JP3056492B2 - 閉ループ制御システムにおける適応形雑音消去 - Google Patents
閉ループ制御システムにおける適応形雑音消去Info
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Description
しくない雑音を低減する装置及び方法に関し、より詳細
には、好ましくない雑音の相関基準にもとずいて適応可
能に発生された消去信号を、制御ループの適当な点に注
入することによって閉ループ制御システムの雑音を低減
する装置及び方法に関する。
い雑音を低減する方法及び装置は、概して、制御ル−プ
それ自身の中にインラインフィルタなどの雑音低減手段
を使用してきた。インラインフィルタリングの欠点の1
つは、所望の制御信号の一部がフィルタによって共に低
減されてしまうことである。このテクニックの他の欠点
は、フィルタのフィルタリング特性が通常、固定されて
いるので、システムの雑音除去特性を変化させるシステ
ムの変化に応答しないことである。同様に、フィルタ
は、雑音それ自身の特性の変化に応答せず、より多くの
雑音が制御システムの出力へと通過してしまう。
段の特性を変化させようとしても、雑音低減手段が物理
的に制御ル−プそれ自身の中に配設されているので、容
易に変えることが出来ないことにある。すなわち、シス
テムの安定化及び帯域に悪影響を与えずには、雑音低減
手段を有する現行のシステムを改良することは、不可能
か又は極めて難しい。先行技術において知られている雑
音低減手段は、適応形雑音消去(ANC)システムであ
り、開ル−プシステムに単独に使用されてきた。先行技
術のANCの応用に、伝送線のデ−タの雑音を除去するこ
とがある。概して、ANCは、雑音の推定を生成し、その
後、この推定を伝送線の雑音及び信号から減算するもの
である。すなわち、信号と雑音が共にフィルタによって
作用を受けるインラインフィルタリングとは異なり、雑
音成分のみが減算されるので信号の劣化を実質的に避け
ることができる。
雑音のフィ−ドバックがない開ル−プ環境において容易
に達成される。
受ける数多くの多種に渡る閉ル−プ制御システムがあ
る。そのようなシステムの例はクロスカップルドル−プ
であり、慣性によって安定化されたポインティングシス
テムや、回転ビ−ムスプリッタ又はステアリングミラ−
などの可動光学素子の移動が正確に制御される光学系
や、人工衛星等の大きな構造の物体に使用される振動抑
制システム等がある。
によって閉ル−プ制御システムの好ましくない雑音を低
減することにある。
く、システムに対する内部かつ外部的妨害を測定する適
応形雑音消去システムを提供することにある。
は、それを新しいシステムに組込むのに適した適応形雑
音消去システムを提供することにある。
消去信号を注入することによって制御システム出力の好
ましくない雑音を低減する本発明による装置及び方法に
従った閉ル−プ適応形雑音消去システムによって、前記
の問題が克服されるとともに、他の利点が実現される。
ら複数の遅延信号を生成すべく動作可能なタップされた
ディレイラインを具備する。Nrの遅延信号はル−プエラ
−信号によってそれぞれ乗算され、重み付き勾配関数W
を生成すべく加算される。その後、W信号は遅延信号Nr
によって乗算され、雑音消去信号Cを提供すべく続いて
加算される。ル−プエラ−信号εの補償Nは所望の位相
及びゲイン曲線となり、さらに閉ル−プシステム及びAN
Cの安定性につながる。
ステムに接続され、補償Nは、雑音信号入力Npと雑音消
去信号Cの注入との間に現われる種々のダイナミックス
を備える。
微分は2つの方法で開示される。第1の方法は、インバ
−スリジェクションレスポンス(IEER)による方法であ
る。第2の方法は、雑音信号のスペクトルとANCシステ
ムにおける雑音基準信号のスペクトルとを最適に一致さ
せることである。第2の方法は、スペクトルマッチング
(SM)方法と呼ばれる。
明の詳細な説明において詳細に説明される。
ステムのブロックダイヤグラムであり、 第2図は、本発明の1つの特徴であるタップされたデ
