal x
(T), since both the second microphone input signal e (t) become large, the adaptive digital filter 4 of the muffling sound generation circuit 3
The update amount of the coefficient w (i) becomes too large, and the control diverges rapidly as shown in FIG. At this time, a very loud sound is radiated from the speaker 7, and a loud sound than the original additional noise source may propagate to the downstream side.

【0022】[長期異常]…ダクト1系の微妙な変化に
適応制御が追従できずに生じる緩やかな減音効果の悪
化。たとえば、ダクト1内の温度が変化し、ダクト1内
の音速が変化したことを考える。
[Long-term abnormality] A gradual deterioration of the sound reduction effect caused by the inability of adaptive control to follow subtle changes in the duct 1 system. For example, consider that the temperature in duct 1 has changed and the speed of sound in duct 1 has changed.

【0023】図3に示すように、第1マイクロホン2の
第1マイク入力信号x(t)がほとんど変化しないにも
かかわらず、第2マイクロホン6の第2マイク入力信号
e(t)は制御が適応せず、緩やかに減音量が悪化す
る。
As shown in FIG. 3, the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6 is controlled even though the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 hardly changes. Without adaptation, the sound volume decreases slowly.

【0024】音速が変化すると、第1マイクロホン2か
らスピーカ7まで騒音が到達する時間が変化するため、
消音用音波発生回路3の適応ディジタルフィルタ4の係
数w(i)を更新しなければならない。しかし、もし収
束係数μが第1マイク入力信号x(t)、第2マイク入
力信号e(t)の大きさに対して小さすぎる場合、その
更新量は小さく、なかなかダクト1内の音速に追従しな
いことになる。この場合、消音効果は緩やかに悪化して
いく。
When the speed of sound changes, the time required for the noise to reach the speaker 7 from the first microphone 2 changes.
It is necessary to update the coefficient w (i) of the adaptive digital filter 4 of the muffling sound generation circuit 3. However, if the convergence coefficient μ is too small with respect to the magnitudes of the first microphone input signal x (t) and the second microphone input signal e (t), the update amount is small and follows the sound speed in the duct 1 quite easily. Will not do. In this case, the noise reduction effect gradually deteriorates.

【0025】[出力異常]…制御が正常に行なわれてい
てもスピーカ7の出力パワーPoutがその許容量を越え
た場合などに生じるスピーカ7からの異常音放射。 以下、図1にしたがって、制御異常処理の例をパワーの
測定、異常の判断、異常処理、および定期点検にわけて
説明する。
[Abnormal output] An abnormal sound emission from the speaker 7 that occurs when the output power P out of the speaker 7 exceeds its allowable amount even if the control is performed normally. Hereinafter, an example of the control abnormality processing will be described with reference to FIG. 1 in terms of power measurement, abnormality determination, abnormality processing, and periodic inspection.

【0026】まずパワーの測定について説明する。すな
わち、A/D変換器24の直後にパワー算出回路11を
設置し、A/D変換器26の直後にパワー算出回路1
2,16を設置し、D/A変換器25の直前にパワー算
出回路19を設置する。前記各パワー算出回路11,1
2,16,19はそれぞれ1次IIRフィルタを用いた
式(2)に基づくディジタル演算による移動平均を行な
うものとする。 σ(t)=αz2 (t)+(1−α)σ(t−1)………………………(2) 式(2)において、z(t)はパワーを求めたい信号、
σ(t)は算出信号パワー(P1 ,P2sht,P2lng,P
out など)、αは忘却係数(Forgetting F
actor)であり、忘却係数αの値を適切に設定する
ことで、急激なパワー変化や緩慢なパワー変化を検出す
ることができる。例えば、第2マイクロホン6の入力パ
ワーとして、P2sht(αはほぼ1)とP2lng(αはほぼ
0)を別に算出することで急激な制御発散と緩やかな制
御発散を区別して検出し、それぞれの発散に適した処理
を行なうことができる。
First, the measurement of power will be described. That is, the power calculation circuit 11 is provided immediately after the A / D converter 24, and the power calculation circuit 1 is provided immediately after the A / D converter 26.
2 and 16 are provided, and a power calculation circuit 19 is provided immediately before the D / A converter 25. Each of the power calculation circuits 11, 1
2, 16 and 19 each perform a moving average by digital operation based on the equation (2) using a primary IIR filter. σ (t) = αz 2 (t) + (1−α) σ (t−1) (2) In equation (2), z (t) is a signal for which power is to be obtained. ,
σ (t) is the calculated signal power (P 1 , P 2sht , P 2lng , P
out ), α is a forgetting factor (Forgetting F
By setting the value of the forgetting coefficient α appropriately, a sudden power change or a slow power change can be detected. For example, as the input power of the second microphone 6, P 2sht (α is almost 1) and P 2lng (α is almost 0) are separately calculated to detect a sharp control divergence and a gradual control divergence separately. Can be performed.

