JP3389981B2 - Adaptive control method for periodic signals - Google Patents

Adaptive control method for periodic signals

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JP3389981B2
JP3389981B2 JP07020997A JP7020997A JP3389981B2 JP 3389981 B2 JP3389981 B2 JP 3389981B2 JP 07020997 A JP07020997 A JP 07020997A JP 7020997 A JP7020997 A JP 7020997A JP 3389981 B2 JP3389981 B2 JP 3389981B2
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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、周期性信号の能動
抑制技術の技術分野に属する。例えば、周期性信号が振
動であれば能動制振の技術分野に属し、周期性信号が雑
音であればアクティヴ・ノイズ・サプレッションの技術
分野に属するなど、周期性信号の種類によって応用範囲
は広く拡がっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of active suppression technology for periodic signals. For example, if the periodic signal is vibration, it belongs to the technical field of active vibration control, and if the periodic signal is noise, it belongs to the technical field of active noise suppression. ing.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

(従来技術1:DXHS−LMSアルゴリズム)本発明
に対する従来技術1としては、特開平8−44377号
公報には、DXHS−LMSアルゴリズム(以下DXH
Sアルゴリズムと略称)と名付けられた最小二乗法に基
づく周期性信号の適応制御方法が開示されている。
(Prior Art 1: DXHS-LMS Algorithm) As the prior art 1 for the present invention, Japanese Patent Laid-Open No. 8-44377 discloses a DXHS-LMS algorithm (hereinafter DXH).
An adaptive control method for periodic signals based on the least-squares method, which is named S algorithm) is disclosed.

【0003】DXHSアルゴリズムは、周期性信号の基
本周波数成分とその高調波成分との制御を行い、その観
測点に及ぼす影響を抑制する適応制御方法を実現するも
のである。DXHSアルゴリズムでは、その影響を抑制
すべき制御対象信号(周期性信号)と、これを相殺すべ
く発生させられる制御信号(適応信号とも呼ぶ)とは、
それぞれ少なくとも一つの正弦波(調和関数)で表記さ
れ、これらの正弦波の角振動数、位相およびゲインが主
要な変数として定義されていた。そして、周期性信号の
影響を受ける観測点で観測される誤差信号の二乗を評価
関数とする最小二乗法を基本として、制御信号のゲイン
および位相を適応的に調整して周期性信号の影響を最小
化していた。また、制御対象システムの位相遅れ特性の
変動にも配慮し、テーブルデータの導入による制御対象
システムの特性の変動への適応能力の向上も図られてい
た。
The DXHS algorithm realizes an adaptive control method for controlling the fundamental frequency component of a periodic signal and its harmonic component and suppressing the influence on the observation point. In the DXHS algorithm, a control target signal (periodic signal) whose effect should be suppressed and a control signal (also referred to as an adaptive signal) that is generated to cancel the influence are
Each was represented by at least one sine wave (harmonic function), and the angular frequency, phase, and gain of these sine waves were defined as the main variables. Then, based on the least-squares method whose evaluation function is the square of the error signal observed at the observation point affected by the periodic signal, the gain and phase of the control signal are adaptively adjusted to reduce the influence of the periodic signal. Had been minimized. Also, in consideration of the fluctuation of the phase delay characteristic of the controlled system, the adaptability to the fluctuation of the controlled system characteristic was also improved by introducing the table data.

【0004】このようなDXHSアルゴリズムは、上記
公報中で従来技術としていたアルゴリズムに比べ、外乱
の影響を受けにくく、演算量が少ないという利点があっ
た。しかし、この従来技術1においては、制御信号を観
測点に伝達する制御対象システムの時間変動(所定の角
振動数で伝達特性が経時変化する)に対する適応能力が
十分ではなかった。
Such a DXHS algorithm has an advantage that it is less susceptible to the influence of disturbance and the amount of calculation is smaller than that of the conventional algorithm in the above publication. However, in the related art 1, the adaptive ability to the time variation (the transmission characteristic changes with time at a predetermined angular frequency) of the controlled system that transmits the control signal to the observation point is not sufficient.

【0005】(従来技術2:DXHS−LMS改良アル
ゴリズム)そこで、従来技術2として、発明者らは従来
技術1の改良アルゴリズム(DXHS−LMS改良アル
ゴリズム、以下DXHS改アルゴリズムと略称)を開発
した。その結果、同アルゴリズムによれば制御対象シス
テムの伝達特性の大幅な変動に対しても速やかに適応す
ることができるという実験成果を得た。この従来技術2
もまた、前述の従来技術1と同様に最小二乗法に基づく
方法であり、同方法は特開平8−272378号公報に
公開されている。
(Prior Art 2: DXHS-LMS Improved Algorithm) Therefore, as the prior art 2, the inventors have developed an improved algorithm of the prior art 1 (DXHS-LMS improved algorithm, hereinafter abbreviated as DXHS algorithm). As a result, we obtained the experimental results that the algorithm can adapt rapidly to the large fluctuation of the transfer characteristic of the controlled system. This prior art 2
This is also a method based on the least-squares method as in the above-mentioned Prior Art 1, and the method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-272378.

【0006】DXHS改アルゴリズムでは、周期性信号
および制御信号をそれぞれ調和関数で定義している点で
は従来技術1と同様である。しかし、適応係数ベクトル
W(n)の成分に、制御信号の振幅および位相に加え
て、制御対象システムの位相遅れに関する適応係数が導
入されている点が異なっている。同適応係数の導入に伴
い、適応係数ベクトルW(n)を更新する適応係数ベク
トル更新アルゴリズムに、適応係数を調整する成分も含
まれるようになっている。また、適応係数ベクトル更新
アルゴリズムの適応係数を調整する成分に、位相調整パ
ラメータを付加することにより、その収束性が改善され
ている。
The DXHS modified algorithm is similar to the prior art 1 in that the periodic signal and the control signal are each defined by a harmonic function. However, the difference is that, in addition to the amplitude and phase of the control signal, the adaptive coefficient relating to the phase delay of the controlled system is introduced into the component of the adaptive coefficient vector W (n). With the introduction of the adaptive coefficient, the adaptive coefficient vector updating algorithm for updating the adaptive coefficient vector W (n) also includes a component for adjusting the adaptive coefficient. In addition, the convergence is improved by adding the phase adjustment parameter to the component for adjusting the adaptive coefficient of the adaptive coefficient vector updating algorithm.

【0007】その結果、この従来技術2のDXHS改ア
ルゴリズムを用いた周期性信号の適応制御方法によれ
ば、制御対象システムの伝達特性の経時変化に対する適
応能力が飛躍的に高まるという効果を得ている。
As a result, according to the adaptive control method of the periodic signal using the DXHS modified algorithm of the prior art 2, the effect that the adaptive ability with respect to the change over time of the transfer characteristic of the controlled system is dramatically enhanced is obtained. There is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の従来
技術1および従来技術2のいずれにおいても、適応制御
のアルゴリズムは、最小二乗法に基づいて論理が展開さ
れ導出されてきた。すなわち、誤差信号e(n)の二乗
を評価関数として採用し、同二乗値の極小値を与える方
向へ適応係数ベクトルW(n)の各要素を調整する勾配
法を基本とするアルゴリズムに則って、前述の両従来技
術は開発されている。
By the way, in both the prior art 1 and the prior art 2 described above, the adaptive control algorithm has been derived by developing the logic based on the least square method. That is, according to an algorithm based on the gradient method, which employs the square of the error signal e (n) as the evaluation function and adjusts each element of the adaptive coefficient vector W (n) in the direction of giving the minimum value of the squared value. Both of the above prior art techniques have been developed.

【0009】それゆえ、両従来技術にはそれぞれの特徴
および長所が備わっているが、それでもなお、誤差信号
e(n)が極端に大きい場合には適応にある程度の時間
が必要であった。それゆえ、初期誤差が大きく、しかも
短時間中に適応することが要求される用途においては、
誤差信号e(n)の収束に要する時間をさらに短縮した
い、すなわち収束速度をさらに向上させたいという希望
があった。
Therefore, while both prior arts have their own features and advantages, they still required some time for adaptation when the error signal e (n) was extremely large. Therefore, in applications where the initial error is large and adaptation is required in a short time,
There was a desire to further reduce the time required for the convergence of the error signal e (n), that is, to further improve the convergence speed.

【0010】また、従来技術2では位相調整パラメータ
が導入されて伝達特性Gの位相特性の大幅な変動にも対
応できるようになっていたが、これも最小二乗法に基づ
いて導出されたアルゴリズムであった。それゆえ、上記
位相特性に関する適応範囲は飛躍的に拡大していたが、
適応の初期に上記位相特性に大きな誤差がある場合に
は、なおいっそうの収束速度の向上が望まれる場合もあ
り得た。
Further, in the prior art 2, the phase adjustment parameter was introduced to cope with a large variation of the phase characteristic of the transfer characteristic G, but this is also an algorithm derived based on the least square method. there were. Therefore, although the applicable range for the above phase characteristics has expanded dramatically,
If there is a large error in the above phase characteristics at the initial stage of adaptation, it may be desired to further improve the convergence speed.

【0011】そこで本発明は、上記両従来技術に比べて
も、適応制御の収束速度がいっそう向上している周期性
信号の適応制御方法を提供することを課題とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an adaptive control method for a periodic signal in which the convergence speed of adaptive control is further improved as compared with the above-mentioned both prior arts.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、発明者らは以下の各手段を発
明した。ここで、通常ハットまたはルーフと呼び慣わさ
れている数式中の記号は、明細書本文には電子出願上の
制約でそのまま表記できないので、「ハット」の接尾辞
で代替していることを付記しておく。
Means for Solving the Problems and Their Actions / Effects In order to solve the above problems, the inventors have invented the following means. It should be noted that the symbols in the formulas, which are usually called hats or roofs, cannot be written as they are in the text of the specification due to electronic application restrictions, so they are replaced with the suffix "hat". I'll do it.

【0013】(第1手段)本発明の第1手段は、請求項
1記載の周期性信号の適応制御方法である。本手段は、
少なくとも一つの角振動数ωk (1≦k≦K’、K’は
自然数)の信号成分を含み観測点に影響を及ぼす周期性
信号f(n)に対する適応制御方法である。すなわち本
手段では、周期性信号f(n)の角振動数ωk のうちK
個(1≦k≦K≦K’、Kも自然数)の計測値である測
定角振動数ωk'(1≦k≦K)の正弦波信号からなる適
応信号y(n)が、直接または間接的に逆位相で観測点
に加えるられる。その結果、周期性信号f(n)の特定
成分の観測点への影響は能動的に除去され、観測点で検
知される誤差信号e(n)は抑制される。
(First Means) A first means of the present invention is an adaptive control method for a periodic signal according to claim 1. This means
This is an adaptive control method for a periodic signal f (n) that includes a signal component of at least one angular frequency ω k (1 ≦ k ≦ K ′, K ′ is a natural number) and affects an observation point. That is, in this means, K of the angular frequency ω k of the periodic signal f (n) is
The adaptive signal y (n), which is a sine wave signal of the measurement angular frequency ω k ′ (1 ≦ k ≦ K), which is the measurement value of each (1 ≦ k ≦ K ≦ K ′, K is also a natural number), is directly or It is indirectly added to the observation point in anti-phase. As a result, the influence of the specific component of the periodic signal f (n) on the observation point is actively removed, and the error signal e (n) detected at the observation point is suppressed.

【0014】本手段では、各アルゴリズムが以下のよう
に作用する。基準入力信号生成アルゴリズムは、周期性
信号f(n)と相関がある基準信号により、角振動数ω
k を計測して計測角振動数ωk'を供給する。それととも
に、同アルゴリズムは、基準信号および計測角振動数ω
k'に基づいて、周期性信号f(n)の特定成分と同期し
ている基準入力信号xk (n)を生成する。ここで、基
準入力信号x(n)は、正弦波信号(90度位相を変え
て余弦波信号にもなる)でもよいし、矩形波信号でも良
いし、あるいは基準信号そのままのパルス信号であって
も良い。要するに基準入力信号x(n)は、周期性信号
f(n)の特定信号と適応信号y(n)とが同期を取れ
るように作用する信号であれば、どのようなものでも良
い。
In this means, each algorithm works as follows. The reference input signal generation algorithm uses the reference signal correlated with the periodic signal f (n) to calculate the angular frequency ω.
to measure the k and supplies the measured angular frequency ω k '. At the same time, the algorithm uses the reference signal and the measured angular frequency ω
Based on k ′, a reference input signal x k (n) that is synchronized with a particular component of the periodic signal f (n) is generated. Here, the reference input signal x (n) may be a sine wave signal (which also becomes a cosine wave signal by changing the phase by 90 degrees), a rectangular wave signal, or a pulse signal of the reference signal as it is. Is also good. In short, the reference input signal x (n) may be any signal as long as it acts so as to synchronize the specific signal of the periodic signal f (n) and the adaptive signal y (n).

【0015】適応信号発生アルゴリズムは、離散時間に
おける時刻nにおいて、計測角振動数ωk'を角振動数と
する振幅ak および位相φk の正弦波信号の少なくとも
一つが合成されてなる適応信号y(n)を発生させる。
適応信号y(n)は、前述の基準入力信号xk (n)に
同期しているので、周期性信号f(n)とも適正な位相
差で同期しており、通常は伝達特性Gを経て観測点に印
加されて周期性信号f(n)の特定成分を相殺する。適
応信号y(n)の振幅a(n)および位相φ(n)は、
下記の適応係数ベクトル更新アルゴリズムで適応的に調
整され、アップデートされる。
The adaptive signal generation algorithm is an adaptive signal obtained by combining at least one of sine wave signals having an amplitude a k and a phase φ k with the measured angular frequency ω k 'as an angular frequency at a discrete time n. Generate y (n).
Since the adaptive signal y (n) is synchronized with the above-mentioned reference input signal x k (n), it is also synchronized with the periodic signal f (n) with an appropriate phase difference, and normally passes through the transfer characteristic G. It is applied to the observation point to cancel a specific component of the periodic signal f (n). The amplitude a (n) and the phase φ (n) of the adaptive signal y (n) are
It is adaptively adjusted and updated by the following adaptive coefficient vector update algorithm.

