JP3340141B2 - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
能動型騒音制御装置Info
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Description
機の客室等の騒音を能動的に低減する能動型騒音制御装
置関する。
ては、例えば英国特許2149614に記載の図4に示
すようなものがある。この従来装置は、航空機の客室や
これに類する閉空間に適用するもので、閉空間内にラウ
ドスピーカ101a,101b,101C…及びマイク
ロホン103a,103b,103C…を備えており、
ラウドスピーカ101a,101b,101C…によっ
て騒音に干渉させる制御音を発生し、マイクロホン10
3a,103b,103C…によって騒音低減を図ろう
とする評価点、例えば、乗員の作業位置における残差信
号(残留騒音)を測定するようになっている。これらラ
ウドスピーカ101a,101b,101C…及びマイ
クロホン103a,103bは、マイクロプロセッサ1
07の信号処理器105に接続されている。そして、信
号処理器105は、マイクロプロセッサ107に含まれ
た基準信号検出回路109で検出したエンジンE等の騒
音源の騒音に関する信号、例えばクランク角信号の基本
周波数とマイクロホン103a,103b,103C…
からの入力信号とを受けとり、閉空間内の音圧レベルを
最少にするようにラウドスピーカ101a,101b,
101C…に駆動信号を出力するものでる。
カ101a,101b,101C…とマイクロホン10
3a,103b,103C…とが設けられているが、説
明を単純化するためそれぞれ1個づつ設けられているも
のとする。今、騒音源からマイクロホン103aまでの
伝達関数をHとし、ラウドスピーカ101aからマイク
ロホン103aまでの伝達関数をCとし、騒音源が発生
する音源情報信号をXp とするとマイクロホン103a
で観測される残差信号Eは、 E=Xp ・H+Xp ・G・C となる。ここでGは消音するために必要な伝達関数であ
る。評価点において騒音が完全に打消されたときE=0
となる。このときG=−H/Cとなる。通常この演算は
高速フーリエ変換を用いて周波数領域で実行され、その
結果を逆フーリエ変換することによってインパルス応答
を求め、信号処理器105にフィルタ係数としてセット
する。そして、マイク検出信号Eが最少となるGを求
め、このGに基づいて信号処理器105内のフィルタ係
数を適応的に更新するようにしている。マイク検出信号
Eを最少にするフィルタ係数を求める手法として最急降
下法の一種であるLMSアルゴリズム(Least Mean
Square )等がある。また、図4のようにマイクロホン
が複数設置されている場合には各マイクロホン103
a,103b,103C…で検出した信号の総和が最少
となるように制御されるものである。
に具体的に説明する。l番面のマイクロホン103a
(103b…)が検出したノイズ信号をel (n)、ラウ
ドスピーカ101a,101b,101c…からの制御
音が無いときのl番目のマイクロホン103a(103
b,…)が検出したノイズ信号をepl(n)、m番目のラ
ウドスピーカ101a(101b,…)とl番目の評価
点、すなわち作業位置との間の伝達関数(FIR(有限
インパルス応答)関数)のj番目(j=0,1,2…,
Ic −1)の項をディジタルフィルタで表わしたときの
フィルタ係数をClmj 、基準信号すなわち音源情報信号
xp (n)、基準信号xp (n)を入力しm番目のラウ
ドスピーカ101a(101b,…)を駆動する適用フ
ィルタのi番目(i=0,1,2,1…,IK −1)の
係数をWmiとすると、
eを、
タ係数Wm を求めるために、LMSアルゴリズムを採用
する。つまり、評価関数Jeを各フィルタ係数Wmiにつ
いて偏微分した値で当該フィルタ係数Wmiを更新する。
lm(n−i)とおけば、フィルタ係数の書き替え式は以
下の(5)式のLMSアルゴリズムにより得られる。
リズムの安定性と収束性は、
配される。
テム内でのマイクロホンの設定の仕方等に左右される一
方、閉空間内のマイクロホンからラウドスピーカまでの
伝達関数Clm等は一定として取り扱っている。
クロホン103a,103b,…やラウドスピーカ10
1a,101b,…の位相特性が変化して伝達関数Clm
が変化し、この変化に前記(5)式の収束係数αが対応
していないと
件が悪化した場合には、評価点での音圧上昇を招き、い
わゆる発散状態となってしまう。
の動作を停止させることも考えられる。反面、発散状態
の検出は、一般に閉空間内の人の耳障りで無い所定の閾
値以下で行うものであり、このような状態で装置を停止
してしまうと閉空間内の人が故障に気付かず使用し続け
てしまい、装置の機能を有効に発揮することができない
虞がある。
に、これを規制することが可能な能動型騒音制御装置の
提供を目的とする。
に請求項1の発明は、騒音に干渉させる制御音を発生し
て評価点の騒音低減を図る制御音源と、前記干渉後の所
定位置の残留騒音を検出する手段と、騒音源の騒音発生
状態に関する信号を検出する手段と、前記残留騒音検出
手段の出力信号と騒音発生状態検出手段の出力信号とに
基づき最急降下アルゴリズムを用いて前記制御音源を駆
動する信号を出力する制御手段とを備えた能動型騒音制
御装置であって、前記評価点の音圧上昇を検出する手段
と、この音圧上昇手段が所定の音圧上昇を検出したとき
最急降下アルゴリズムの収束項をより小さな値に補正す
る手段とを備えたことを特徴とする。
出手段の出力信号と騒音発生状態検出手段の出力信号と
に基づき最急降下アルゴリズムを用いて制御音源を駆動
する信号を出力する。これによって制御音源は、騒音に
干渉させる制御音を発生して評価点の騒音低減を図る。
音圧上昇検出手段が評価点の所定の音圧上昇を検出した
ときには、補正手段が最急降下アルゴリズムの収束項を
より小さな値に補正する。
説明は車両の車室内空間を例として行なう。
騒音制御装置のブロック図を示すもので、基本的な構成
は、図4に示すものと同様であり、閉空間内の制御音源
としてのラウドスピーカ1a,1b,1C…、残留騒音