【0027】パワー算出回路11には第1マイクロホン
2の第1マイク入力信号x(t)がA/D変換器24を
介して加えられて第1マイクロホン2の入力パワーP1
が算出される。
The first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 is applied to the power calculation circuit 11 via the A / D converter 24, and the input power P 1 of the first microphone 2 is input.
Is calculated.

【0028】パワー算出回路12は第2マイクロホン6
の第2マイク入力信号e(t)がA/D変換器26を介
して加えられて第2マイクロホン6の入力短期パワーP
2shtを算出する。
The power calculation circuit 12 is connected to the second microphone 6
Of the second microphone 6 is input via the A / D converter 26 and the input short-term power P
Calculate 2sht .

【0029】パワー算出回路16は第2マイクロホン6
の第2マイク入力信号e(t)がA/D変換器26を介
して加えられて第2マイクロホン6の入力長期パワーP
2lngを算出する。
The power calculation circuit 16 includes the second microphone 6
Is input via the A / D converter 26, and the input long-term power P of the second microphone 6 is
Calculate 2lng .

【0030】パワー算出回路19は消音用音波発生回路
3からの消音用音波信号が加えられてスピーカ7の出力
パワーPout を算出する。次に、異常の判断について説
明する。
The power calculating circuit 19 calculates the output power P out of the speaker 7 to which the sound-absorbing sound signal from the sound-absorbing sound wave generating circuit 3 is added. Next, the determination of the abnormality will be described.

【0031】すなわち、能動的消音装置による減音量の
パワー比であるP2sht/P1 ,P2lng/P1 の値を減音
量の基準値と比較することで制御の異常を検知すること
ができる。またスピーカ7の出力パワーPout を、スピ
ーカ7の出力許容量などの基準値と比較することでスピ
ーカ7の異常音出力を検知することができる。
That is, control abnormalities can be detected by comparing the values of P 2sht / P 1 and P 2lng / P 1 , which are the power ratios of the sound reduction by the active silencer, with the reference values of the sound reduction. . Further, by comparing the output power P out of the speaker 7 with a reference value such as the allowable output of the speaker 7, an abnormal sound output of the speaker 7 can be detected.

【0032】比較回路13はパワー算出回路11からの
入力パワーP1 とパワー算出回路12からの入力短期パ
ワーP2shtとが入力され、P2sht/P1 と短期異常基準
値P0shtとが比較されてP2sht/P1 >短期異常基準値
0shtの正誤により制御の急激な悪化である短期異常を
判断する。
The comparison circuit 13 receives the input power P 1 from the power calculation circuit 11 and the input short-term power P 2sht from the power calculation circuit 12, and compares P 2sht / P 1 with the short-term abnormal reference value P 0sht. P 2sht / P 1> to determine short-term abnormal reference value is a rapid deterioration of the control by correctness of P 0Sht short abnormal Te.

【0033】比較回路17はパワー算出回路11からの
入力パワーP1 とパワー算出回路16からの入力長期パ
ワーP2lngとが入力され、P2lng/P1 と長期異常基準
値P0lngとが比較されてP2lng/P1 >長期異常基準値
0lngの正誤により制御の緩やかな悪化である長期異常
を判断する。
The comparison circuit 17 receives the input power P 1 from the power calculation circuit 11 and the input long-term power P 2lng from the power calculation circuit 16 and compares P 2lng / P 1 with the long-term abnormality reference value P 0lng. P 2lng / P 1> to determine long-term abnormal reference value is a gradual worsening of the control by correctness of P 0Lng long abnormal Te.

【0034】比較回路20はパワー算出回路19からの
スピーカ7の出力パワーPout が入力され、スピーカ7
の出力パワーPout とスピーカ異常基準値P0outとが比
較されてPout >スピーカ異常基準値P0outの正誤によ
りスピーカ異常出力である出力異常を判断する。
The comparison circuit 20 receives the output power P out of the speaker 7 from the power calculation circuit 19 and
The output power P out and compared with the speaker abnormal reference value P 0Out is P out> determines speaker abnormal output in the form of the output abnormal by correctness of the speaker abnormal reference value P 0out.