【0016】適応係数ベクトル更新アルゴリズムは、上
記適応信号y(n)の振幅ak (n)および位相φ
k (n)を成分とする適応係数ベクトルW(n)=[・
・・ak(n)・・・,・・・φk (n)・・・]を適
応的に更新するアルゴリズムである。この更新は、観測
点で計測される誤差信号e(n)と計測角振動数ωk'と
に基づいて離散時間の時刻nの経過(更新周期T)毎に
行われる。そして、周期性信号f(n)の特定成分の角
振動数ωk ならびに振幅および位相の変動と、周期性信
号f(n)から観測点までの伝達特性Gの変動とに対し
て、適応係数ベクトルW(n)の上記各成分が適応的に
調整される。前述のように、更新された該適応係数ベク
トルW(n)の上記各成分をもって、適応信号y(n)
の各正弦波信号の振幅ak (n)および位相φk (n)
が更新される。
The adaptive coefficient vector updating algorithm uses the amplitude a k (n) and the phase φ of the adaptive signal y (n).
adaptive coefficient vector W to k (n) is the component (n) = [·
.. a k (n) ..., φ k (n) ...] is an algorithm for adaptively updating. This update is performed at each elapse of the discrete time point n (update period T) based on the error signal e (n) measured at the observation point and the measured angular frequency ω k ′. Then, with respect to the variation of the angular frequency ω k and the amplitude and the phase of the specific component of the periodic signal f (n) and the variation of the transfer characteristic G from the periodic signal f (n) to the observation point, the adaptation coefficient The above components of the vector W (n) are adaptively adjusted. As described above, the adaptive signal y (n) is obtained by using the above-mentioned components of the updated adaptive coefficient vector W (n).
A k (n) and phase φ k (n) of each sine wave signal of
Will be updated.

【0017】本手段の特徴的な点は、前述の適応係数ベ
クトル更新アルゴリズムにおいて、適応の度合いを評価
する評価関数Jw として誤差信号e(n)の2N乗(2
≦N)が用いられている点である。すなわち、本手段は
勾配法ではあるが、最小二乗法ではなく、最小四乗法、
最小六乗法、最小八乗法、・・・に則って、適応係数ベ
クトル更新アルゴリズムが構成されている。
A characteristic point of the present means is that, in the above-mentioned adaptive coefficient vector updating algorithm, the error signal e (n) is a power of 2N (2) as an evaluation function J w for evaluating the degree of adaptation.
≦ N) is used. That is, although this means is a gradient method, it is not a least squares method, but a least squares method,
The adaptive coefficient vector updating algorithm is constructed according to the least-sixth method, the least-octave method, ....

【0018】このようなアルゴリズムでは、誤差信号e
(n)の絶対値が1を越えると(または所定の単位誤差
を越えると)、誤差信号e(n)の2N乗値は勾配が急
速に増大するので、収束速度が飛躍的に向上する。それ
ゆえ、ごく短時間に誤差信号e(n)の絶対値は1(な
いし単位誤差)未満に収束する。したがって本手段によ
れば、前述の従来技術1に比べても、適応制御の収束速
度がいっそう向上している周期性信号の適応制御方法を
提供することができるという効果がある。
In such an algorithm, the error signal e
When the absolute value of (n) exceeds 1 (or exceeds a predetermined unit error), the slope of the 2N-th power value of the error signal e (n) rapidly increases, so that the convergence speed is dramatically improved. Therefore, the absolute value of the error signal e (n) converges to less than 1 (or unit error) in a very short time. Therefore, according to the present means, it is possible to provide an adaptive control method for a periodic signal in which the convergence speed of adaptive control is further improved as compared with the above-mentioned Prior Art 1.

【0019】なお、誤差信号e(n)を適正な単位誤差
でノーマライズして本手段の適応係数ベクトル更新アル
ゴリズムに供することにより、誤差信号e(n)がこの
範囲を越えたら急速にその範囲内に収束させる閾値を設
定することが可能である。同閾値は、本手段を適用する
システムの特性や要求仕様に基づいて、上記単位誤差に
より任意に設定することができる。
When the error signal e (n) exceeds this range by normalizing the error signal e (n) with an appropriate unit error and using it in the adaptive coefficient vector updating algorithm of this means, the error signal e (n) rapidly falls within the range. It is possible to set a threshold value for converging on. The threshold can be arbitrarily set by the unit error based on the characteristics of the system to which the present means is applied and the required specifications.

【0020】(第2手段)本発明の第2手段は、請求項
2記載の周期性信号の適応制御方法である。本手段は、
大半部分が前述の第1手段と同一であるが、伝達位相特
性同定アルゴリズムを有する点と、同アルゴリズムおよ
び適応係数ベクトル更新アルゴリズムにおけるそれぞれ
の評価関数とが、第1手段と異なっている。
(Second Means) The second means of the present invention is the adaptive control method of the periodic signal according to the second aspect. This means
Although most parts are the same as the above-mentioned first means, the point that it has a transfer phase characteristic identification algorithm and the respective evaluation functions in this algorithm and the adaptive coefficient vector updating algorithm are different from the first means.

【0021】伝達位相特性同定アルゴリズムは、伝達特
性Gの各位相特性Φk の各推定値Φ k ハット(n)を、
誤差信号e(n)および計測角振動数ωk'に基づいて時
刻nの経過毎に更新する。この更新の結果、各位相特性
各推定値Φk ハット(n)は、伝達特性Gの位相特性Φ
の変動に対して適応的に調整され、伝達特性Gの位相特
性Φの大幅な変動にも対処して誤差信号e(n)を収束
させることができるようになる。
The transfer phase characteristic identification algorithm has a transfer characteristic.
Each phase characteristic Φ of sex GkEach estimated value of Φ kHat (n)
Error signal e (n) and measured angular frequency ωkBased on '
It is updated every time the time n passes. As a result of this update, each phase characteristic
Each estimated value ΦkThe hat (n) is the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G.
Is adjusted adaptively to the fluctuation of
The error signal e (n) is converged by coping with the large fluctuation of the property Φ.
Will be able to.

【0022】一方、適応係数ベクトル更新アルゴリズム
は、おおむね前述の第1手段のそれと同一であるが、評
価関数が二乗誤差である場合も含まれてる点で第1手段
とは異なっている。すなわち、適応係数ベクトル更新ア
ルゴリズムにおいては、適応の度合いを評価する評価関
数としてJw =e2N(n)が用いられており、Nは1以
上の自然数である。
On the other hand, the adaptive coefficient vector updating algorithm is almost the same as that of the above-mentioned first means, but is different from the first means in that the evaluation function includes a square error. That is, in the adaptive coefficient vector updating algorithm, J w = e 2N (n) is used as an evaluation function for evaluating the degree of adaptation, and N is a natural number of 1 or more.

【0023】また、伝達位相特性同定アルゴリズムにお
いても、各位相特性推定値Φk ハット(n)の同定の度
合いを評価する評価関数としてJw =e2Q(n)が用い
られており、Qもまた1以上の自然数である。ただし、
NおよびQのうち少なくとも一方は2以上であり、この
ことが本手段の特徴となっている。
Also in the transfer phase characteristic identification algorithm, J w = e 2Q (n) is used as the evaluation function for evaluating the degree of identification of each phase characteristic estimated value Φ k hat (n), and Q is also used. It is a natural number of 1 or more. However,
At least one of N and Q is 2 or more, which is the feature of the present means.

【0024】すなわち、適応係数ベクトル更新アルゴリ
ズムおよび伝達位相特性同定アルゴリズムのうち少なく
とも一方は、最小四乗法等の誤差信号e(n)の高次乗
数による評価関数を用いて、勾配法が実施される。それ
ゆえ、上記両アルゴリズムのうち、高次数の評価関数を
用いてアルゴリズムが展開されているものは、誤差信号
e(n)の絶対値が大きい適応制御の初期において、急
速な収束速度を発揮する。
That is, at least one of the adaptive coefficient vector updating algorithm and the transfer phase characteristic identifying algorithm implements the gradient method by using an evaluation function by a high-order multiplier of the error signal e (n) such as the least-squares method. . Therefore, of the above two algorithms, the one in which the algorithm is developed using a high-order evaluation function exhibits a rapid convergence speed in the initial stage of adaptive control in which the absolute value of the error signal e (n) is large. .

【0025】したがって本手段によれば、伝達特性Gの
位相特性Φの大幅な変動にも対処できるばかりではな
く、誤差の大きい範囲において急速な収束速度を発揮す
ることができる周期性信号の適応制御方法を提供可能で
あるという効果がある。なお、本手段においても前述の
第1手段と同様に、誤差信号e(n)を適正な単位誤差
でノーマライズすることにより、誤差信号e(n)がこ
の範囲を越えたら急速にその範囲内に収束させる閾値を
設定することが可能である。
Therefore, according to the present means, not only the large fluctuation of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G can be coped with, but also the adaptive control of the periodic signal capable of exhibiting the rapid convergence speed in the range where the error is large. The effect is that a method can be provided. Also in this means, as in the case of the above-mentioned first means, the error signal e (n) is normalized within an appropriate unit error so that if the error signal e (n) exceeds this range, the error signal e (n) rapidly falls within that range. It is possible to set a threshold for convergence.

【0026】また、適応係数ベクトル更新アルゴリズム
の更新周期Tと伝達位相特性同定アルゴリズムの同定周
期Tとは、必ずしも一致していなくとも良い。 (第3手段)本発明の第3手段は、請求項3記載の周期
性信号の適応制御方法である。本手段は、前述の第1手
段を多入力多出力制御系に拡張したものである。すなわ
ち、周期性信号f(n)は少なくとも一つの観測点に影
響を及ぼし、各観測点では、L個の誤差信号el (n)
(1≦l≦L、Lは自然数)が検知される。一方、各観
測点への周期性信号f(n)の影響のうち特定成分を相
殺して抑制する適応信号もM個ある。つまり、M個の適
応信号ym (n)(1≦m≦M、Mは自然数)を逆位相
で直接または間接的に各観測点に加えることによって、
周期性信号f(n)の特定成分の各観測点への影響が能
動的に除去される。
Further, the update cycle T of the adaptive coefficient vector update algorithm and the identification cycle T of the transfer phase characteristic identification algorithm need not necessarily match. (Third Means) A third means of the present invention is the adaptive control method for a periodic signal according to claim 3. This means is an extension of the above-mentioned first means to a multi-input multi-output control system. That is, the periodic signal f (n) affects at least one observation point, and at each observation point, L error signals e l (n)
(1 ≦ l ≦ L, L is a natural number) is detected. On the other hand, there are M adaptive signals that cancel and suppress a specific component of the influence of the periodic signal f (n) on each observation point. That is, by adding M adaptive signals y m (n) (1 ≦ m ≦ M, M is a natural number) to each observation point directly or indirectly in antiphase,
The influence of the specific component of the periodic signal f (n) on each observation point is actively removed.

【0027】その各々の誤差信号el (n)からM個の
適応信号ym (n)を生成し、同誤差信号を抑制するた
めの各アルゴリズムは、基本的に前述の第1手段をL入
力M出力制御系に拡張しただけある。それゆえ、本手段
の基本的な技術思想は、第1手段のものを踏襲してい
る。したがって本手段によれば、多入力多出力制御系を
形成しながら、各誤差信号el (n)をそれぞれ急速に
所定範囲に収束可能な周期性信号の適応制御方法を提供
することができるという効果がある。
Each algorithm for generating M adaptive signals y m (n) from each error signal e l (n) and suppressing the error signals is basically the same as the above-mentioned first means L. It is only expanded to the input M output control system. Therefore, the basic technical idea of this means follows that of the first means. Therefore, according to the present means, it is possible to provide an adaptive control method of a periodic signal capable of rapidly converging each error signal e l (n) into a predetermined range while forming a multi-input multi-output control system. effective.

【0028】なお、本手段においても前述の第1手段と
同様に、誤差信号el (n)を適正な単位誤差でノーマ
ライズすることにより、各誤差信号el (n)が各単位
誤差を越えたら急速にその範囲内に収束させる閾値を設
定することが可能である。 (第4手段)本発明の第4手段は、請求項4記載の周期
性信号の適応制御方法である。
Also in this means, as in the first means described above, each error signal e l (n) exceeds each unit error by normalizing the error signal e l (n) with an appropriate unit error. Then, it is possible to set a threshold value for rapidly converging within the range. (Fourth Means) The fourth means of the present invention is the adaptive control method for periodic signals according to the fourth aspect.

【0029】本手段は、前述の第2手段を多入力多出力
制御系に拡張したものである。すなわち、周期性信号f
(n)は少なくとも一つの観測点に影響を及ぼし、各観
測点では、L個の誤差信号el (n)(1≦l≦L、L
は自然数)が検知される。一方、各観測点への周期性信
号f(n)の影響のうち特定成分を相殺して抑制する適
応信号もM個ある。つまり、M個の適応信号ym (n)
(1≦m≦M、Mは自然数)を逆位相で直接または間接
的に各観測点に加えることによって、周期性信号f
(n)の特定成分の各観測点への影響が能動的に除去さ
れる。
This means is an extension of the above-mentioned second means to a multi-input multi-output control system. That is, the periodic signal f
(N) affects at least one observation point, and at each observation point, L error signals e l (n) (1 ≦ l ≦ L, L
Is a natural number). On the other hand, there are M adaptive signals that cancel and suppress a specific component of the influence of the periodic signal f (n) on each observation point. That is, M adaptive signals y m (n)
(1 ≦ m ≦ M, M is a natural number) is directly or indirectly added in antiphase to each observation point to obtain the periodic signal f
The influence of the specific component (n) on each observation point is actively removed.

【0030】その各々の誤差信号el (n)からM個の
適応信号ym (n)を生成し、同誤差信号を抑制するた
めの各アルゴリズムは、基本的に前述の第2手段をL入
力M出力制御系に拡張しただけある。それゆえ、本手段
の基本的な技術思想は、第2手段のものを踏襲してい
る。したがって本手段によれば、多入力多出力制御系を
形成しながら、伝達特性Gの位相特性Φの大幅な変動に
も対処できるばかりではなく、各誤差信号el (n)を
それぞれ急速に所定範囲に収束可能な周期性信号の適応
制御方法を提供することができるという効果がある。
Each algorithm for generating M adaptive signals y m (n) from each of the error signals e l (n) and suppressing the error signals is basically the same as the above-mentioned second means L. It is only expanded to the input M output control system. Therefore, the basic technical idea of this means follows that of the second means. Therefore, according to the present means, not only can a large variation of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G be dealt with while forming a multi-input multi-output control system, but also each error signal e l (n) can be rapidly determined. There is an effect that it is possible to provide an adaptive control method for a periodic signal that can converge to a range.