ィレイライン手段のブロックダイヤグラムあり、 第3図は、ANCが制御システムの妨害に対する応答を
低減すべく動作する本発明の一実施例に従ったANCシス
テムを有する閉ル−プ制御システムのブロックダイヤグ
ラムであり(この構成は、低パワ−のANC構成として規
定される)、 第4図は、ANCシステムが、妨害を排除する制御シス
テムの能力を増加すべく動作する本発明の他の実施例に
従ったANCシステムを有する閉ル−プ制御システムのブ
ロックダイヤグラムであり(この構成は高パワ−ANC構
成と呼ばれる)、 第5図は、本発明に従ってANCに接続された補償ブロ
ックNを示す第3図の低パワ−ANCシステムのブロック
ダイヤグラムであり、 第6図は、ゲイン対周波数についての第3図の制御AN
Cシステムのエラ−リジェクションのグラフであり、 第7図は、第5図のシステムに対するANC補償Nのゲ
イン及び位相対周波数のグラフであり、 第8図は、本発明による補償のスペクトルマッチング
方法を実行すべく使用される種々のダイナミックスを示
す第5図のシステムのブロックダイヤグラムであり、 第9図は、ANCシステムを接続すべく複数の加算点を
示す閉ル−プ制御システムの簡略化されたブロックダイ
ヤグラムであり、 第10図は、閉ル−プ光学系の概略図であり、 第11図は、ANCシステムの接続を示す第10図の閉ル−
プ光学系のブロックダイヤグラムであり、 第12図は、雑音消去信号Cを発生すべく動作するアナ
ログ回路のブロックダイヤグラムであり、 第13図は、信号Cを発生すべく動作するデジタルシス
テムのブロックダイヤグラムである。
説明するために、先行技術としての典型的な開ル−プAN
Cシステムについて簡単に説明する。
ラムが第1図に示される。ANC12それ自身がフィ−ドバ
ックのある閉ル−プとして動作する。しかしながら、好
ましくない雑音(Np)成分が付加された所望の信号が、
並列に開ル−プ状態で、システム10を伝搬する。
る。
た雑音、Nr=Nsの測定値、C=消去信号推定、ε=エラ
−信号。
立つ。1つは、Nr信号はある程度Np信号に相関されてお
り、第2に、SがNsすなわちNr及びNpに無相関であるこ
とである。
号に関連する。
程式2に示すように、εの方程式の両辺は二乗される。
エラ−をユニットオブパワ−に変換する理由は追って明
らかになる。
(CはNr及び遅延された種々のNrとの重み付き加算結果
からなる)、方程式2は、その期待値Eを考えることに
よって方程式3に変形される。
するε、又はE(ε2)のパワ−を最小にすべく構成さ
れるなら、方程式の(Np−C)2の部分は最小となり、
S2に無関係となる。同様に、ε2−S2も最小となる。ε
がSにちかずき、CがNpにちかずいた時、これは、パワ
−の最小二乗となる。
出力雑音パワ−を最小にすることであり、信号パワ−が
一定なので、これはANC12の出力の信号対雑音比(S/N
p)を最小にする。前記の最小二乗アルゴリズムを実行
する適応形フィルタ14が、方程式4に示された形の、簡
単で、一次の自由適応形フィルタで従って説明される。
は、方程式5のごとく書替えられる。
義されるユニットオブパワ−に変換される。
2 (6) 重みW(エラ−パワ−勾配)に対するエラ−パワ−ε
2の変化は、方程式7に示されるように、Wに対して方
程式6を微分することによって計算される。
ある重み勾配に対する良い近似を与える。この近似は、
下記の方程式8で与えられる。
より、方程式9で示される形に簡単化できる。
に、方程式9を時間で積分することによって求められ
る。
プラス変数である。
よって乗算されるが、これは、Nrに関するエラ−を最小
にする。
アルゴルズムのベクトル実行は、前記最小二乗アルゴリ
ズムを、雑音基準測定値と前記の第1次雑音との間の相
関に対する近似を計算するプロセッサに併合する。概し
て、プロセッサはタップされたディレイライン(TDL)
手段を具備する。TDL手段は、雑音基準測定値の漸次遅
延素子からなる雑音基準ベクトルを生成する。これら遅
延素子に重みが付けられたものは、Npの推定を構成する
のに使用される。
セッサを例示する。雑音基準ベクトル(Nri)は、雑音
測定値Nrのn次元表示である。Nriの構成要素は、遅延