【0035】次に、異常の処理について説明する。すな
わち、異常の種類に応じて次の3つの処理を組み合わせ
て異常処理を行なう。
Next, the processing of the abnormality will be described. That is, abnormality processing is performed by combining the following three processings according to the type of abnormality.

【0036】(イ) 制御に必要な伝達関数の再同定 制御に必要な伝達関数が変化している場合、制御を再開
しても再び異常が発生する。そこで、制御に必要になる
伝達関数を同定し直す。
(A) Re-identification of Transfer Function Required for Control If the transfer function required for control has changed, an abnormality occurs again even if control is restarted. Therefore, the transfer function required for the control is identified again.

【0037】(ロ) 収束係数μの再設定 短期異常は、収束係数μが大きすぎて適応制御が発散し
た場合に起こる。そこで、収束係数μを小さくする。
(B) Resetting of the convergence coefficient μ The short-term abnormality occurs when the convergence coefficient μ is too large and the adaptive control diverges. Therefore, the convergence coefficient μ is reduced.

【0038】長期異常は、収束係数μが小さすぎて適応
制御が間に合っていない場合に起こる。そこで、収束係
数μを大きくする。 (ハ) 適応ディジタルフィルタのスケールダウン 出力異常は、なにかの原因により消音用音波発生回路3
の適応ディジタルフィルタ4が大きくなり過ぎた場合に
起こる。そこで、適応ディジタルフィルタ4をスケール
ダウンする。
The long-term abnormality occurs when the convergence coefficient μ is too small to perform the adaptive control in time. Therefore, the convergence coefficient μ is increased. (C) The scale-down of the adaptive digital filter The abnormal output may be caused by any cause.
Occurs when the adaptive digital filter 4 becomes too large. Therefore, the adaptive digital filter 4 is scaled down.

【0039】比較回路13の判断結果が正で短期異常と
判断されたとき、異常カウンタ14がインクリメントさ
れ、さらに、異常処理回路15において短期異常に応じ
た制御に必要な伝達関数の再同定、制御収束係数μのア
ップを行なう。
When the result of the comparison by the comparison circuit 13 is positive and a short-term abnormality is determined, the abnormality counter 14 is incremented, and the abnormality processing circuit 15 re-identifies and controls the transfer function necessary for the control according to the short-term abnormality. The convergence coefficient μ is increased.

【0040】比較回路17の判断結果が正で長期異常と
判断されたとき、異常カウンタ18がインクリメントさ
れ、さらに、異常処理回路15において長期異常に応じ
た制御に必要な伝達関数の再同定、制御収束係数μのダ
ウンを行なう。
When the result of comparison by the comparison circuit 17 is positive and a long-term abnormality is determined, the abnormality counter 18 is incremented, and the abnormality processing circuit 15 re-identifies and controls a transfer function required for control according to the long-term abnormality. The convergence coefficient μ is reduced.

【0041】比較回路20の判断結果が正で出力異常と
判断されたとき、異常カウンタ21がインクリメントさ
れ、さらに、異常処理回路15において出力異常に応じ
た消音用音波発生回路3の適応ディジタルフィルタ4の
係数w(i)のスケールダウン、制御に必要な伝達関数
の再同定を行なう。
When the result of the comparison by the comparison circuit 20 is positive and the output is determined to be abnormal, the abnormality counter 21 is incremented. Further, the abnormality processing circuit 15 outputs the adaptive digital filter 4 of the muffling sound wave generating circuit 3 according to the output abnormality. The coefficient w (i) is scaled down, and the transfer function required for control is re-identified.

【0042】尚、異常処理回路15は、異常カウンタ1
4,18,21が異常許容回数を越えた場合に消音用音
波発生回路3及びダクト1のファンの運転を停止させ
る。次に、定期点検について説明する。
The abnormality processing circuit 15 is provided with an abnormality counter 1
When the number of abnormalities exceeds the allowable number of times, the operations of the sound-muffling sound wave generating circuit 3 and the fan of the duct 1 are stopped. Next, the periodic inspection will be described.

【0043】すなわち、タイマー24から、定期的に定
期点検回路23を稼働し、制御に必要な伝達関数の再同
定、制御収束係数μの再設定等の制御の点検を行なう。
図4(a),(b),(c)は本発明に係る短期異常の
異常処理の一例を示す特性図であり、付加音源の増加に
より急激な発散が起こった場合の異常処理である。
That is, the periodic check circuit 23 is periodically operated from the timer 24, and re-identification of a transfer function required for control, control check such as resetting of the control convergence coefficient μ, and the like are performed.
FIGS. 4A, 4B, and 4C are characteristic diagrams showing an example of abnormal processing of a short-term abnormality according to the present invention, which is an abnormal processing when a sudden divergence occurs due to an increase in additional sound sources.