【0031】なお、本手段においても前述の第2手段と
同様に、誤差信号el (n)を適正な単位誤差でそれぞ
れノーマライズすることにより、各誤差信号el (n)
が各単に誤差を越えたら急速にその範囲内に収束させる
閾値を設定することが可能である。また、適応係数ベク
トル更新アルゴリズムの更新周期Tと伝達位相特性同定
アルゴリズムの同定周期Tとは、必ずしも一致していな
くとも良い。
Also in this means, similarly to the above-mentioned second means, each error signal e l (n) is normalized by normalizing the error signal e l (n) with an appropriate unit error.
It is possible to set a threshold value that causes each to rapidly converge within the range when each exceeds the error. Further, the update cycle T of the adaptive coefficient vector update algorithm and the identification cycle T of the transfer phase characteristic identification algorithm need not necessarily match.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の周期性信号の適応制御方
法および制御方法の実施の形態については、当業者に実
施可能な理解が得られるように、以下の実施例で明確か
つ十分に説明する。 [実施例1] (実施例1のアルゴリズムの導出)本発明の実施例1と
しての周期性信号の適応制御方法は、理解が容易である
ように、前述の第1手段においてK=1、すなわち周期
性信号f(n)のうち単一の角振動数ωの周期性振動成
分を抑制すべき特定成分とする適応制御方法である。本
実施例の適応制御方法は、図1を参照しながら、以下の
ようにして導き出すことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the adaptive control method and control method for a periodic signal of the present invention will be clearly and sufficiently described in the following embodiments so that those skilled in the art can understand the embodiments. To do. [First Embodiment] (Derivation of Algorithm of First Embodiment) The adaptive control method for a periodic signal according to the first embodiment of the present invention is K = 1, that is, This is an adaptive control method in which a periodic vibration component having a single angular frequency ω of the periodic signal f (n) is used as a specific component to be suppressed. The adaptive control method of this embodiment can be derived as follows with reference to FIG.

【0033】まず、角振動数ωの抑制すべき特定成分を
含む周期性信号f(n)が、観測点24に加わっている
ものとする。周期性信号f(n)の上記特定成分と同期
が取れており振幅は一定値Xの余弦波である基準入力信
号x(n)が、次の数13に示すように適応制御系の入
力として得られるものとする。
First, it is assumed that the periodic signal f (n) including the specific component of the angular frequency ω to be suppressed is added to the observation point 24. The reference input signal x (n), which is a cosine wave having a constant value X and being synchronized with the above-described specific component of the periodic signal f (n), is input to the adaptive control system as shown in the following Expression 13. Shall be obtained.

【0034】[0034]

【数13】 x(n) = Xcos[ω’Tn] ここで、ω’は測定角振動数であって、周期性信号f
(n)の特定成分の角振動数ωの測定値である。また、
Tは適応係数ベクトルW(n)の更新周期であり、サン
プリング周期と考えても良い。さらに、nは離散時間に
おける時刻を表す整数である。
X (n) = Xcos [ω′Tn] where ω ′ is the measured angular frequency and the periodic signal f
It is a measured value of the angular frequency ω of the specific component of (n). Also,
T is an update cycle of the adaptive coefficient vector W (n) and may be considered as a sampling cycle. Further, n is an integer representing the time in discrete time.

【0035】この基準入力信号x(n)をブロックGハ
ット13’で観測することにより、計測角振動数ωk'
と、所定の推定伝達特性Gハットの推定位相特性Φハッ
ト(一定値)とが提供されるものとする。ただし、図1
中のブロックGハット13’は、適応係数ベクトル更新
アルゴリズム12に計測角振動数ω’と、推定位相特性
Φハットとを与えるものとして便宜的に描かれているも
のである。それゆえ、ω’およびΦハットが適応係数ベ
クトル更新アルゴリズム12に提供されるための手段で
あれば、その他の表現で図示されていても構わない。
By observing this reference input signal x (n) with the block G hat 13 ', the measured angular frequency ω k '
And an estimated phase characteristic Φ hat (constant value) of a given estimated transfer characteristic G hat. However,
The block G hat 13 ′ in the middle is drawn for convenience as giving the measured angular frequency ω ′ and the estimated phase characteristic Φ hat to the adaptive coefficient vector updating algorithm 12. Therefore, as long as ω ′ and Φ hat are means for providing to the adaptive coefficient vector updating algorithm 12, they may be illustrated in other expressions.

【0036】前述のように、周期性信号f(n)のうち
抑制すべき特定成分は、単一の角振動数ωをもつ抑制す
べき周期性振動成分であるから、適応係数ベクトルW
(n)は次の数14で表記される。
As described above, since the specific component to be suppressed in the periodic signal f (n) is the periodic vibration component to be suppressed having the single angular frequency ω, the adaptive coefficient vector W
(N) is expressed by the following equation 14.

【0037】[0037]

【数14】 W(n) = [ a(n), φ
(n) ]T また、適応信号y(n)が観測点24に至るまでの伝達
特性G(23)は、角振動数ωの関数ベクトルとして、
次の数15で表記される。なおこれからは、伝達特性G
(ω)を単に伝達特性Gと略記するものとする。
(14) W (n) = [a (n), φ
(N)] T Further , the transfer characteristic G (23) until the adaptive signal y (n) reaches the observation point 24 is expressed as a function vector of the angular frequency ω,
It is expressed by the following equation 15. From now on, the transfer characteristic G
(Ω) is simply abbreviated as the transfer characteristic G.

【0038】[0038]

【数15】 G(ω) = [ A(ω), Φ
(ω) ]T 適応信号発生アルゴリズム11は適応フィルタとして機
能し、上記基準入力信号x(n)を元に次の数16に従
って適応信号y(n)を生成し、上記伝達特性G(2
3)に供給する。
[Equation 15] G (ω) = [A (ω), Φ
(Ω)] T The adaptive signal generation algorithm 11 functions as an adaptive filter, generates an adaptive signal y (n) according to the following equation 16 based on the reference input signal x (n), and transfers the transfer characteristic G (2
Supply to 3).

【0039】[0039]

【数16】 y(n) = a(n)Xcos[ω’T
n+φ(n)] この適応信号y(n)が伝達特性G(23)を介して観
測点24に伝達されるときには、適応信号y(n)は次
の数17に示す相殺信号z(n)に変換されている。
Y (n) = a (n) Xcos [ω′T
n + φ (n)] When this adaptive signal y (n) is transmitted to the observation point 24 via the transfer characteristic G (23), the adaptive signal y (n) is a canceling signal z (n) shown in the following Expression 17. Has been converted to.

【0040】[0040]

【数17】 z(n) = a(n)A(ω’)X・
cos[ω’Tn+φ(n)+Φ(ω’)] この相殺信号z(n)が観測点24で周期性信号f
(n)に加えられると、周期性信号f(n)は相殺信号
z(n)によって相殺され、結果として観測点24で観
測される誤差信号e(n)のレベルは低く抑制される。
Z (n) = a (n) A (ω ′) X ·
cos [ω′Tn + φ (n) + Φ (ω ′)] This cancellation signal z (n) is a periodic signal f at the observation point 24.
When added to (n), the periodic signal f (n) is canceled by the canceling signal z (n), and as a result, the level of the error signal e (n) observed at the observation point 24 is suppressed low.

【0041】ここで、上記数13で示した基準入力信号
x(n)の振幅Xは任意の一定値であるから、X=1と
置くものとする。このことによって、以下の適応係数ベ
クトル更新アルゴリズム12等の導出には影響がないの
で、X=1と置いて特に不都合は生じない。また、計測
角振動数ω’は周期性信号f(n)の真の角振動数ωと
工学的に等価であると仮定すれば、ω’=ωである。す
ると、前述の数13、数16および数17は、それぞれ
次の数18〜数20に簡素に書き換えられる。
Here, since the amplitude X of the reference input signal x (n) shown in the above equation 13 is an arbitrary constant value, it is assumed that X = 1. This does not affect the derivation of the following adaptive coefficient vector update algorithm 12 and the like, so that X = 1 does not cause any particular inconvenience. Further, assuming that the measured angular frequency ω ′ is engineeringly equivalent to the true angular frequency ω of the periodic signal f (n), ω ′ = ω. Then, the above equations 13, 16 and 17 are simply rewritten into the following equations 18 to 20, respectively.

【0042】[0042]

【数18】 x(n) = cos[ωTn]X (n) = cos [ωTn]

【0043】[0043]

【数19】 y(n) = a(n)cos[ωTn+
φ(n)]
Y (n) = a (n) cos [ωTn +
φ (n)]

【0044】[0044]

【数20】 z(n) = a(n)A(ω)・cos
[ωTn+φ(n)+Φ(ω)] 相殺信号z(n)の振幅成分a(n)A(ω)は、伝達
関数のゲインA(ω)が角振動数ωによって一意に定ま
っているので、適応信号y(n)の振幅a(n)で定ま
る。同様に、相殺信号z(n)の位相成分[φ(n)+
Φ(ω)]は、伝達関数の位相特性(位相遅れの符号を
逆転させたもの)Φ(ω)が角振動数ωによって一意に
定まっているので、適応信号y(n)の位相φ(n)で
定まる。それゆえ、観測点24における誤差信号e
(n)を適正に低いレベルに抑制できるか否かは、一に
適応信号y(n)の振幅a(n)および位相φ(n)の
調整如何にかかっている。
Z (n) = a (n) A (ω) · cos
[ΩTn + φ (n) + Φ (ω)] Since the gain A (ω) of the transfer function of the amplitude component a (n) A (ω) of the cancellation signal z (n) is uniquely determined by the angular frequency ω, It is determined by the amplitude a (n) of the adaptive signal y (n). Similarly, the phase component of the cancellation signal z (n) [φ (n) +
.PHI. (. Omega.)] Is the phase characteristic of the adaptive signal y (n) since the phase characteristic of the transfer function (inverted sign of the phase delay) .PHI. (. Omega.) Is uniquely determined by the angular frequency .omega. n). Therefore, the error signal e at the observation point 24
Whether or not (n) can be suppressed to an appropriately low level depends, in part, on the adjustment of the amplitude a (n) and the phase φ (n) of the adaptive signal y (n).

【0045】適応信号y(n)の振幅a(n)および位
相φ(n)は、両者を要素とする適応係数ベクトルW
(n) = [ a(n), φ(n) ]T の各要素
によって更新される。それゆえ、適応係数ベクトルW
(n)の調整を行う適応係数ベクトル更新アルゴリズム
12が、本実施例の周期性信号の適応制御方法にとっ
て、最も重要な部分である。本実施例の適応係数ベクト
ル更新アルゴリズム12は、次のようにして導き出すこ
とができる。
The amplitude a (n) and the phase φ (n) of the adaptive signal y (n) are the adaptive coefficient vector W having both as elements.
(N) = [a (n), φ (n)] T is updated by each element. Therefore, the adaptive coefficient vector W
The adaptive coefficient vector updating algorithm 12 that adjusts (n) is the most important part of the adaptive control method of the periodic signal of this embodiment. The adaptive coefficient vector updating algorithm 12 of this embodiment can be derived as follows.

【0046】まず、次の数21に示すように、評価関数
w を誤差信号e(n)の2N乗と定義する。
First, as shown in the following equation 21, the evaluation function J w is defined as the error signal e (n) raised to the power of 2N.

【0047】[0047]

【数21】 Jw =e2N(n)=[f(n)+z
(n)]2N ここで、前述の本発明の第1手段によれば、Nは2以上
の自然数であるから、本実施例ではN=2と定め、誤差
信号e(n)の4乗を評価関数として使用する。それゆ
え、本実施例の適応係数ベクトル更新アルゴリズム12
の構成は、勾配法ではあるが、最小二乗法ではなく最小
四乗法になる。ただし、以後の数式の展開としては任意
のN(すなわちN=2,4,6,・・・)に対応できる
ように、一般的に2N乗として表記しておくものとす
る。
[Equation 21] J w = e 2N (n) = [f (n) + z
(N)] 2N Here, according to the above-mentioned first means of the present invention, N is a natural number of 2 or more. Therefore, in this embodiment, it is determined that N = 2, and the fourth power of the error signal e (n) is Used as an evaluation function. Therefore, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 of this embodiment is used.
Although the construction of is a gradient method, it is a least-squares method instead of a least-squares method. However, in order to deal with arbitrary N (that is, N = 2, 4, 6, ...) As the development of the following mathematical formula, it is generally expressed as 2N power.

【0048】勾配法よれば、適応係数ベクトル更新アル
ゴリズム12すなわち適応係数ベクトルW(n)の更新
式は、勾配法に則って上記評価関数Jw を適応係数ベク
トルW(n)の各要素で偏微分することによって得ら
れ、次の数22によって定義される。
According to the gradient method, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12, that is, the updating formula of the adaptive coefficient vector W (n), is based on the gradient method and the evaluation function J w is biased at each element of the adaptive coefficient vector W (n). It is obtained by differentiating and is defined by the following equation 22.

【0049】[0049]

【数22】 [Equation 22]

【0050】ここで、誤差信号e(n)は次の数23の
ように展開されるので、上記数22の各偏微分要素はそ
の次の数24のように展開できる。
Since the error signal e (n) is developed as in the following equation 23, each partial differential element in the above equation 22 can be developed as the following equation 24.

【0051】[0051]

【数23】e(n)=[f(n)+z(n)] =f(n)+a(n)A(ω)cos[ωTn+φ(n)
+Φ(ω)]
## EQU23 ## e (n) = [f (n) + z (n)] = f (n) + a (n) A (ω) cos [ωTn + φ (n)
+ Φ (ω)]

【0052】[0052]

【数24】∂e(n)/∂a(n)=A(ω)cos[ω
Tn+φ(n)+Φ(ω)] ∂e(n)/∂φ(n)=−a(n)A(ω)・sin
[ωTn+φ(n)+Φ(ω)] ここで、伝達特性GのゲインA(ω)および位相特性Φ
(ω)を測定する機能を本実施例の周期性信号の適応制
御方法では持ち合わせていないので、両者は推定値(所
定値)としてのゲインAハットおよび位相特性Φハット
で代替される。すると、上記数22で表記されていた適
応係数ベクトル更新アルゴリズム12は、次の数25に
書き換えられる。
∂e (n) / ∂a (n) = A (ω) cos [ω
Tn + φ (n) + φ (ω)] ∂e (n) / ∂φ (n) = − a (n) A (ω) · sin
[ΩTn + φ (n) + Φ (ω)] Here, the gain A (ω) of the transfer characteristic G and the phase characteristic Φ
Since the function of measuring (ω) is not provided by the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, both are replaced by the gain A hat and the phase characteristic Φ hat as the estimated value (predetermined value). Then, the adaptive coefficient vector update algorithm 12 described by the above equation 22 is rewritten by the following equation 25.