のない雑音測定スペクトルから、Nrnによって示される
最大遅延スペクトルに渡る。各フィルタ路(遅延されて
いないか、又は遅延された)は一般にタップと呼ばれ
る。上記方法によって得られる消去信号は方程式12によ
って表わされる。
法に従って、閉ル−プ制御システムに適用される2つの
ANCの応用がある。これ以降、述べられるシステムは、
閉ル−プ構成における光学機構の位置を制御するシステ
ムである。しかしながら、本発明の閉ル−プANCシステ
ム及び方法は、コマンド信号を駆動するシステムに関し
て雑音信号を最小にするならばどのタイプの閉ル−プシ
ステムにも適している。
る2つの一般的な構成を示している。第3図の構成は、
コマンドが制御ル−プアクチュエ−タ16に到達する前
に、NpとNrとの間の相関された雑音に関する制御ル−プ
駆動コマンド(S)のための雑音消去を提供する。第3
図において、制御ル−プは、ANC18によってNpから分離
される。Npは、光学的加算点19で閉ル−プに結合され
る。雑音消去信号Cは、ANC加算点18′で制御ル−プに
注入されるとともに、エラ−信号εを加算点18′の出力
側からANC18にフィ−ドバックされる。第4図の構成
は、光学的加算部19の妨害を消去する信号によって制御
ル−プを駆動し、制御ル−プが阻害を排除するのを増大
させる。第3図の実施例は、妨害から制御ル−プを分離
し、したがって、妨害に対する制御ル−プの応答を低減
させる。第3図の実施例は、低パワ−構成(LPC)と呼
ばれる。第4図の構成は、制御ル−プ駆動を制御ル−プ
の帯域とは無関係のNp妨害に結合し、高パワ−構成(HP
C)と呼ばれる。
閉ル−プ構成との違いは、制御システムが、そのフィ−
ドバック路を介して、エラ−信号εに影響を与えること
であり、同時に、ANCは、消去信号Cの変化によってこ
のエラ−に影響を与える。ANCの制御システムへの影
響。及び、制御システムのANCへの影響は、本発明に従
って、信号εを補償することによって補正される。この
ような補償は、概して、信号εの電気的補償である。補
償の可能な1つの位置が第5図のブロックダイヤグラム
のブロックNとして示される。一般に、本発明の基礎概
念を説明すべく使用される比較的簡単な形の補償が第5
図に示されている。しかしながら、補償ブロックNは、
第5図の適応形フィルタブロック18″のどの入力にも提
供されるか又は、Nはフィルタ18″の出力に供給され
る。同様に、Nは全ての入力及びフィルタ18″の出力に
同時に供給される。
によって得られる。第1の方法は、より直感的であり、
インバ−スエラ−リジェクションレスポンス(IEER)方
法と呼ばれる。第2の方法は、ANCにおいて、エラ−基
準信号及び雑音基準信号の周波数スペクトルを最適に一
致させるものである。この第2の方法は、スペクトルマ
ッチング(SM)方法と呼ばれる。低パワ−構成に対する
Nを計算すべく前記2つの方法が説明される。高パワ−
構成に対する補償も同様の方法で引出される。
Nを介するフィ−ドバックによって表わされる閉ル−プ
システムの適応形フィルタ18″からなる。閉ル−プシス
テムのフィ−ドバック信号の位相及び極性は、システム
が安定であるためには、システムエラ−ポイントに関し
て負でなければならない。適応形フィルタ18″の出力が
消去信号Cであり、加算点18′への出力である、エラ−
信号εはフィ−ドバックである。
影響が、比ε/Cのボ−ド応答によって特徴づけられる。
この伝達関数は、制御ル−プに対するエラ−リジェクシ
ョンレスポンスの負であり、方程式13によって示される
ように、(Gで表わされる)制御ル−ププラントダイナ
ミックスによって直接定義される。
関係する。補償がない場合、ANCエラ−信号εは、LPCに
対する補償されていないエラ−リジェクション応答を示
す第6図の制御ル−プによって変形される。第6図に示
されるゲイン曲線の性質は、雑音基準信号とエラ−信号
とを相関させる能力を示すANCのパフォ−マンスに影響
する。第6図には示されないが、エラ−リジェクション
レスポンスの位相は、ビ−ムステアリングミラ−からな