【0044】図4(a)は第1マイクロホン2の第1マ
イク入力信号x(t)及び第2マイクロホン6の第2マ
イク入力信号e(t)の入力レベルの一例であり、図4
(b)はパワー算出回路11,12,16の算出信号パ
ワーP1 ,P2sht,P2lngの一例であり、図4(c)は
比較回路13により、P2sht/P1 と短期異常基準値P
0shtとが比較されてP2sht/P1 >短期異常基準値P
0shtが正で短期異常と判断されたとき短期異常検知とな
り、異常処理回路15において短期異常に応じた制御に
必要な伝達関数の再同定、制御収束係数μのアップの異
常処理を行って後、制御を再開する。この場合、比較回
路17におけるP2lng/P1 >長期異常基準値P0lng
誤であり長期異常でないと判断する。
FIG. 4A shows an example of the input levels of the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 and the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6, and FIG.
4B shows an example of the calculated signal powers P 1 , P 2sht , and P 2lng of the power calculation circuits 11, 12 , and 16. FIG. 4C shows that the comparison circuit 13 uses P 2sht / P 1 and a short-term abnormal reference value. P
0sht and is compared P 2sht / P 1> short abnormal reference value P
When 0sht is positive and a short-term abnormality is determined, short-term abnormality detection is performed, and the abnormality processing circuit 15 performs re-identification of a transfer function necessary for control according to the short-term abnormality and abnormal processing of increasing the control convergence coefficient μ. Resume control. In this case, it is determined that P 2lng / P 1 > long-term abnormality reference value P 0lng in the comparison circuit 17 is erroneous and is not a long-term abnormality.

【0045】図5(a),(b),(c)は本発明に係
る長期異常の異常処理の一例を示す特性図であり、温度
変化などによりダクト1内音速が変化した場合の異常処
理である。
FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) are characteristic diagrams showing an example of abnormal processing for a long-term abnormality according to the present invention, which is performed when the sound speed in the duct 1 changes due to a temperature change or the like. It is.

【0046】図5(a)は第1マイクロホン2の第1マ
イク入力信号x(t)及び第2マイクロホン6の第2マ
イク入力信号e(t)の入力レベルの一例であり、図5
(b)はパワー算出回路11,12,16の算出信号パ
ワーP1 ,P2sht,P2lngの一例であり、図5(c)は
比較回路17により、P2lng/P1 と長期異常基準値P
0lngとが比較されてP2lng/P1 >長期異常基準値P
0lngが正で長期異常と判断されたとき長期異常検知とな
り、異常処理回路15において長期異常に応じた制御に
必要な伝達関数の再同定、制御収束係数μのダウンの異
常処理を行って後、制御を再開する。この場合、比較回
路13におけるP2sht/P1 >短期異常基準値P0sht
誤であり短期異常でないと判断する。
FIG. 5A shows an example of the input levels of the first microphone input signal x (t) of the first microphone 2 and the second microphone input signal e (t) of the second microphone 6, and FIG.
5B shows an example of the calculated signal powers P 1 , P 2sht , and P 2lng of the power calculation circuits 11, 12 , and 16. FIG. 5C shows that the comparison circuit 17 calculates P 2lng / P 1 as a long-term abnormal reference value. P
0lng and is compared P 2lng / P 1> Long abnormal reference value P
When 0lng is positive and determined to be a long-term abnormality, the long-term abnormality is detected, and the abnormality processing circuit 15 performs re-identification of a transfer function necessary for control in accordance with the long-term abnormality and abnormal processing of decreasing the control convergence coefficient μ. Resume control. In this case, it is determined that P 2sht / P 1 > short-term abnormality reference value P 0sht in the comparison circuit 13 is incorrect and not a short-term abnormality.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、2つ
のマイクロホンの入力パワーおよびスピーカの出力パワ
ーを算出し、どのような異常が発生しているかを検知し
て適切な処理を行ない、再び正常な制御に復活させる適
応型能動的消音装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the input power of the two microphones and the output power of the speaker are calculated, and what kind of abnormality has occurred is detected and appropriate processing is performed. It is possible to provide an adaptive active silencer that returns to normal control again.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態例に係る適応型能動的消音
装置を示す構成説明図である。
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an adaptive active silencer according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る制御の短期異常の一例を示す特性
図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of a short-term abnormality of control according to the present invention.