【0053】[0053]

【数25】 [Equation 25]

【0054】ここでさらに、μa =μa'A2N,μφ=
μφ'A2Nと置くと、上記数25は簡素化されて次の
数26のように表記される。
Here, further, μ a = μ a 'A2N, μφ =
When μφ′A2N is set, the above equation 25 is simplified and expressed as the following equation 26.

【0055】[0055]

【数26】 [Equation 26]

【0056】本実施例に合わせてより具体的にN=2を
代入すると、上記数26で表記されていた適応係数ベク
トル更新アルゴリズム12は、次の数27で表記され
る。
Substituting N = 2 more specifically according to this embodiment, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 described by the above equation 26 is represented by the following equation 27.

【0057】[0057]

【数27】 [Equation 27]

【0058】以上で本実施例の周期性信号の適応制御方
法の各アルゴリズムの導出および定義を終えるが、本方
法は最小4乗勾配法であるので、上記数27において誤
差信号e(n)の乗数が1ではなく3になっている。そ
れゆえ、誤差信号e(n)のレベルが1(または単位誤
差)を越えると、適応係数ベクトルW(n)の更新ピッ
チ(ステップサイズ)が飛躍的に増大する。
The derivation and definition of each algorithm of the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment is completed above. Since this method is the least-squares gradient method, the error signal e (n) of the above equation 27 The multiplier is 3 instead of 1. Therefore, when the level of the error signal e (n) exceeds 1 (or unit error), the update pitch (step size) of the adaptive coefficient vector W (n) increases dramatically.

【0059】(実施例1のシステム構成および作用効
果)本発明の実施例1としての周期性信号の適応制御方
法を実施する系は、再び図1に示すように、基準入力信
号生成アルゴリズム(図略)、適応信号発生アルゴリズ
ム11および適応係数ベクトル更新アルゴリズム12を
中心に構成されている。前節で各アルゴリズムの導出が
なされたので、次に本実施例の周期性信号の適応制御方
法の構成を、以下にまとめて説明する。
(System Configuration and Operational Effects of First Embodiment) As shown in FIG. 1, the system for implementing the adaptive control method of the periodic signal according to the first embodiment of the present invention again has a reference input signal generation algorithm (see FIG. 1). (Omitted), the adaptive signal generation algorithm 11 and the adaptive coefficient vector update algorithm 12 are mainly configured. Since each algorithm has been derived in the previous section, the configuration of the adaptive control method for the periodic signal of this embodiment will be summarized below.

【0060】本実施例の周期性信号の適応制御方法は、
少なくとも一つの角振動数ωの信号成分を含み観測点2
4に影響を及ぼす周期性信号f(n)に対する適応制御
方法である。すなわち本実施例では、周期性信号f
(n)の角振動数ωの正弦波信号(余弦波信号でも同
じ)からなる適応信号y(n)が、直接または間接的に
逆位相で観測点に加えるられる。その結果、周期性信号
f(n)の特定成分の観測点24への影響は能動的に相
殺されて除去され、観測点24で検知される誤差信号e
(n)は抑制される。
The adaptive control method of the periodic signal of this embodiment is as follows:
Observation point 2 including at least one angular frequency ω signal component
4 is an adaptive control method for the periodic signal f (n) that has an effect on 4). That is, in this embodiment, the periodic signal f
An adaptive signal y (n) consisting of a sine wave signal (the same applies to a cosine wave signal) having the angular frequency ω of (n) is directly or indirectly applied to the observation point in the opposite phase. As a result, the influence of the specific component of the periodic signal f (n) on the observation point 24 is actively canceled and removed, and the error signal e detected at the observation point 24.
(N) is suppressed.

【0061】本実施例の周期性信号の適応制御方法で
は、各アルゴリズムが以下のように作用する。基準入力
信号生成アルゴリズム(図略)は、周期性信号f(n)
と相関がある基準信号により、角振動数ωk を計測して
計測角振動数ωk'を供給する。それとともに、同アルゴ
リズムは、基準信号および計測角振動数ωk'に基づい
て、周期性信号f(n)の特定成分と同期している基準
入力信号xk (n)を、次の数28に示すように生成す
る。
In the adaptive control method for periodic signals of this embodiment, each algorithm operates as follows. The reference input signal generation algorithm (not shown) is based on the periodic signal f (n).
An angular frequency ω k is measured by a reference signal having a correlation with and a measured angular frequency ω k ′ is supplied. At the same time, the algorithm calculates a reference input signal x k (n) synchronized with a specific component of the periodic signal f (n) based on the reference signal and the measured angular frequency ω k ' Generate as shown in.

【0062】[0062]

【数28】 x(n) = cos[ωTn] ここで、基準入力信号x(n)は、正弦波信号ないし余
弦波信号でもよいし、矩形波信号でも良いし、あるいは
基準信号そのままのパルス信号であっても良い。要する
に基準入力信号x(n)は、周期性信号f(n)の角振
動数ωの特定成分と適応信号y(n)とが同期を取れる
ように作用する信号であれば、どのようなものでも良
い。
X (n) = cos [ωTn] Here, the reference input signal x (n) may be a sine wave signal or a cosine wave signal, a rectangular wave signal, or a pulse signal of the reference signal as it is. May be In short, what is the reference input signal x (n) as long as it is a signal that acts so that the specific component of the angular frequency ω of the periodic signal f (n) and the adaptive signal y (n) can be synchronized. But good.

【0063】適応信号発生アルゴリズム11は、離散時
間における時刻nにおいて、周期性信号f(n)の角振
動数ωを角振動数とする振幅aおよび位相φの余弦波信
号として、次の数29に従い適応信号y(n)を発生さ
せる。
The adaptive signal generation algorithm 11 uses the following equation 29 as a cosine wave signal having an amplitude a and a phase φ whose angular frequency ω is the angular frequency ω of the periodic signal f (n) at time n in discrete time. The adaptive signal y (n) is generated accordingly.

【0064】[0064]

【数29】 y(n) = a(n)cos[ωTn+
φ(n)] 適応信号y(n)は、前述の基準入力信号x(n)に同
期しているので、周期性信号f(n)とも適正な位相差
で同期しており、伝達特性Gを経て相殺信号z(n)と
なって観測点24に印加される。相殺信号z(n)は、
次の数30で表記される。
Y (n) = a (n) cos [ωTn +
φ (n)] Since the adaptive signal y (n) is synchronized with the above-mentioned reference input signal x (n), it is also synchronized with the periodic signal f (n) with an appropriate phase difference, and the transfer characteristic G After that, a cancellation signal z (n) is applied to the observation point 24. The cancellation signal z (n) is
It is expressed by the following number 30.

【0065】[0065]

【数30】 z(n) = a(n)A(ω)・cos
[ωTn+φ(n)+Φ(ω)] 相殺信号z(n)は、観測点24に印加され、周期性信
号f(n)の角振動数ωの特定成分を相殺する。適応信
号y(n)の振幅a(n)および位相φ(n)は、次の
数31で表記される適応係数ベクトル更新アルゴリズム
12により適応的に調整され、アップデートされる。な
お、ステップサイズパラメータμa ,μφは、適正な値
に設定されるものとする。
Z (n) = a (n) A (ω) · cos
[ΩTn + φ (n) + Φ (ω)] The cancellation signal z (n) is applied to the observation point 24 and cancels a specific component of the angular frequency ω of the periodic signal f (n). The amplitude a (n) and the phase φ (n) of the adaptive signal y (n) are adaptively adjusted and updated by the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 represented by the following equation 31. The step size parameters μ a and μ φ are set to appropriate values.

【0066】[0066]

【数31】 [Equation 31]

【0067】適応係数ベクトル更新アルゴリズム12
は、適応信号y(n)の振幅a(n)および位相φ
(n)を成分とする適応係数ベクトルW(n)=[a
(n),φ(n)]T を適応的に更新するアルゴリズム
である。この更新は、観測点24で計測される誤差信号
e(n)と角振動数ωとに基づいて、離散時間の時刻n
の経過(更新周期T)毎に行われる。そして、周期性信
号f(n)の特定成分の角振動数ωならびに振幅および
位相の変動と、周期性信号f(n)から観測点24まで
の伝達特性Gの変動とに対して、適応係数ベクトルW
(n)の各成分が適応的に調整される。前述のように、
更新された該適応係数ベクトルW(n)の上記各成分を
もって、適応信号y(n)の各正弦波信号の振幅a
(n)および位相φ(n)が更新される。
Adaptive coefficient vector updating algorithm 12
Is the amplitude a (n) and the phase φ of the adaptive signal y (n).
Adaptive coefficient vector W (n) = [a
(N), φ (n)] T is an algorithm for adaptively updating. This update is based on the error signal e (n) measured at the observation point 24 and the angular frequency ω, and the time n at the discrete time.
Is performed every time (update period T). Then, with respect to the variation of the angular frequency ω and the amplitude and the phase of the specific component of the periodic signal f (n) and the variation of the transfer characteristic G from the periodic signal f (n) to the observation point 24, the adaptation coefficient Vector W
Each component of (n) is adaptively adjusted. As aforementioned,
With the updated components of the adaptive coefficient vector W (n), the amplitude a of each sine wave signal of the adaptive signal y (n) is obtained.
(N) and the phase φ (n) are updated.

【0068】前述のように本実施例の特徴的な点は、適
応係数ベクトル更新アルゴリズム12において、適応の
度合いを評価する評価関数Jw として誤差信号e(n)
の四乗が用いられている点である。すなわち、本手段は
勾配法ではあるが、最小二乗法ではなく、最小四乗法に
則って、適応係数ベクトル更新アルゴリズム12が構成
されている。
As described above, the characteristic point of this embodiment is that in the adaptive coefficient vector updating algorithm 12, the error signal e (n) is used as the evaluation function J w for evaluating the degree of adaptation.
This is the point where the fourth power of is used. That is, although this means is the gradient method, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 is configured according to the least squares method instead of the least squares method.

【0069】このような適応係数ベクトル更新アルゴリ
ズム12では、誤差信号e(n)の絶対値が1を越える
と(または所定の単位誤差を越えると)、誤差信号e
(n)の四乗値は勾配が誤差信号e(n)の三乗に比例
して急激に増大するので、収束速度が飛躍的に向上す
る。それゆえ、ごく短時間に誤差信号e(n)の絶対値
は1(ないし単位誤差)未満に収束する。
In the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 as described above, when the absolute value of the error signal e (n) exceeds 1 (or exceeds a predetermined unit error), the error signal e
Since the slope of the squared value of (n) rapidly increases in proportion to the cube of the error signal e (n), the convergence speed is dramatically improved. Therefore, the absolute value of the error signal e (n) converges to less than 1 (or unit error) in a very short time.

【0070】したがって本実施例によれば、前述の従来
技術1に比べても、適応制御の収束速度がいっそう向上
している周期性信号の適応制御方法を提供することがで
きるという効果がある。 (実施例1の実証試験)前述の実施例1としての周期性
信号の適応制御方法の効果を実証するために、試験回路
をもって実証試験を行った。同試験回路は、図2に示す
ように、周期性信号f(n)の信号源21としてのファ
ンクションジェネレータと、適応制御系1としてのDS
P(デジタル信号処理)コントローラ1と、伝達特性G
(23)としてのLPF(ローパスフィルタ)23と、
三個の10kΩの抵抗器とを回路要素として構成されて
いる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide an adaptive control method for a periodic signal in which the convergence speed of adaptive control is further improved as compared with the above-mentioned prior art 1. (Verification test of Example 1) In order to verify the effect of the adaptive control method of the periodic signal as Example 1 described above, a verification test was conducted using a test circuit. As shown in FIG. 2, the test circuit includes a function generator as the signal source 21 of the periodic signal f (n) and a DS as the adaptive control system 1.
P (digital signal processing) controller 1 and transfer characteristic G
LPF (low-pass filter) 23 as (23),
The circuit is composed of three 10 kΩ resistors.

【0071】ファンクションジェネレータは、第1の抵
抗器を介して観測点24に周期性信号f(n)を加える
と共に、周期性信号f(n)に同期している矩形波信号
(電圧信号)を基準信号としてDSPコントローラ1に
入力する。DSPコントローラ1には、適応制御アルゴ
リズム1として、前述の基準入力信号生成アルゴリズム
13、適応信号発生アルゴリズム11および適応係数ベ
クトル更新アルゴリズム12がプログラムとして内蔵さ
れ作動する。
The function generator applies the periodic signal f (n) to the observation point 24 via the first resistor and also outputs the rectangular wave signal (voltage signal) synchronized with the periodic signal f (n). It is input to the DSP controller 1 as a reference signal. As the adaptive control algorithm 1, the DSP controller 1 incorporates and operates the above-described reference input signal generation algorithm 13, adaptive signal generation algorithm 11 and adaptive coefficient vector update algorithm 12 as programs.

【0072】基準入力信号生成アルゴリズム13は、上
記同期信号をもとに周期性信号f(n)の特定成分の角
振動数ωを割り出して適応信号発生アルゴリズム11お
よび適応係数ベクトル更新アルゴリズム12に提供す
る。それとともに基準入力信号生成アルゴリズム13
は、周期性信号f(n)の上記特定成分の所定の位相に
て生成されている上記同期信号を基準に、周期性信号f
(n)の上記特定成分に対して適応信号発生アルゴリズ
ム11の同期を取る。
The reference input signal generation algorithm 13 determines the angular frequency ω of the specific component of the periodic signal f (n) based on the synchronization signal and provides it to the adaptive signal generation algorithm 11 and the adaptive coefficient vector update algorithm 12. To do. Along with that, the reference input signal generation algorithm 13
Is a periodic signal f with reference to the synchronization signal generated at a predetermined phase of the specific component of the periodic signal f (n).
The adaptive signal generation algorithm 11 is synchronized with the specific component (n).