る機構ダイナムミックス20に対する共鳴周波数におい
て、−180度から零度に推移し、制御ル−プの開ル−プ
クロスオ−バ点において、−180度に戻る。
間の位相(180度)はANCシステムに対して最適の安定性
及びパフォ−マンスポテンシャルを提供する。この理想
の状態は、もし、エラ−リジェクションレスポンスの逆
数に等しい補償が方程式14によって示されるなら、第6
図において特徴づけられたシステムに対して実現され
る。
御ル−プのインバ−スエラ−リジェクションレスポンス
である。第7図のグラフは、第5図のANC18がNにおい
て、制御ル−プのインバ−スエラ−リジェクションレス
ポンスに等しい量だけ補償されるとき、得られる位相及
びゲイン特性を示す。
る。
ョンレスポンスはLPCに対する所望の補償であることが
わかる。HPCの場合、エラ−信号が加算点18′の入力側
で検出されるので、補償Nは、制御ル−プの閉ル−プ応
答の逆数となる。
合されているならば必要な補償Nが生成される。補償は
伝達関数ε/Cの負の逆数であり、ANCが制御ル−プ内で
どのようにして物理的に一体化されているかは無関係と
なる。
のにブロックダイヤグラム代数を使用する。第8図は、
光学アライメントシステムに対するこの方法を示してお
り、ANCが低パワ−構成の制御ル−プに接続されてい
る。このブロックは光学アライメント制御システムとAN
Cの主要素を示す。スペクトルマッチングテクニックの
目標は、信号SεとSNのスペクトルを位置させることに
ある。すなわち、制御ル−プの源雑音を雑音基準測定値
に相関させるANCの能力は最大となる。計算的方法は、
概して、補償Nに関してNpに関するスペクトルSεを引
出すことにある。他の考察又は推定が次の派生において
説明される。
ンサ26、 G5=進み遅れネットワ−クなどの制御ル−プ補償28、 G6=センシングダイナミックス30(これは概して制御
ル−プのNp妨害以外のNr測定値となる。
又はセンサ空間妨害として定義される和である。スペク
トルマッチング方法は制御ル−プの妨害点に対して示さ
れているが、他の妨害点及び他のANC構成にも同様に適
用できる。
するタップディレイライン手段によって発生されたベク
トル量であるが、Nの計算には影響しない。
される。
い。
る。
制御ブロック伝達関数に関して計算される。
重み付きベクトル和によって示され、ベクトル項は項の
上方に付けられた^によって表わされる。
t=0のときに限られる。これはスペクトルマッチング
が起こる“最悪”の点である。方程式24は、t=0の条
件を実行し、SεがSNに等しいとき、 方程式24は本発明のスペクトルマッチング方法を直接
実行した場合の表現である。
測定値の比率の制御ル−プのインバ−スエラ−リジェク
ションレスポンス倍であり、ル−プ補償の逆数の制御ル
−プ光学センサ倍である。すなわち、この方法は、IERR
の方法よりもNの形についてより多くの情報を提供す
る。この付加的情報は次のごとく要約できる。
する。妨害点と消去点との間の伝達関数は、付加的G4と
G5項を追加することによって説明される。IERR方法は、
Cによるεへの影響のみを考慮する。
めることは、制御システム及び雑音基準測定値における
妨害を検出すべく、ANCの相対能力に関する情報を提供
する。Npが消去加算点18′の上流位置で起り、G5によっ
てCから無相関化されるので、インバ−ス補償項、1/G5
を含めることは望ましい。補償伝達関数にその逆数を含
めることによって、εの雑音と基準雑音測定値との間の
相関が増大される。
値は実質的に完全である。実際はこのことは不可能であ
る。実際、雑音基準及び制御ル−プシステムセンシング
システムは概して密接に結びついている。もし、制御ル
−プセンサ、すなわち、光学センサ26が雑音基準センサ
30と異なる応答を有するなら、Npはこの応答の違いによ
り無相関化される。センサ間のこの相対ゲインの違い
は、G4のG6に対する比率によっても表わされる。
(図に示さず)の下流の補償ブロックを付加することに
よって補償される。雑音基準測定値は、雑音測定装置を
介してNp源からの一定の、又は測定可能な伝達関数を有