検出手段としてのマイクロホン3a,3b,3c…を備
え、マイクロプロセッサ7内に制御手段としての信号処
理器5、及びエンジンE等の騒音源の騒音発生状態に関
する信号(基準信号)xp を検出する騒音発生状態検出
手段としての基準信号検出回路9を備えている。
上昇を検出する手段として発散検出回路11を備えてい
る。また、この実施例において、信号処理器5は、発散
検出回路11が発散を検出したとき最急降下アルゴリズ
ムの収束項を補正する手段を兼ねている。
の装置と同様に作動するものであり、l番目のマイクロ
ホン3a(3b,3c…)が検出したノイズ信号e
l (n)に関し、上記のように
係数を書き換えるLMSアルゴリズムは、
(7)のLMSアルゴリズムの収束項
では、収束係数αを補正することとしている。
と、ステップ1でマイクロホンからの信号を読み込みス
テップ2で当初発散検出回路11により発散の有無を検
出し、発散を検出しなければステップ3に行きλ=1に
補正係数をセットする。
れた収束係数αと
れ、略設計どおりに安定的に収束する。こうして、適応
的に書き換えられるフィルタ係数Wmiによってラウドス
ピーカ1a,1b…の利得が制御され、マイクロホン3
a,3bが設置されている評価点において、騒音低減を
図ることができる。
えば、ラウドスピーカ1a,1b,…とマイクロホン3
a,3b,…との間の伝達関数Clmに変化を生じるとL
MSアルゴリズムの
ぎて収束が緩慢となり、さらに条件が悪化すると収束し
なくなり、ラウドスピーカ1a,1b,1c…が発散状
態となる場合がある。この時はステップ2において発散
検出回路11が発散状態を検出し、ステップ4に進み信
号処理器5はλを1を下回る値、例えば、0.9にセッ
トし、ステップ5,ステップ7を経てLMSアルゴリズ
ムを実行する。従って、LMSアルゴリズムは安定的に
収束し、フィルタ係数Wmiを適応的に書き換え、評価点
での騒音低減を図ることができる。
ので、装置のブロック図は省略している(図2と同一の
ステップには同一の符号を付す)。
ルタ係数Wmiが適応的に書き換えられ、発散があればス
テップ30によりLMSアルゴリズムを
換える。すなわち、収束係数αk をP個あらかじめ備え
たもので、1度めのαk の書き換えで発散が停止しなけ
れば、次々と書き換えることができ、より適格に発散防
止を図り、騒音低減を図ることができる。
ものではない。例えば、上記実施例では、経時変化によ
る伝達関数の変化に対して発散する場合を規制するよう
に説明したが、ラウドスピーカやマイクその他の取付位
置等が不良な場合に発散する時等にも同様に適用するこ
とができるものである。また、マイクロホンが評価点に
ない場合でも適用できる。
によれば、評価点において騒音を低減できながら、音圧
上昇検出手段が評価点の所定の音圧上昇を検出したと
き、補正手段が最急降下アルゴリズムの収束項をより小
さな値に補正するため、装置の発散状態を規制し、作業
空間に居る人の不快感を抑制することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 騒音に干渉させる制御音を発生して評価
点の騒音低減を図る制御音源と、 前記干渉後の所定位置の残留騒音を検出する手段と、 騒音源の騒音発生状態に関する信号を検出する手段と、 前記残留騒音検出手段の出力信号と騒音発生状態検出手
段の出力信号とに基づき最急降下アルゴリズムを用いて
前記制御音源を駆動する信号を出力する制御手段とを備
えた能動型騒音制御装置であって、 前記評価点の音圧上昇を検出する手段と、 この音圧上昇手段が所定の音圧上昇を検出したとき最急
降下アルゴリズムの収束項をより小さな値に補正する手
段とを備えたことを特徴とする能動型騒音制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17698791A JP3340141B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 能動型騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17698791A JP3340141B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 能動型騒音制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0527777A JPH0527777A (ja) | 1993-02-05 |
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Family
ID=16023206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17698791A Expired - Fee Related JP3340141B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 能動型騒音制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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US10354557B2 (en) * | 2016-06-23 | 2019-07-16 | Nissin Dental Products Inc. | Orthodontic practice appliance |
KR102000036B1 (ko) * | 2016-12-28 | 2019-07-15 | 충남대학교 산학협력단 | 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP17698791A patent/JP3340141B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0527777A (ja) | 1993-02-05 |
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