【0073】こうして適応信号発生アルゴリズム11で
発生した適応信号y(n)は、DSPコントローラ1か
らLFP(23)および第2の抵抗器を経て観測点24
に加えられる。ここでLFP(23)は、200Hz以
上の周波数でゲインが落ちていくローパスフィルタであ
り、試験時の周波数では位相遅れが十分に小さく、比較
的高周波のノイズ成分しかカットしない。観測点24は
第3の抵抗器を介して接地されており、DSPコントロ
ーラ1は観測点24での電圧をもって誤差信号e(n)
として観測する。
The adaptive signal y (n) thus generated by the adaptive signal generation algorithm 11 passes from the DSP controller 1 through the LFP (23) and the second resistor to the observation point 24.
Added to. Here, the LFP (23) is a low-pass filter whose gain drops at a frequency of 200 Hz or higher, has a phase delay that is sufficiently small at the test frequency, and cuts only relatively high-frequency noise components. The observation point 24 is grounded via the third resistor, and the DSP controller 1 uses the voltage at the observation point 24 to generate the error signal e (n).
Observe as.

【0074】以上の構成をもつ試験回路を使用して、本
実施例の周期性信号の適応制御方法によりDSPコント
ローラ1を駆動した場合の周期性信号f(n)の適応制
御試験の結果を、図3に示す。また、比較例として、最
小二乗法に基づき次の数32に従って演算される従来技
術の適応係数ベクトル更新アルゴリズムを使用した場合
の時間応答を図4に示す。
Using the test circuit having the above configuration, the result of the adaptive control test of the periodic signal f (n) when the DSP controller 1 is driven by the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, As shown in FIG. Further, as a comparative example, FIG. 4 shows a time response in the case of using a prior art adaptive coefficient vector updating algorithm which is calculated according to the following equation 32 based on the least squares method.

【0075】[0075]

【数32】 [Equation 32]

【0076】本実施例の応答結果である図3と、比較例
としての従来技術の応答結果である図4とを比較する
と、適応制御開始の時点から誤差信号e(n)がグラフ
上で収束したと認められるまでの時間に、大幅な違いが
ある。すなわち、本実施例の図3の方が比較例の図4よ
りも、誤差信号e(n)の収束時間が半分ないし三分の
一に激減している。
Comparing FIG. 3 showing the response result of the present embodiment with FIG. 4 showing the response result of the prior art as a comparative example, the error signal e (n) converges on the graph from the time when the adaptive control is started. There is a big difference in the time it takes to be recognized as having done. That is, the convergence time of the error signal e (n) in FIG. 3 of the present embodiment is drastically reduced to half or one-third that of FIG. 4 of the comparative example.

【0077】したがって本実施例の周期性信号の適応制
御方法によれば、誤差信号e(n)の収束速度を大幅に
向上させることができることが、以上の試験結果から確
認された。 (実施例1の変形態様)以上の実施例1では、周期性信
号f(n)のうち観測点24への影響を抑制すべき特定
成分は、一つの角振動数成分であった。しかし、複数の
角振動数ωk (1≦k≦K、Kは2以上の自然数)を抑
制すべき特定成分に含む変形態様の実施が可能である。
また、最小四乗法だけではなく、最小六乗法、最小八乗
法・・・(N=3,4,・・・)に基づく勾配法で適応
係数ベクトル更新アルゴリズム12を変形態様させるこ
ともできる。
Therefore, it was confirmed from the above test results that the adaptive control method for the periodic signal of the present embodiment can significantly improve the convergence speed of the error signal e (n). (Modification of Example 1) In Example 1 described above, the specific component of the periodic signal f (n) that should be suppressed from affecting the observation point 24 was one angular frequency component. However, it is possible to implement a modification in which a plurality of angular frequencies ω k (1 ≦ k ≦ K, K is a natural number of 2 or more) is included in the specific component to be suppressed.
Further, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 can be modified by a gradient method based not only on the least-squares method but also on the least-sixth method, the least-octal method ... (N = 3, 4, ...).

【0078】本変形態様では、適応信号発生アルゴリズ
ム11および適応係数ベクトル更新アルゴリズム12
は、それぞれ次の数33および数34でより一般的に表
記される。
In this modification, the adaptive signal generation algorithm 11 and the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 are used.
Are more generally represented by the following equations 33 and 34, respectively.

【0079】[0079]

【数33】 [Expression 33]

【0080】[0080]

【数34】 [Equation 34]

【0081】本変形態様によっても、k=1,・・・,
Kの各振動成分に対して、実施例1とほぼ同様に従来技
術よりも向上した収束速度を持つ制御応答が得られる。
なお、上記各振動成分は、一次から高次に至るまでの調
和振動でも良いし、互いに独立な振動モードの角振動数
を持っていても良いし、両者の混成であっても構わな
い。
According to this modification, k = 1, ...,
With respect to each vibration component of K, a control response having a convergence speed improved as compared with the conventional technique can be obtained almost similarly to the first embodiment.
Each of the above-mentioned vibration components may be a harmonic vibration from a first order to a high order, may have angular frequencies of vibration modes independent of each other, or may be a mixture of both.

【0082】[実施例2] (実施例2の伝達位相特性同定アルゴリズムの導出)本
発明の実施例2としての周期性信号の適応制御方法は、
図5に示すように、大半部分が前述の実施例1と同一で
あるが、伝達位相特性同定アルゴリズム13を有する点
が実施例1と異なっている。伝達位相特性同定アルゴリ
ズム13は、伝達特性G(23)の位相特性Φをオンラ
インで逐次同定し、同定位相特性Φハット(n)を適応
係数ベクトル更新アルゴリズム12に提供するアルゴリ
ズムである。そこで、以下に伝達位相特性同定アルゴリ
ズム13を導出する。なお、ここでいう同定とは、推定
と同義である。
[Embodiment 2] (Derivation of transfer phase characteristic identification algorithm of Embodiment 2) An adaptive control method for a periodic signal according to Embodiment 2 of the present invention is
As shown in FIG. 5, most parts are the same as those in the first embodiment, but different from the first embodiment in that the transfer phase characteristic identification algorithm 13 is included. The transfer phase characteristic identification algorithm 13 is an algorithm that sequentially identifies the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G (23) online and provides the identified phase characteristic Φ hat (n) to the adaptive coefficient vector updating algorithm 12. Therefore, the transfer phase characteristic identification algorithm 13 is derived below. Note that the identification here is synonymous with the estimation.

【0083】先ず、同定位相特性Φハットに関する評価
関数を、同定位相特性Φハットに影響を受ける相殺信号
z(n)の推定値z(n)ハットが混じっている形式
で、数35のように定義する。
First, the evaluation function relating to the identified phase characteristic Φ hat is expressed by the following equation 35 in a form in which the estimated value z (n) hat of the cancellation signal z (n) affected by the identified phase characteristic Φ hat is mixed. Define.

【0084】[0084]

【数35】 [Equation 35]

【0085】上記評価関数JΦに勾配法を適用すること
により、同定位相特性Φハットの更新式は次の数36の
ように定められる。
By applying the gradient method to the evaluation function JΦ, the update formula of the identified phase characteristic Φ hat is determined as shown in the following Expression 36.

【0086】[0086]

【数36】 [Equation 36]

【0087】上記数36は、次の数37のように展開さ
れる。
The above formula 36 is expanded into the following formula 37.

【0088】[0088]

【数37】 [Equation 37]

【0089】ここで、同定位相特性Φハット(n)≒Φ
(真値)である場合、zハット(n)≒z(n)と見な
すことができると仮定すると、上記数37において次の
数38が成立する。実際に数値シミュレーションや電気
回路試験をしてみると、同定位相特性Φハット(n)と
真値Φとの差が100°程度ないしそれ以上あっても、
適応制御アルゴリズムは収束して誤差信号e(n)を抑
制することができることが確認されている。それゆえ、
上記仮定はかなり広範囲で成り立つ。
Here, the identified phase characteristic Φ hat (n) ≈Φ
If it is (true value), assuming that z hat (n) ≈z (n) can be considered, the following expression 38 holds in the above expression 37. When actually performing a numerical simulation and an electric circuit test, even if the difference between the identified phase characteristic Φ hat (n) and the true value Φ is about 100 ° or more,
It has been confirmed that the adaptive control algorithm can converge to suppress the error signal e (n). therefore,
The above assumption holds in a fairly wide range.

【0090】[0090]

【数38】 [Equation 38]

【0091】その結果、上記数37の更新式は次の数3
9にまとめ上げることができ、数39をもって本実施例
の伝達位相特性同定アルゴリズム13とすることができ
る。
As a result, the updating formula of the above formula 37 is obtained by the following formula 3
9 can be put together, and the transfer phase characteristic identification algorithm 13 of this embodiment can be obtained by using Expression 39.

【0092】[0092]

【数39】 [Formula 39]

【0093】(実施例2のシステム構成および作用効
果)本発明の実施例2としての周期性信号の適応制御方
法は、前述のように大半部分が実施例1と同一である。
しかし、本実施例は、伝達位相特性同定アルゴリズム1
3を有する点と、同アルゴリズム13および適応係数ベ
クトル更新アルゴリズムにおけるそれぞれの評価関数と
が、実施例1と異なっている。
(System Configuration and Operational Effect of Second Embodiment) As described above, the adaptive control method of the periodic signal according to the second embodiment of the present invention is mostly the same as that of the first embodiment.
However, in this embodiment, the transfer phase characteristic identification algorithm 1
3 and the respective evaluation functions in the algorithm 13 and the adaptive coefficient vector updating algorithm are different from those in the first embodiment.

【0094】すなわち、伝達位相特性同定アルゴリズム
13は、伝達特性Gの各位相特性Φの各推定値Φハット
(n)を、誤差信号e(n)および計測角振動数ω’
(工学的に真値ωと等価とする)に基づいて時刻nの経
過毎に更新する。この更新の結果、各位相特性各推定値
Φハット(n)は、伝達特性Gの位相特性Φの変動に対
して適応的に調整され、伝達特性Gの位相特性Φの大幅
な変動にも対処して誤差信号e(n)を収束させること
ができるようになる。
That is, the transfer phase characteristic identification algorithm 13 determines each estimated value Φ hat (n) of each phase characteristic Φ of the transfer characteristic G by using the error signal e (n) and the measured angular frequency ω ′.
Based on (engineeringly equivalent to the true value ω), it is updated every time the time n elapses. As a result of this update, each estimated value Φ hat (n) of each phase characteristic is adaptively adjusted with respect to the variation of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G, and a large variation of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G is also dealt with. Then, the error signal e (n) can be converged.

【0095】一方、適応係数ベクトル更新アルゴリズム
は、おおむね前述の第1手段のそれと同一であるが、評
価関数が二乗誤差である場合も含まれてる点で第1手段
とは異なっている。すなわち、適応係数ベクトル更新ア
ルゴリズムにおいては、適応の度合いを評価する評価関
数としてJw =e2N(n)が用いられており、Nは1以
上の自然数である。
On the other hand, the adaptive coefficient vector updating algorithm is almost the same as that of the above-mentioned first means, but is different from the first means in that the evaluation function also includes the case of a square error. That is, in the adaptive coefficient vector updating algorithm, J w = e 2N (n) is used as an evaluation function for evaluating the degree of adaptation, and N is a natural number of 1 or more.

【0096】また、伝達位相特性同定アルゴリズムにお
いても、同定の度合いを評価する評価関数としてJw
2Q(n)が用いられており、Qもまた1以上の自然数
である。ただし、NおよびQのうち少なくとも一方は2
以上であり、このことが本実施例としての周期性信号の
適応制御方法の特徴となっている。より具体的には、本
実施例ではN=1,Q=2を適用している。
Also in the transfer phase characteristic identification algorithm, J w = as an evaluation function for evaluating the degree of identification.
e 2Q (n) is used, and Q is also a natural number of 1 or more. However, at least one of N and Q is 2
The above is the feature of the adaptive control method of the periodic signal according to the present embodiment. More specifically, N = 1 and Q = 2 are applied in this embodiment.

【0097】すなわち、適応係数ベクトル更新アルゴリ
ズム12は通常の最小二乗法に基づく勾配法で導出され
ており、伝達位相特性同定アルゴリズム13は最小四乗
法に基づく勾配法で導出されている。具体的には、適応
係数ベクトル更新アルゴリズム12および伝達位相特性
同定アルゴリズム13は、それぞれ数40および数41
で定義される。
That is, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 is derived by the usual gradient method based on the least square method, and the transfer phase characteristic identification algorithm 13 is derived by the gradient method based on the least square method. Specifically, the adaptive coefficient vector update algorithm 12 and the transfer phase characteristic identification algorithm 13 are respectively expressed by the formulas 40 and 41.
Is defined by

【0098】[0098]

【数40】 [Formula 40]

【0099】[0099]

【数41】 [Formula 41]

【0100】ちなみに適応信号発生アルゴリズム11
は、前述の実施例1と同様であって、次の数式により表
記される。 y(n) = a(n)cos[ωTn+φ(n)] それゆえ、伝達位相特性同定アルゴリズム13は、高次
数(四乗)の評価関数を用いてアルゴリズムが導出され
ているので、誤差信号e(n)の絶対値が大きい適応制
御の初期において急速な収束速度を発揮する。
Incidentally, the adaptive signal generation algorithm 11
Is the same as in the first embodiment described above, and is expressed by the following mathematical expression. y (n) = a (n) cos [ωTn + φ (n)] Therefore, the transfer phase characteristic identification algorithm 13 is derived using an evaluation function of high order (fourth power), and thus the error signal e A rapid convergence speed is exhibited in the initial stage of adaptive control in which the absolute value of (n) is large.

【0101】したがって本実施例によれば、伝達特性G
の位相特性Φの大幅な変動にも対処できるばかりではな
く、誤差の大きい範囲において急速な収束速度を発揮す
ることができる周期性信号の適応制御方法を提供可能で
あるという効果がある。 (実施例2の実証試験)以上に説明した本実施例の周期
性信号の適応制御方法についても、実施例1とほぼ同様
の実験回路(図2参照)を用いて、実証試験を行った。
その結果得られた時間応答のグラフを二例取り上げ、図
6および図7に示す。
Therefore, according to this embodiment, the transfer characteristic G
It is possible to provide an adaptive control method for a periodic signal that can not only deal with a large variation in the phase characteristic Φ of 1 above but also can exhibit a rapid convergence speed in a range where the error is large. (Demonstration test of Example 2) With respect to the adaptive control method of the periodic signal of this example described above, a demonstration test was performed using an experimental circuit (see FIG. 2) almost similar to that of Example 1.
Two examples of the graphs of the time response obtained as a result are shown in FIGS. 6 and 7.