する。さらに、制御ル−プセンサはNp源からANCエラ−
への一定の伝達関数を有する。もし決定されて雑音基準
路内に挿入されるなら、これらの伝達関数は、SεをSN
に正規化する。
スペクトルマッチングは、少なくとも2つの方法によっ
て達成されることである。1つの方法によれば、補償ブ
ロックNは、スペクトルSε及びSNを一致させるのに必
要な伝達関数を含む。第2の方法によれば、つまり、基
準雑音路の補償の場合、ANCへの雑音基準路の補償を使
用することによって同様のスペクトルが一致される。
プ妨害入力“上流”ダイナミックスは、エラ−路又は、
雑音基準炉において補償される。補償位置の選択は、制
御ル−プの妨害点、あるいは、ANC消去加算点における
SεとSNの妨害スペクトルを一致させるかどうかであ
る。これら2つのスペクトルマッチング方法のうちどち
らが最高のパフォ−マンスを得るかは、特定された応用
に対する要求に関する。しかしながら、前記されたN補
償のインバ−スエラ−リジェクションレスポンス要素を
含めることは、閉ル−プ制御システムへの応用における
ANCの安定に対して重要である。
たとき、ANCの安定性を補償する。さらに、IERR方法
は、制御ル−プ信号を一定のレベルに正規化する。さら
に、SM方法は、補償がNp信号がANCに到達する前、制御
システムのNp信号への効果に対して提供されることによ
ってNを引出す。これは、もちろん、Np信号が制御シス
テムに入る点に依存する。SM方法は、さらに、制御ル−
プセンサと雑音基準センサとの間の関係を識別し、か
つ、これら2つの信号がどのようにANC補償に関するの
かを識別する。
は、構成の選択すなわち、ANC信号を結合するのに適当
な制御システムの位置選択にある。構成選択の第1の決
定は、低パワ−モ−ド又は、高パワ−モ−ドの選択に関
する。前記したように、低パワ−モ−ドは、ANCによる
妨害源からの制御システム出力の分離を規定する。高パ
ワ−モ−ドは、センサスペ−ス妨害の制御システムリジ
ェクションの増大を規定する。ある応用に対して2つの
モ−ドのうち1つがいったん選択されれば、前記構成の
選択は、他のファクタの間でANC補償を実行する上での
複雑さを最小にする。
4、及び36)及び3つの入力加算部(38、40、及び42)
を有する一般的な制御システムブロックダイヤグラムを
示す。ANC信号が結合され、かつ、妨害が各低又は高パ
ワ−構成に対して引起こされる多くの異なる組合わせが
ある。可能性の範囲を制限すべく次の一般的なガイドラ
インが適用される。
結合であるが、光学又は機械的結合もまた本発明が範囲
内にあり、 (2)ANCエラ−フィ−ドバック信号、εをル−プ内の
妨害点に出来るだけ近く配設し、 (3)消去信号を妨害が最小となる点の上流に配設す
る。
上記の第1のガイドラインは明らかに実際的な考慮であ
る。現行システムに他のアクチュエ−タ又は機械的装置
を導入することの柔軟性は通常ない。
る前記の解析に関し、エラ−フィ−ドバック信号εが妨
害信号Npから遠くなるほど、より多くの項が補償伝達関
数Nが必要となることが示された。この付加された補償
はANCパフォ−マンスを増大するためにのみ必要とされ
た。
−の概念に関する。ANCによって生成された低パワ−消
去又は高パワ−駆動コマンドは、概して、制御ル−プの
出力応答への好ましくない妨害効果の上流点に発生す
る。
2及び第3のガイドラインに関する。
下流で、かつ2つの信号の間のダイナミックスを最小に
すべく出来るだけその近くで検出される。これは、妨害
がアクチュエ−タコマンドに到達する前に妨害を消去す
ることを促進する。
号が、妨害によるシステムエラ−を最小にするように制
御機構を駆動すべくアクチュエータを統制するように、
制御ル−プそれ自身が妨害に対して補正を行う点を越し
て配設される。概して、高パワ−構成は、全制御ル−プ
帯域幅が示すものより激しく制御機構を駆動する。すな
わち、高パワ−構成において提供されたANCのパフォ−
マンス改善は、制御機構のダイナミックレンジに直接関
係している。妨害入力のエラ−リジェクションに対する
改善は、概して制御機構の周波数特性あたりの飽和によ