【図3】本発明に係る制御の長期異常の一例を示す特性
図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a long-term abnormality of control according to the present invention.

【図4】本発明に係る短期異常の異常処理の一例を示す
特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example of a short-term abnormality abnormality process according to the present invention.

【図5】本発明に係る長期異常の異常処理の一例を示す
特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a long-term abnormality abnormality process according to the present invention.

【図6】従来の能動的消音装置を示す構成説明図であ
る。
FIG. 6 is a configuration explanatory view showing a conventional active silencer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダクト 2 第1マイクロホン 3 消音用音波発生回路 4 適応ディジタルフィルタ 5 適応制御アルゴリズム 6 第2マイクロホン 7 消音用スピーカ 10 異常判断処理回路 11 パワー算出回路 12 パワー算出回路 13 比較回路 14 異常カウンタ 15 異常処理回路 16 パワー算出回路 17 比較回路 18 異常カウンタ 19 パワー算出回路 20 比較回路 21 異常カウンタ 22 タイマー 23 定期点検回路 24 A/D(アナログ/ディジタル)変換器 25 D/A(ディジタル/アナログ)変換器 26 A/D(アナログ/ディジタル)変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Duct 2 1st microphone 3 Sound canceling sound generation circuit 4 Adaptive digital filter 5 Adaptive control algorithm 6 2nd microphone 7 Sound canceling speaker 10 Abnormality judgment processing circuit 11 Power calculation circuit 12 Power calculation circuit 13 Comparison circuit 14 Abnormal counter 15 Abnormal processing Circuit 16 Power calculation circuit 17 Comparison circuit 18 Abnormal counter 19 Power calculation circuit 20 Comparison circuit 21 Abnormal counter 22 Timer 23 Periodic inspection circuit 24 A / D (analog / digital) converter 25 D / A (digital / analog) converter 26 A / D (analog / digital) converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 9/02 G10K 11/16 G10K 11/178 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G05B 9/02 G10K 11/16 G10K 11/178

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ダクト内の伝搬騒音を検出する第1マイ
クロホンと、 前記ダクト内に消音用音波を放射するスピーカと、 前記ダクト内の消音状況を検出する第2マイクロホン
と、 前記第1マイクロホン及び前記第2マイクロホンの入力
信号が加えられ前記スピーカから放射する消音用音波を
計算するコントローラとよりなる能動的消音装置におい
て、 前記第1マイクロホンの入力パワーP1 を算出する第1
の算出手段と、 前記第2マイクロホンの入力パワーP2 を算出する第2
の算出手段と、 前記スピーカの出力パワーPout を算出する第3の算出
手段と、 前記入力パワーP2 とP1 の比P2 /P1 を基準値と比
較して異常を検知する第1の比較手段、もしくは前記出
力パワーPout を基準値と比較して異常を検知する第2
の比較手段と、 前記第1の比較手段もしくは前記第2の比較手段の比較
により異常を検知したら異常を処理する異常処理手段と
を具備することを特徴とする適応型能動的消音装置。
A first microphone that detects noise propagated in the duct; a speaker that emits a sound-absorbing sound wave in the duct; a second microphone that detects a sound-muffling state in the duct; in a more becomes active silencer and a controller for calculating the sound-absorbing sound waves radiated from the input signal is applied the speaker of the second microphone, the calculated input power P 1 of the first microphone 1
Calculating means for calculating the input power P 2 of the second microphone.
And calculating means, first to detect a third calculating means for calculating an output power P out of the speaker, the abnormality is compared with a reference value the ratio P 2 / P 1 of the input power P 2 and P 1 Or a second means for detecting an abnormality by comparing the output power P out with a reference value.
An adaptive active silencer comprising: a comparison unit; and an abnormality processing unit that processes the abnormality when an abnormality is detected by comparing the first comparison unit or the second comparison unit.
【請求項2】 第1の算出手段、第2の算出手段、及び
第3の算出手段は次式を用いてディジタル演算すること
を特徴とする請求項1記載の適応型能動的消音装置。 σ(t)=αz2 (t)+(1−α)σ(t−1) ここで、z(t)はパワーを求めたい信号、 σ(t)はパワーP1 ,P2 ,Pout 、 αは忘却係数。
2. The adaptive active silencer according to claim 1, wherein the first calculating means, the second calculating means, and the third calculating means perform digital operation using the following equation. σ (t) = αz 2 (t) + (1−α) σ (t−1) where z (t) is a signal for which power is to be obtained, and σ (t) is power P 1 , P 2 , P out , Α is the forgetting factor.
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