【0102】図6での実証試験では、周期性信号f
(n)を振幅0.7Vの正弦波とした。その際の伝達特
性G(23)の位相特性の真値Φは− °(
°の位相遅れ)であるのに対し、同定位相特性Φハ
ット(n)の初期値はゼロで制御を開始している。その
結果、制御開始から4秒ほどで同定位相特性Φハット
(n)の値はほぼ定常値に落ち着いており、制御開始か
ら8秒ほどで誤差信号e(n)はほぼゼロ付近に収束し
ている。
In the verification test shown in FIG. 6, the periodic signal f
(N) is a sine wave with an amplitude of 0.7V. At that time, the true value Φ of the phase characteristic of the transfer characteristic G (23) is − ° (
However, the initial value of the identified phase characteristic Φ hat (n) is zero and the control is started. As a result, the value of the identified phase characteristic Φ hat (n) has settled to a substantially steady value in about 4 seconds from the start of control, and the error signal e (n) converges to near zero in about 8 seconds from the start of control. There is.

【0103】一方、図7での実証試験では、周期性信号
f(n)を振幅1.25Vの正弦波とした。その際の伝
達特性G(23)の位相特性の真値Φは−96°(96
°の位相遅れ)であるのに対し、同定位相特性Φハット
(n)の初期値はゼロで制御を開始している。その結
果、制御開始から1秒ほどで同定位相特性Φハット
(n)の値はほぼ定常値に落ち着いており、制御開始か
ら2秒ほどで誤差信号e(n)は幾分残っているものの
ほぼゼロ付近に収束している。
On the other hand, in the verification test shown in FIG. 7, the periodic signal f (n) is a sine wave having an amplitude of 1.25V. At that time, the true value Φ of the phase characteristic of the transfer characteristic G (23) is −96 ° (96
However, the initial value of the identified phase characteristic Φ hat (n) is zero and the control is started. As a result, the value of the identified phase characteristic Φ hat (n) has settled to a substantially steady value in about 1 second from the start of control, and the error signal e (n) remains to some extent in about 2 seconds from the start of control. It converges near zero.

【0104】なお、適応信号y(n)の位相φ(n)に
も吸収されるので、同定位相特性Φハット(n)は必ず
しも真値に収束する必要はない。以上の二例をもって、
本実施例の有効性は確認されたものと発明者らは考えて
いる。なお、本実施例ではN=1と置いたが、N=2と
置くことによってより速やかな収束特性が得られること
が期待できる。
Since the phase φ (n) of the adaptive signal y (n) is also absorbed, the identified phase characteristic Φ hat (n) does not necessarily have to converge to the true value. With the above two examples,
The inventors believe that the effectiveness of this example has been confirmed. Although N = 1 is set in this embodiment, it can be expected that a faster convergence characteristic can be obtained by setting N = 2.

【0105】また、本実施例の周期性信号の適応制御方
法による伝達位相特性同定アルゴリズム13の周波数特
性を調べるために、前述の試験回路(図2参照)を用い
て周波数掃引試験を行った。その際、本実施例の適応制
御方法は、周期性信号f(n)の正弦波の振幅を0.7
Vおよび1.25Vに設定した2ケースについて、89
〜111Hz程度の周波数範囲で実施された。
Further, in order to investigate the frequency characteristic of the transfer phase characteristic identification algorithm 13 by the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, the frequency sweep test was conducted using the above-mentioned test circuit (see FIG. 2). At that time, the adaptive control method of the present embodiment sets the amplitude of the sine wave of the periodic signal f (n) to 0.7.
89 for 2 cases set to V and 1.25V
It was carried out in a frequency range of about 111 Hz.

【0106】その結果をそれぞれ図8(b)および図8
(c)に示す。ちなみに図8(a)は、別途実施された
周波数掃引試験により測定された伝達特性Gの位相特性
Φ(ω)であり、真値に近いものと見ることができる。
図8(b)および図8(c)から、同定位相特性Φハッ
ト(n)はおおむね真値の付近に収束するものと見るこ
とができる。また、周期性信号f(n)の振幅が大きい
方がやや真値への収束精度が高く、安定した同定結果が
得られるようである。
The results are shown in FIG. 8 (b) and FIG. 8 respectively.
It shows in (c). Incidentally, FIG. 8A shows the phase characteristic Φ (ω) of the transfer characteristic G measured by the frequency sweep test separately carried out, and can be regarded as being close to the true value.
From FIG. 8B and FIG. 8C, it can be seen that the identified phase characteristic Φ hat (n) generally converges near the true value. Further, it seems that the larger the amplitude of the periodic signal f (n) is, the higher the accuracy of convergence to the true value is and the more stable the identification result can be obtained.

【0107】なお、周波数が90Hz付近で実線の折れ
線グラフが破線になっているが、これは実験装置の一部
に特異点に相当する不具合があり、90Hzでのみ測定
ができなかったためである。 (実施例2の変形態様)以上の実施例2でも実施例1と
同様に、周期性信号f(n)のうち観測点24への影響
を抑制すべき特定成分は、一つの角振動数成分であっ
た。しかし、実施例1の変形態様と同様に、複数の角振
動数ωk (1≦k≦K、Kは2以上の自然数)を抑制す
べき特定成分に含む変形態様の実施が可能である。ま
た、最小四乗法だけではなく、最小六乗法、最小八乗法
・・・(Q=3,4,・・・)に基づく勾配法で伝達位
相特性同定アルゴリズム13を変形態様させることもで
きる。
Incidentally, the line graph of the solid line is a broken line at a frequency of about 90 Hz. This is because a part of the experimental apparatus had a defect corresponding to a singular point, and the measurement was not possible only at 90 Hz. (Modification of Embodiment 2) In Embodiment 2 described above, as in Embodiment 1, the specific component of the periodic signal f (n) whose influence on the observation point 24 should be suppressed is one angular frequency component. Met. However, similar to the modification of the first embodiment, it is possible to implement a modification in which a plurality of angular frequencies ω k (1 ≦ k ≦ K, K is a natural number of 2 or more) is included in the specific component to be suppressed. Further, the transfer phase characteristic identification algorithm 13 can be modified not only by the least-squares method but also by the gradient method based on the least-sixth method, the least-octal method ... (Q = 3, 4, ...).

【0108】本変形態様では、各周波数成分に対して、
次の数42によってより一般的な伝達位相特性同定アル
ゴリズム13を定義することができる。
In this modification, for each frequency component,
A more general transfer phase characteristic identification algorithm 13 can be defined by the following equation 42.

【0109】[0109]

【数42】 [Equation 42]

【0110】なお、適応信号発生アルゴリズム11およ
び適応係数ベクトル更新アルゴリズム12については、
前述の実施例1の変形態様で述べたとおりである。本変
形態様によっても、前述の実施例1の変形態様と同様
に、k=1,・・・,Kの各振動成分に対して、実施例
2とほぼ同様に従来技術よりも向上した収束速度を持つ
制御応答が得られる。同様に、抑制すべき上記各振動成
分は、一次から高次に至るまでの調和振動でも良いし、
互いに独立な振動モードの角振動数を持っていても良い
し、両者の混成であっても構わない。
Regarding the adaptive signal generation algorithm 11 and the adaptive coefficient vector updating algorithm 12,
This is as described in the modification of the first embodiment. Also according to this modification, as in the modification of the first embodiment described above, for each vibration component of k = 1, ..., K, substantially the same as in the second embodiment, the convergence speed improved as compared with the related art. A control response with is obtained. Similarly, each vibration component to be suppressed may be a harmonic vibration from the first order to the higher order,
They may have angular frequencies of vibration modes independent of each other, or may be a mixture of both.

【0111】[実施例3] (実施例3の構成およびアルゴリズム導出)本発明の実
施例3としての周期性信号の適応制御方法は、図9に示
すように、実施例1を多入力多出力系に拡張したもので
あり、周期性信号f(n)も複数の周波数成分(角振動
数ωk,1≦k≦K、Kは自然数)をもつものに一般化さ
れている。
[Third Embodiment] (Configuration and Algorithm Derivation of Third Embodiment) As shown in FIG. 9, the adaptive control method for a periodic signal according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment. It is an extension of the system, and the periodic signal f (n) is also generalized to have a plurality of frequency components (angular frequency ω k , 1 ≦ k ≦ K, K is a natural number).

【0112】すなわち本実施例は、周期性信号f(n)
の影響が及ぶ少なくとも一つの観測点からL個の誤差信
号el (n)(1≦l≦L、Lは自然数)が入力として
得られ、M個の適応信号ym (n)(1≦m≦M、Mは
自然数)を出力する多入力多出力型の周期性信号の適応
制御方法である。ただし、その特殊な場合として、一入
力系である場合(L=1)や、同様に一出力系である場
合(M=1)、ならびに周期性信号f(n)の単一の角
振動数ω成分のみを抑制する場合(K=1)も、本実施
例の範疇に含まれる。
That is, in this embodiment, the periodic signal f (n)
L error signals e l (n) (1 ≦ l ≦ L, L is a natural number) are obtained as inputs from at least one observation point that is affected by the above, and M adaptive signals y m (n) (1 ≦ This is a multi-input multi-output type periodic signal adaptive control method for outputting m ≦ M and M is a natural number. However, as a special case, the case of one input system (L = 1), the case of one output system (M = 1), and the single angular frequency of the periodic signal f (n) are also included. The case where only the ω component is suppressed (K = 1) is also included in the category of this embodiment.

【0113】なお、図9では、K=2,L=2,M=2
のケースが例示されている。以下に、本実施例での適応
係数ベクトル更新アルゴリズム12’を評価関数の定義
から導き出す。先ず、評価関数JW を次の数43のよう
に定義する。
In FIG. 9, K = 2, L = 2, M = 2
The case of is illustrated. The adaptive coefficient vector updating algorithm 12 'in this embodiment will be derived below from the definition of the evaluation function. First, the evaluation function J W is defined as in the following Expression 43.

【0114】[0114]

【数43】 [Equation 43]

【0115】上記数43の評価関数JW に勾配法を適用
することにより、次の数44に示すように、K×M個の
適応係数ベクトルWkm(n)の更新式が得られる。
By applying the gradient method to the evaluation function J W of the above equation 43, an update equation of K × M adaptive coefficient vectors W km (n) can be obtained as shown in the following equation 44.

【0116】[0116]

【数44】 [Equation 44]

【0117】したがって、直接観測することができない
伝達特性Gの位相特性Φ(ω)を適正な所定の推定値Φ
ハットで代替することにより、上記数44の適応係数ベ
クトル更新アルゴリズム12’は、次の数45で記述さ
れる。
Therefore, the phase characteristic Φ (ω) of the transfer characteristic G, which cannot be directly observed, is set to a proper predetermined estimated value Φ.
By substituting with a hat, the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 ′ of the above equation 44 is described by the following equation 45.

【0118】[0118]

【数45】 [Equation 45]

【0119】一方、適応信号発生アルゴリズム11’
は、M個の適応信号ym (n)について次の数46で記
述される。
On the other hand, the adaptive signal generation algorithm 11 '
Is described by the following Expression 46 for M adaptive signals y m (n).

【0120】[0120]

【数46】 [Equation 46]

【0121】(実施例3の作用効果)本実施例では、適
応制御系が多入力多出力(入力である誤差信号e
l (n)はL個、出力である適応信号ym (n)はM
個)の制御系であり、かつ、抑制すべき周波数成分が複
数(K個)の場合にも適用できる。その結果、複数の周
波数成分を抑制する他入力多出力系でありながら、複数
の誤差信号el (n)を極めて速やかに収束させ、周期
性信号f(n)の特定成分の影響を抑制することができ
るという効果がある。
(Effect of Embodiment 3) In this embodiment, the adaptive control system has multiple inputs and multiple outputs (error signal e which is an input).
l (n) is L, and the adaptive signal y m (n) which is an output is M
The present invention can also be applied to the case where there are a plurality of (K) frequency components to be suppressed. As a result, although the multi-input multi-output system suppresses a plurality of frequency components, the plurality of error signals e l (n) are converged extremely quickly and the influence of a specific component of the periodic signal f (n) is suppressed. The effect is that you can.

【0122】[実施例4] (実施例4の構成およびアルゴリズム導出)本実施例
は、図10に示すように、前述の実施例2を多入力多出
力制御系に拡張したものである。すなわち、周期性信号
f(n)は少なくとも一つの観測点に影響を及ぼし、各
観測点では、L個の誤差信号el (n)(1≦l≦L、
Lは自然数)が検知される。一方、各観測点への周期性
信号f(n)の影響のうち特定成分を相殺して抑制する
適応信号もM個ある。つまり、M個の適応信号y
m (n)(1≦m≦M、Mは自然数)を逆位相で直接ま
たは間接的に各観測点に加えることによって、周期性信
号f(n)の特定成分の各観測点への影響が能動的に除
去される。
[Embodiment 4] (Structure and Algorithm Derivation of Embodiment 4) In this embodiment, as shown in FIG. 10, the above-described Embodiment 2 is extended to a multi-input multi-output control system. That is, the periodic signal f (n) affects at least one observation point, and at each observation point, L error signals e l (n) (1 ≦ l ≦ L,
L is a natural number) is detected. On the other hand, there are M adaptive signals that cancel and suppress a specific component of the influence of the periodic signal f (n) on each observation point. That is, M adaptive signals y
By directly or indirectly adding m (n) (1 ≦ m ≦ M, M is a natural number) to each observation point, the influence of the specific component of the periodic signal f (n) on each observation point is Actively removed.

【0123】なお、図10では、K=1,L=2,M=
2のケースが例示されている。さて、その各々の誤差信
号el (n)からM個の適応信号ym (n)を生成し同
誤差信号を抑制するための各アルゴリズムは、基本的に
前述の実施例2をL入力M出力制御系に拡張しただけあ
る。それゆえ、本手段の技術思想は実施例2のものを踏
襲しており、適応信号発生アルゴリズム11’および適
応係数ベクトル更新アルゴリズム12’は、それぞれ前
述の実施例3の数46および数45と同一である。
In FIG. 10, K = 1, L = 2, M =
Two cases are illustrated. Now, each algorithm for generating M adaptive signals y m (n) from each of the error signals e l (n) and suppressing the error signals is basically the same as the above-described second embodiment with L input M. Only expanded to the output control system. Therefore, the technical idea of this means follows that of the second embodiment, and the adaptive signal generation algorithm 11 'and the adaptive coefficient vector updating algorithm 12' are the same as the equations 46 and 45 in the above-mentioned embodiment 3, respectively. Is.