って制限される。
4図に示される。回転ビ−ムスプリッタ50は複数のミラ
−52、54及び56に関して配設され、源60から放出される
光学エネルギビ−ム58はミラ−54からミラ−52に反射さ
れると共に、ミラ−52からシステムの外へと反射され
る。その後、ビ−ム58が目標(図に示さず)に当たった
場合は、ビ−ムの一部はミラ−56へと向かい、さらにビ
−ムスプリッタ50とミラ−56によってトラックセンサ62
へと逆反射される。これらの機能を達成すべく、回転ビ
−ムスプリッタ50は、外面にそって形成された平坦部を
有する円形円筒状反射部材として構成されている。第10
a図から、ビ−ムスプリッタ50は平坦部が配設された矢
印Aの方向に回転するので、出力放射パルスはシリンダ
によってミラ−52に到達可能である。すなわち、出力放
射線はシステムの外において結合される。目標から逆反
射された照射線の一部は、出力パルスが平坦部に整合さ
れる時間の後に到達する。第10bに示すように、リタ−
ンパルス72はビ−ムスプリッタ50の屈曲した反射面の一
部に衝突する。ミラ−56は、ビ−ムスプリッタ50に関し
て配設され、リタ−ン放射線の反射部は、ミラ−56に入
射し、検出されるセンサ62へと反射される。
プリッタ50のいかなる運動も目標の明らかな運動として
センサ62出力に現われる。
他の運動を消去すべくビ−ムスプリッタ50の駆動システ
ムに結合されたANCシステムがブロックダイヤグラムに
示される。回転ビ−ムスプリッタは基準周波数及び駆動
システムによって駆動され、その入力に、駆動システム
の出力が所望の運動以外のビ−ムスプリッタの運動を補
正すべく改善される加算部64を有している。この点に入
力されるこれらの信号は、本発明によって、ANCシステ
ム66によって引出されるデルタ周波数及びデルタ電圧項
である。
マルチ軸部及び回転ビ−ムスプリッタ機構に機械的に結
合される加速センサ68によってビ−ムスプリッタ50の移
動する角度位置を測定する。これらのマルチ軸センサ68
は、地震による雑音源、ベアリング雑音源、及び他の機
械的雑音源等の複数の機械的雑音源に起因する回転ビ−
ムスプリッタ50の妨害を検出及び測定すべく動作する。
これらの雑音源はブロック70において集約される。これ
らの雑音源のビ−ムスプリッタ50への影響はリタ−ンビ
−ム72のずれを引起こすが、このずれはトラックセンサ
62によって検出される。
タ50の移動角度位置の測定後、ANC66は、消去によっ
て、ビ−ムスプリッタ50の測定された運動に相関された
トラックセンサ62の出力のどの成分も除去する。この消
去信号は、駆動システムの出力後、及び回転ビ−ムスプ
リッタ50への入力前、閉ル−プの点64に入力されたデル
タ周波数及びテルタ電圧として表わされる。
て、ANC補償によって、機械的雑音源70によって引起こ
されたトラッキングエラ−に関するシステムリジェクシ
ョンにおける改善が20dbから45dbだけ、補償されないシ
ステムに比べて、所望の周波数範囲に渡って得られた。
アナログ回路のブロックダイヤグラムフォ−ムが示され
ている。雑音源測定装置の出力Nrが第3図に示されるよ
うなタップされた遅延線手段に供給されている。TDL
は、Nr信号を遅延すべく動作する複数の遅延素子82を具
備する。それぞれの遅延素子82は、表面弾性波装置又
は、Nr信号に遅延を引起こすのに適した他の装置を具備
する。各遅延素子82(Nr0からNrn)の出力は、エラ−信
号εによって遅延された雑音ベクトルを乗算すべく動作
する第1マルチプライア84に供給される。これらマルチ
プレイア84のそれぞれの出力は、その後、重み勾配W0か
らWnを生成すべく信号Sによる積を割算するデバイダ86
に供給される。生成されたそれぞれの重み勾配は、その
後、測定された雑音及び重み勾配を表わす積を生成すべ
く、第2マルチプレクサ88による各雑音ベクトルによっ
て乗算される。加算回路90は、消去信号Cを提供すべく
これらの積項のそれぞれを組合わせる。これらの種々の
マルチプライヤ、デバイダ、及び加算ネットワ−クの特
質は、特定された応用であり、従来の多くの回路手段に
よって実施される。
イリヤシングフィルタ102及び104に供給される本発明の
適応形雑音消去システム100の1つのデジタル実現を示
し、それぞれのフィルタは、それぞれアナログデジタル
(A/D)コンバ−タ106及び108に結合された出力を有す
る。A/Dコンバ−タ106及び108の出力は、マイクロプロ
セッサ、マイクロコンピュ−タ又は、消去信号C及び補
償Nの大きさを計算すべく動作する他のデジタルデ−タ
プロセッシング装置である中央処理ユニット(CPU)に
接続される。計算された消去信号を制御ル−プへと注入
すべく、CPU110はさらに、消去信号Cを表わす所望のア
ナログ電圧に生成すべく動作するデジタルアナログ(D
A)コンバ−タ112に接続される。D/Aコンバ−タ112の出
力は、制御ル−プに注入される前に、円滑フィルタ114
に供給される。
これらの実施例の変更が起こる。それゆえ、これらの例
示的実施例は本発明の範囲を制限するものではない。本
発明の範囲は添附の請求の範囲によってのみ制限され
る。
Claims (5)
- 【請求項1】制御信号S及びこの制御信号Sに関連した
雑音信号Npを有する閉ループ制御システムにおいて、補
償されたエラー信号εを適応形雑音消去システムによっ
て生成する方法であり、 適応形雑音消去システムを閉ループ制御システムの少な
くとも一部と電気的に並列に結合する工程と、 雑音基準信号Nrを測定する工程と、 実質的に零の時間遅延を持つNr0から所定の最大時間遅
延を持つNrnまでの複数の時間遅延されたNr信号を生成
する工程と、 tが時間かつμが任意の比例定数のとき、 で表される重み勾配関数Wを前記Nr0からNrnのそれぞれ
に乗算する工程と、 として表される雑音消去信号Cを計算すべく前記乗算工
程によって生成された積のそれぞれを加算し、補償され
たエラー信号εが方程式ε=S+(Np−C)に従って生
成されるように雑音消去信号Cを前記閉ループ制御シス
テムに注入する工程と、 前記制御システムのフィードバック路の前記適応形雑音
消去システムへの影響を実質的に補償すべく動作可能に
決定された値を持つ補償伝達関数Nによって前記補償さ
れたエラー信号εを補償する工程とを具備することを特
徴とする方法。 - 【請求項2】G1が前記閉ループのアクチュエータダイナ
ミックに関し、G2が前記閉ループの機構ダイナミックに
関し、G3が前記閉ループの結合ゲインに関し、G4が前記
閉ループのセンサゲインに関し、G5が前記閉ループの補
償ネットワークに関し、G6が雑音基準測定装置のセンシ
イングダイナミックに関し、Nが実質的に、 に等しいことを特徴とする請求項(1)記載の方法。 - 【請求項3】補償されたエラー信号εを提供する方法に
おいて、 所定の方法でアクチュエータが機構を駆動すべく動作可
能な特性を持つ制御信号Sを生成する工程と、 制御信号Sに関連した雑音信号Npの特性を決定する工程
と、 前記雑音信号Npを実質的に相殺する特性を持つ適応形雑
音消去信号Cを生成する工程と、 補償されたエラー信号εを生成すべく、前記閉ループに
前記適応形雑音消去信号Cを注入する工程と、 関係ε/Cを表す伝達係数の負の逆数に実質的に等しい量
だけ補償されたエラー信号εを補償する工程とを具備す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項4】前記決定工程が、Npの特性を表す特性をも
つ雑音基準信号Nrを測定する工程と、 複数の遅延された雑音基準信号Nrを獲得すべく前記雑音
基準信号Nrを連続的に遅延させる工程を具備することを
特徴とする請求項(3)記載の方法。 - 【請求項5】前記雑音消去信号生成工程が、前記複数の
遅延された雑音基準信号Nrのそれぞれに対して重み関数
Wを引き出す工程と、 前記それぞれの雑音基準信号Nrを前記重み関数のそれぞ
れに乗算してそれらの積を獲得する工程と、 前記雑音消去信号Cを生成すべく、前記積のそれぞれを
加算する工程とを具備することを特徴とする請求項
(4)記載の方法。
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