【0124】ただし本実施例では、実施例3の上記各ア
ルゴリズム11’,12’に加え、L入力M出力に対応
した伝達位相特性同定アルゴリズム13”を備えてい
る。同アルゴリズム13”は、以下のようにして導き出
される。先ず、評価関数JΦを次の数47のように定義
する。
However, the present embodiment is provided with a transfer phase characteristic identification algorithm 13 "corresponding to L input M output in addition to the respective algorithms 11 'and 12' of the third embodiment. Is derived as follows. First, the evaluation function JΦ is defined as in the following Expression 47.

【0125】[0125]

【数47】 [Equation 47]

【0126】相殺信号zlm(n)を推定値zlmハット
(n)で代替し、勾配法を適用すると伝達位相特性同定
アルゴリズム13”は次の数48のように求められる。
When the canceling signal z lm (n) is replaced by the estimated value z lm hat (n) and the gradient method is applied, the transfer phase characteristic identification algorithm 13 ″ is obtained as in the following Expression 48.

【0127】[0127]

【数48】 [Equation 48]

【0128】したがって、(K×L×M)個の同定位相
特性Φklm ハット(n)は、次の数49で定式化される
伝達位相特性同定アルゴリズム13”により、オンライ
ンで逐次同定される。
Therefore, the (K × L × M) identification phase characteristics Φ klm hat (n) are sequentially identified online by the transfer phase characteristic identification algorithm 13 ″ formulated by the following equation 49.

【0129】[0129]

【数49】 [Equation 49]

【0130】以上の各アルゴリズム11’,12’,1
3”によって、再び図10に示すように、本実施例の周
期性信号の適応制御方法は構成されている。ただし、前
述の各評価関数Jw ,JΦの誤差信号e(n)の乗数を
定めるNおよびQは、いずれも1以上の自然数である
が、NおよびQのうち一方が1である場合には、他方は
2以上の自然数である。
The above algorithms 11 ', 12', 1
3 '' again constitutes the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment as shown in FIG. 10. However, the multiplier of the error signal e (n) of each evaluation function Jw, JΦ is determined. Both N and Q are natural numbers of 1 or more, but when one of N and Q is 1, the other is a natural number of 2 or more.

【0131】(実施例4の作用効果)したがって本実施
例によれば、多入力多出力制御系を形成しながら、伝達
特性Gの位相特性Φの大幅な変動にも対処できるばかり
ではなく、各誤差信号el (n)をそれぞれ急速に所定
範囲に収束可能な周期性信号の適応制御方法を提供する
ことができるという効果がある。
(Effects of Fourth Embodiment) Therefore, according to the present embodiment, not only is it possible to cope with a large fluctuation of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G while forming a multi-input multi-output control system, There is an effect that it is possible to provide an adaptive control method of a periodic signal capable of rapidly converging each of the error signals e l (n) within a predetermined range.

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

【図1】 実施例1としての適応制御方法を示すブロッ
ク線図
FIG. 1 is a block diagram showing an adaptive control method as a first embodiment.

【図2】 実施例1の試験装置の構成を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the test apparatus of Example 1.

【図3】 実施例1の試験結果の時間応答を示すグラフFIG. 3 is a graph showing the time response of the test results of Example 1.

【図4】 従来技術の試験結果の時間応答を比較のため
に示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the time response of the test results of the prior art for comparison.

【図5】 実施例2としての適応制御方法を示すブロッ
ク線図
FIG. 5 is a block diagram showing an adaptive control method as a second embodiment.

【図6】 実施例2の試験結果1の時間応答を示すグラ
FIG. 6 is a graph showing the time response of test result 1 of Example 2.

【図7】 実施例2の試験結果2の時間応答を示すグラ
FIG. 7 is a graph showing the time response of test result 2 of Example 2.

【図8】 実施例2の伝達位相特性の同定作用を示す組
図(a)掃引試験による伝達特性Gの位相特性測定結果
を示すグラフ(b)試験結果1での伝達特性Gの位相特
性同定結果を示すグラフ(b)試験結果2での伝達特性
Gの位相特性同定結果を示すグラフ
8A and 8B are group diagrams showing the identification operation of the transfer phase characteristic of the second embodiment. FIG. 8A is a graph showing the phase characteristic measurement result of the transfer characteristic G by the sweep test. Graph showing the result (b) Graph showing the phase characteristic identification result of the transfer characteristic G in the test result 2

【図9】 実施例3としての適応制御方法を示すブロッ
ク線図
FIG. 9 is a block diagram showing an adaptive control method as a third embodiment.

【図10】実施例4としての適応制御方法を示すブロッ
ク線図
FIG. 10 is a block diagram showing an adaptive control method as a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:適応制御アルゴリズム(DSPコントローラ) 11,11’:適応信号発生アルゴリズム 12,12’:適応係数ベクトル更新アルゴリズム 13,13”:伝達位相特性同定アルゴリズム 13’:推定伝達特性Gハット 21:周期性信号源(ファンクション・ジェネレータ) 23,23’:伝達特性G[A,Φ](ローパスフィル
タ) 24,24’:観測点 f(n):周期性信号 e(n),el(n):誤差信号(1≦l≦L) y(n),ym(n):適応信号(1≦m≦M) z(n),zm(n):相殺信号 W(n):適応係数ベクトル a(n),akm(n):適応信号の振幅 φ(n),φkm(n):適応信号の位相 A,Aklm:伝達特性のゲイン Φ,Φklm:伝達特性
の位相特性 n:離散時間の時刻 T:更新周期、同定周期 ω,ωk:角振動数(1≦k≦K) ω’,ωk':計測角振動数(周期性信号f(n)の角振
動数ωの計測値)
1: Adaptive control algorithm (DSP controller) 11, 11 ': Adaptive signal generation algorithm 12, 12': Adaptive coefficient vector update algorithm 13, 13 ": Transfer phase characteristic identification algorithm 13 ': Estimated transfer characteristic G hat 21: Periodicity Signal source (function generator) 23, 23 ': Transfer characteristic G [A, Φ] (low-pass filter) 24, 24': Observation point f (n): Periodic signal e (n), e l (n): error signal (1 ≦ l ≦ L) y (n), y m (n): the adaptation signal (1 ≦ m ≦ M) z (n), z m (n): canceling signal W (n): adaptive coefficient vector a (n), a km (n): Amplitude of adaptive signal φ (n), φ km (n): Phase of adaptive signal A, A klm : Gain of transfer characteristic Φ, Φ klm : Phase characteristic of transfer characteristic n : discrete-time time T: update cycle, the identification period ω, ω k: Tsunofuri Number (1 ≦ k ≦ K) ω ', ω k': measuring angular frequency (measured value of the angular frequency omega of the periodic signal f (n))

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 11/00 - 13/04 G10K 11/00 - 13/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 11/00-13/04 G10K 11/00-13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも一つの角振動数ωk (1≦k≦
K’、K’は自然数)の信号成分を含み観測点に影響を
及ぼす周期性信号f(n)に対し、該角振動数ωk のう
ちK個の計測値である測定角振動数ωk'(1≦k≦K≦
K’、Kも自然数)の正弦波信号からなる適応信号y
(n)を逆位相で直接または間接的に加えることによっ
て、該周期性信号f(n)の特定成分の該観測点への影
響を能動的に除去し、該観測点で検知される誤差信号e
(n)を抑制する周期性信号の適応制御方法において、 前記周期性信号f(n)と相関がある基準信号により、
前記角振動数ωk を計測して前記計測角振動数ωk'を供
給するとともに、該基準信号および該計測角振動数ωk'
に基づいて、該周期性信号f(n)の前記特定成分と同
期している基準入力信号xk (n)を生成する基準入力
信号生成アルゴリズムと、 離散時間における時刻nにおいて、前記計測角振動数ω
k'を角振動数とする振幅ak および位相φk の正弦波信
号の少なくとも一つが合成されてなり、該基準入力信号
k (n)に同期して前記適応信号y(n)を発生させ
る適応信号発生アルゴリズムと、 該適応信号y(n)の振幅ak (n)および位相φ
k (n)を成分とする適応係数ベクトルW(n)を、前
記誤差信号e(n)および該計測角振動数ωk'に基づい
て該時刻nの経過毎に更新することにより、該周期性信
号f(n)の該特定成分の角振動数ωk ならびに振幅お
よび位相の変動と、該周期性信号f(n)から前記観測
点までの伝達特性Gの変動とに対して、該適応係数ベク
トルW(n)の上記各成分を適応的に調整する適応係数
ベクトル更新アルゴリズムとを有し、 更新された該適応係数ベクトルW(n)の上記各成分を
もって、該適応信号y(n)の各正弦波信号の該振幅a
k (n)および該位相φk (n)が更新されると共に、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムにおいて、 適応の度合いを評価する評価関数Jw として数1に示す
ように前記誤差信号e(n)の2N乗が用いられ、 該評価関数Jw =e2N(n)が勾配法によって極小化さ
れるように、前記適応係数ベクトルW(n)が数2の更
新式に従って更新されるにあたり、 前記Nは、2以上の自然数であることを特徴とする、 周期性信号の適応制御方法。 【数1】 Jw = e2N(n) 【数2】
1. At least one angular frequency ω k (1 ≦ k ≦
K ′ and K ′ are natural numbers), and for the periodic signal f (n) that influences the observation point, the measured angular frequency ω k , which is K measured values of the angular frequency ω k. '(1 ≦ k ≦ K ≦
Adaptive signal y consisting of sine wave signals of K'and K are also natural numbers
By directly or indirectly adding (n) in antiphase, the effect of a specific component of the periodic signal f (n) on the observation point is actively removed, and an error signal detected at the observation point is obtained. e
In the adaptive control method of a periodic signal for suppressing (n), a reference signal correlated with the periodic signal f (n),
The measuring angular frequency omega k by measuring the angular frequency omega k 'supplies, said reference signal and said measurement angular frequency omega k'
A reference input signal generation algorithm for generating a reference input signal x k (n) that is in synchronization with the specific component of the periodic signal f (n) based on Number ω
At least one of sine wave signals having an amplitude a k and a phase φ k , where k ′ is an angular frequency, is synthesized, and the adaptive signal y (n) is generated in synchronization with the reference input signal x k (n). Adaptive signal generation algorithm to be used, and the amplitude a k (n) and phase φ of the adaptive signal y (n)
The adaptive coefficient vector W (n) having k (n) as a component is updated every time the time n elapses based on the error signal e (n) and the measured angular frequency ω k ' Adaptive to the fluctuation of the angular frequency ω k and amplitude and phase of the specific component of the periodic signal f (n) and the fluctuation of the transfer characteristic G from the periodic signal f (n) to the observation point. An adaptive coefficient vector updating algorithm for adaptively adjusting each component of the coefficient vector W (n), and using the updated each component of the adaptive coefficient vector W (n), the adaptive signal y (n) The amplitude a of each sine wave signal of
k (n) and the phase φ k (n) are updated, and in the adaptive coefficient vector update algorithm, the error signal e (n) is expressed as the evaluation function J w for evaluating the degree of adaptation, as shown in Equation 1. 2N is used to update the adaptive coefficient vector W (n) according to the update formula of Equation 2 so that the evaluation function J w = e 2N (n) is minimized by the gradient method. An adaptive control method for a periodic signal, wherein N is a natural number of 2 or more. [Equation 1] J w = e 2N (n) [Equation 2]
【請求項2】少なくとも一つの角振動数ωk (1≦k≦
K’、K’は自然数)の信号成分を含み観測点に影響を
及ぼす周期性信号f(n)に対し、該角振動数ωk のう
ちK個の計測値である測定角振動数ωk'(1≦k≦K≦
K’、Kも自然数)の正弦波信号からなる適応信号y
(n)を逆位相で直接または間接的に加えることによっ
て、該周期性信号f(n)の特定成分の該観測点への影
響を能動的に除去し、該観測点で検知される誤差信号e
(n)を抑制する周期性信号の適応制御方法において、 前記周期性信号f(n)と相関がある基準信号により、
前記角振動数ωk を計測して前記計測角振動数ωk'を供
給するとともに、該基準信号および該計測角振動数ωk'
に基づいて、該周期性信号f(n)の前記特定成分と同
期している基準入力信号xk (n)を生成する基準入力
信号生成アルゴリズムと、 離散時間における時刻nにおいて、前記計測角振動数ω
k'を角振動数とする振幅ak および位相φk の正弦波信
号の少なくとも一つが合成されてなり、該基準入力信号
k (n)に同期して前記適応信号y(n)を発生させ
る適応信号発生アルゴリズムと、 該適応信号y(n)の振幅ak (n)および位相φ
k (n)を成分とする適応係数ベクトルW(n)を、前
記誤差信号e(n)および該計測角振動数ωk'に基づい
て該時刻nの経過毎に更新することにより、該周期性信
号f(n)の該特定成分の角振動数ωk ならびに振幅お
よび位相の変動と、該周期性信号f(n)から前記観測
点までの伝達特性Gの変動とに対して、該適応係数ベク
トルW(n)の上記各成分を適応的に調整する適応係数
ベクトル更新アルゴリズムと、 該伝達特性Gの各位相特性Φk の各推定値Φk ハット
(n)を、該誤差信号e(n)および該計測角振動数ω
k'に基づいて該時刻nの経過毎に更新し、該伝達特性G
の位相特性Φの変動に対して適応的に調整する伝達位相
特性同定アルゴリズムとを有し、 更新された該適応係数ベクトルW(n)の上記各成分を
もって、該適応信号y(n)の各正弦波信号の該振幅a
k (n)および該位相φk (n)が更新されると共に、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムにおいて、適応
の度合いを評価する評価関数Jwとして数3に示すよう
に前記誤差信号e(n)の2N乗が用いられ、該評価関
数Jw =e2N(n)が勾配法によって極小化されるよう
に、前記適応係数ベクトルW(n)が数4の更新式に従
って更新され、 前記伝達位相特性同定アルゴリズムにおいて、前記各位
相特性推定値Φk ハット(n)の同定の度合いを評価す
る評価関数JΦとして数5に示すように前記誤差信号e
(n)の2Q乗が用いられ、該評価関数Jw =e
2Q(n)が勾配法によって極小化されるように、各前記
位相特性推定値Φk ハット(n)が数6の更新式に従っ
て更新されるにあたり、 前記Nは1以上の自然数であり、 前記Qも1以上の自然数であって、 該Nおよび該Qのうち少なくとも一方は2以上であるこ
とを特徴とする、 周期性信号の適応制御方法。 【数3】 Jw = e2N(n) 【数4】 【数5】 JΦ = e2Q(n) 【数6】
2. At least one angular frequency ω k (1 ≦ k ≦
K ′ and K ′ are natural numbers), and for the periodic signal f (n) that influences the observation point, the measured angular frequency ω k , which is K measured values of the angular frequency ω k. '(1 ≦ k ≦ K ≦
Adaptive signal y consisting of sine wave signals of K'and K are also natural numbers
By directly or indirectly adding (n) in antiphase, the effect of a specific component of the periodic signal f (n) on the observation point is actively removed, and an error signal detected at the observation point is obtained. e
In the adaptive control method of a periodic signal for suppressing (n), a reference signal correlated with the periodic signal f (n),
The measuring angular frequency omega k by measuring the angular frequency omega k 'supplies, said reference signal and said measurement angular frequency omega k'
A reference input signal generation algorithm for generating a reference input signal x k (n) that is in synchronization with the specific component of the periodic signal f (n) based on Number ω
At least one of sine wave signals having an amplitude a k and a phase φ k , where k ′ is an angular frequency, is synthesized, and the adaptive signal y (n) is generated in synchronization with the reference input signal x k (n). Adaptive signal generation algorithm to be used, and the amplitude a k (n) and phase φ of the adaptive signal y (n)
The adaptive coefficient vector W (n) having k (n) as a component is updated every time the time n elapses based on the error signal e (n) and the measured angular frequency ω k ' Adaptive to the fluctuation of the angular frequency ω k and amplitude and phase of the specific component of the periodic signal f (n) and the fluctuation of the transfer characteristic G from the periodic signal f (n) to the observation point. An adaptive coefficient vector updating algorithm that adaptively adjusts each component of the coefficient vector W (n) and each estimated value Φ k hat (n) of each phase characteristic Φ k of the transfer characteristic G are set to the error signal e ( n) and the measured angular frequency ω
The transfer characteristic G is updated every time the time n elapses based on k '.
And a transfer phase characteristic identification algorithm for adaptively adjusting to the fluctuation of the phase characteristic Φ of the adaptive signal y (n). The amplitude a of the sine wave signal
k (n) and the phase φ k (n) are updated, and in the adaptive coefficient vector update algorithm, as the evaluation function Jw for evaluating the degree of adaptation, the error signal e (n) 2N is used, and the adaptive coefficient vector W (n) is updated according to the updating formula of Equation 4 so that the evaluation function J w = e 2N (n) is minimized by the gradient method. In the identification algorithm, as the evaluation function JΦ for evaluating the degree of identification of each phase characteristic estimated value Φ k hat (n), the error signal e
(N) to the power of 2Q is used, and the evaluation function J w = e
When each phase characteristic estimation value Φ k hat (n) is updated according to the update formula of Equation 6 so that 2Q (n) is minimized by the gradient method, N is a natural number of 1 or more, and Q is also a natural number of 1 or more, and at least one of the N and the Q is 2 or more. [Equation 3] J w = e 2N (n) [Equation 4] [Formula 5] JΦ = e 2Q (n) [Formula 6]
【請求項3】少なくとも一つの角振動数ωk (1≦k≦
K’、K’は自然数)の信号成分を含み、少なくとも一
つの観測点に影響を及ぼす周期性信号f(n)に対し、 該角振動数ωk のうちK個の計測値である測定角振動数
ωk'(1≦k≦K≦K’、Kも自然数)の正弦波信号か
らなるM個の適応信号ym (n)(1≦m≦M、Mは自
然数)を逆位相で直接または間接的に加えることによっ
て、該周期性信号f(n)の特定成分の各該観測点への
影響を能動的に除去し、 各該観測点で検知されるL個の誤差信号el (n)(1
≦l≦L、Lは自然数)を抑制する周期性信号の適応制
御方法において、 前記周期性信号f(n)と相関がある基準信号により、
前記角振動数ωk を計測して前記計測角振動数ωk'を供
給するとともに、該基準信号および該計測角振動数ωk'
に基づいて、該周期性信号f(n)の前記特定成分と同
期している基準入力信号xk (n)を生成する基準入力
信号生成アルゴリズムと、 離散時間における時刻nにおいて、前記計測角振動数ω
k'を角振動数とする振幅ak および位相φk の正弦波信
号の少なくとも一つが合成されてなり、該基準入力信号
k (n)に同期して各前記適応信号ym (n)を発生
させる適応信号発生アルゴリズムと、 各該適応信号ym (n)の振幅akm(n)および位相φ
km(n)を成分とする各適応係数ベクトルWkm(n)=
[akm(n),φkm(n)]T を、各前記誤差信号el
(n)および各該計測角振動数ωk'に基づいて該時刻n
の経過毎に更新することにより、該周期性信号f(n)
の該特定成分の角振動数ωk ならびに振幅および位相の
変動と、該周期性信号f(n)から各前記観測点までの
伝達特性Gの変動とに対して、各該適応係数ベクトルW
km(n)の上記各成分を適応的に調整する適応係数ベク
トル更新アルゴリズムとを有し、 更新された各該適応係数ベクトルWkm(n)の上記各成
分をもって、各該適応信号ym (n)の各正弦波信号の
該振幅akm(n)および該位相φkm(n)が更新される
と共に、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムにおいて、 適応の度合いを評価する評価関数Jw として数7に示す
ように前記誤差信号e l (n)の2N乗の総和が用いら
れ、 該評価関数Jw =Σel 2N(n)が勾配法によって極小
化されるように、前記適応係数ベクトルWkm(n)が数
8の更新式に従って更新されるにあたり、 前記Nは、2以上の自然数であることを特徴とする、 周期性信号の適応制御方法。 【数7】 【数8】
3. At least one angular frequency ωk(1 ≦ k ≦
K ', K'include a signal component of a natural number) and at least one
For a periodic signal f (n) that affects two observation points, The angular frequency ωkMeasured angular frequency, which is the measured value of K
ωk'(1 ≤ k ≤ K ≤ K', K is also a natural number) sine wave signal
M adaptive signals ym(N) (1 ≦ m ≦ M, where M is
By directly or indirectly adding
The specific component of the periodic signal f (n) to each observation point
Actively remove the impact, L error signals e detected at each observation pointl(N) (1
≤l≤L, L is a natural number) Adaptive control of periodic signals
In the way By the reference signal correlated with the periodic signal f (n),
The angular frequency ωkAnd the measured angular frequency ωk'Provide
Supply, the reference signal and the measured angular frequency ωk'
Based on the same as the specific component of the periodic signal f (n).
Expected reference input signal xkReference input to generate (n)
A signal generation algorithm, At time n in discrete time, the measured angular frequency ω
kAmplitude a where 'is the angular frequencykAnd phase φkSine wave
The reference input signal
xk(N) in synchronization with each adaptive signal ymGenerate (n)
An adaptive signal generation algorithm to Each said adaptive signal ymAmplitude a of (n)km(N) and phase φ
kmEach adaptive coefficient vector W having (n) as a componentkm(N) =
[Akm(N), φkm(N)]TAnd each of the error signals el
(N) and each measured angular frequency ωkBased on the time n
By updating the periodic signal f (n)
Angular frequency ω of the specific component ofkAnd of amplitude and phase
Fluctuation, and from the periodic signal f (n) to each of the observation points
With respect to the fluctuation of the transfer characteristic G, each adaptive coefficient vector W
kmAdaptive coefficient vector for adaptively adjusting each of the above components of (n)
With the Toll update algorithm, Each updated adaptive coefficient vector WkmEach of the above (n)
With each said adaptive signal ym(N) of each sine wave signal
The amplitude akm(N) and the phase φkm(N) is updated
With In the adaptive coefficient vector update algorithm, Evaluation function J for evaluating the degree of adaptationwAs shown in Equation 7
The error signal e lIf the sum of (n) to the 2Nth power is used
And The evaluation function Jw= Σel 2N(N) is minimum by the gradient method
The adaptive coefficient vector Wkm(N) is a number
When updating according to the update formula of 8, The N is a natural number of 2 or more, Adaptive control method for periodic signals. [Equation 7] [Equation 8]
【請求項4】少なくとも一つの角振動数ωk (1≦k≦
K’、K’は自然数)の信号成分を含み、少なくとも一
つの観測点に影響を及ぼす周期性信号f(n)に対し、 該角振動数ωk のうちK個の計測値である測定角振動数
ωk'(1≦k≦K≦K’、Kも自然数)の正弦波信号か
らなるM個の適応信号ym (n)(1≦m≦M、Mは自
然数)を逆位相で直接または間接的に加えることによっ
て、該周期性信号f(n)の特定成分の各該観測点への
影響を能動的に除去し、 各該観測点で検知されるL個の誤差信号el (n)(1
≦l≦L、Lは自然数)を抑制する周期性信号の適応制
御方法において、 前記周期性信号f(n)と相関がある基準信号により、
前記角振動数ωk を計測して前記計測角振動数ωk'を供
給するとともに、該基準信号および該計測角振動数ωk'
に基づいて、該周期性信号f(n)の前記特定成分と同
期している基準入力信号xk (n)を生成する基準入力
信号生成アルゴリズムと、 離散時間における時刻nにおいて、前記計測角振動数ω
k'を角振動数とする振幅ak および位相φk の正弦波信
号の少なくとも一つが合成されてなり、該基準入力信号
k (n)に同期して各前記適応信号ym (n)を発生
させる適応信号発生アルゴリズムと、 各該適応信号ym (n)の振幅amk(n)および位相φ
mk(n)を成分とする各適応係数ベクトルWkm(n)=
[akm(n),φkm(n)]T を、前記誤差信号e
l (n)および該計測角振動数ωk'に基づいて該時刻n
の経過毎に更新することにより、該周期性信号f(n)
の該特定成分の角振動数ωk ならびに振幅および位相の
変動と、該周期性信号f(n)から各前記観測点までの
各伝達特性Gの変動とに対して、各該適応係数ベクトル
km(n)の上記各成分を適応的に調整する適応係数ベ
クトル更新アルゴリズムと、 該伝達特性Gの位相特性Φの各推定値Φklm ハット
(n)を、該誤差信号el(n)および該計測角振動数
ωk'に基づいて該時刻nの経過毎に更新し、該伝達特性
Gの位相特性Φの変動に対して適応的に調整する伝達位
相特性同定アルゴリズムとを有し、 更新された各該適応係数ベクトルWkm(n)の上記各成
分をもって、各該適応信号ym (n)の各正弦波信号の
該振幅akm(n)および該位相φkm(n)が更新される
と共に、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムにおいて、適応
の度合いを評価する評価関数Jw として数9に示すよう
に前記誤差信号el (n)の2N乗が用いられ、該評価
関数Jw =Σel 2N(n)が勾配法によって極小化され
るように、前記適応係数ベクトルWkm(n)が数10の
更新式に従って更新され、 前記伝達位相特性同定アルゴリズムにおいて、前記各位
相特性推定値Φklm ハット(n)の同定の度合いを評価
する評価関数JΦとして数11に示すように前記誤差信
号el (n)の2Q乗が用いられ、該評価関数JΦ=e
l 2Q(n)が勾配法によって極小化されるように、各前
記位相特性推定値Φklm ハット(n)が数12の更新式
に従って更新されるにあたり、 前記Nは1以上の自然数であり、 前記Qも1以上の自然数であって、 該Nおよび該Qのうち少なくとも一方は2以上であるこ
とを特徴とする、 周期性信号の適応制御方法。 【数9】 【数10】 【数11】 【数12】
4. At least one angular frequency ω k (1 ≦ k ≦
K ′ and K ′ are natural numbers), and for the periodic signal f (n) that affects at least one observation point, K measurement angles that are K measurement values of the angular frequency ω k. M adaptive signals y m (n) (1 ≦ m ≦ M, where M is a natural number) consisting of sinusoidal signals with a frequency ω k ′ (1 ≦ k ≦ K ≦ K ′, K is also a natural number) in antiphase. By directly or indirectly adding, the influence of the specific component of the periodic signal f (n) on each observation point is actively removed, and L error signals e l detected at each observation point are added. (N) (1
≦ l ≦ L, L is a natural number) in the adaptive control method of the periodic signal, wherein a reference signal correlated with the periodic signal f (n),
The measuring angular frequency omega k by measuring the angular frequency omega k 'supplies, said reference signal and said measurement angular frequency omega k'
A reference input signal generation algorithm for generating a reference input signal x k (n) that is in synchronization with the specific component of the periodic signal f (n) based on Number ω
At least one of sine wave signals having an amplitude a k and a phase φ k with k ′ as an angular frequency is synthesized, and each adaptive signal y m (n) is synchronized with the reference input signal x k (n). And an amplitude a mk (n) and a phase φ of each adaptive signal y m (n).
Each adaptive coefficient vector W km (n) = which has mk (n) as a component
[A km (n), φ km (n)] T is the error signal e
Based on l (n) and the measured angular frequency ω k ′, the time n
By updating the periodic signal f (n)
For each variation of the angular frequency ω k and amplitude and phase of the specific component and variation of each transfer characteristic G from the periodic signal f (n) to each of the observation points. An adaptive coefficient vector updating algorithm that adaptively adjusts each of the above components of km (n), and each estimated value Φ klm hat (n) of the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G are set to the error signal e l (n) and And a transfer phase characteristic identification algorithm that updates each time n based on the measured angular frequency ω k 'and adaptively adjusts to changes in the phase characteristic Φ of the transfer characteristic G. The amplitude a km (n) and the phase φ km (n) of each sine wave signal of each adaptive signal y m (n) are updated with the above-mentioned respective components of each of the adaptive coefficient vectors W km (n) that have been generated. In the adaptive coefficient vector updating algorithm, 2N-th power is used for the error signal as shown in Equation 9 as an evaluation function J w to evaluate have e l (n), the evaluation function J w = Σe l 2N (n ) is minimized by the gradient method As described above, the adaptive coefficient vector W km (n) is updated according to the update formula of Equation 10, and the transfer phase characteristic identification algorithm evaluates the degree of identification of each phase characteristic estimated value Φ klm hat (n). As the function JΦ, the 2Q power of the error signal e l (n) is used as shown in Expression 11, and the evaluation function JΦ = e
When each of the phase characteristic estimation values Φ klm hat (n) is updated according to the updating formula of Equation 12 so that l 2Q (n) is minimized by the gradient method, the N is a natural number of 1 or more, The Q is also a natural number of 1 or more, and at least one of the N and the Q is 2 or more. [Equation 9] [Equation 10] [Equation 11] [Equation 12]
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