JP3391195B2 - Adaptive control method for periodic signals - Google Patents

Adaptive control method for periodic signals

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JP3391195B2
JP3391195B2 JP27669996A JP27669996A JP3391195B2 JP 3391195 B2 JP3391195 B2 JP 3391195B2 JP 27669996 A JP27669996 A JP 27669996A JP 27669996 A JP27669996 A JP 27669996A JP 3391195 B2 JP3391195 B2 JP 3391195B2
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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】本発明に対する従来技術としては、特開
平8−44377号公報(特願平6−201384号)
には、DXHSアルゴリズムと名付けられた周期性信号
の適応制御方法が開示されている。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、それぞれ正弦波で表記され、こ
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。
2. Description of the Related Art As a conventional technique for the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-44377 (Japanese Patent Application No. 6-201384).
Discloses an adaptive control method for a periodic signal named DXHS algorithm. The DXHS algorithm realizes an adaptive control method that controls the fundamental frequency component of a periodic signal and its harmonic component and suppresses 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 called an adaptive signal) generated to cancel the influence are represented by sine waves, respectively. Angular frequency, phase, and gain 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.

【0003】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。
Such a DXHS algorithm has the advantages 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.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術においては、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。そこ
で、先行技術として発明者らはその改良アルゴリズム
(DXHS改アルゴリズム)を開発し、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。この先行技術は、特願平7−129868号とし
て出願されている。
However, in the above-mentioned prior art, the adaptability to the time fluctuation (the transfer characteristic changes with time at a predetermined angular frequency) of the controlled system which transfers the control signal to the observation point is required. It wasn't enough. Therefore, as a prior art, the inventors have developed an improved algorithm (DXHS modified algorithm), and according to this algorithm, it is possible to quickly adapt to a large change in the transfer characteristic of the controlled system. Got This prior art is filed as Japanese Patent Application No. 7-129868.

【0005】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、その収束性を改善してい
る。
The DXHS modified algorithm is similar to the prior art in that the periodic signal and the control signal are each defined by a harmonic function. However, the adaptive coefficient vector W
In addition to the amplitude and phase of the control signal,
The difference is that an adaptation coefficient for the phase delay of the controlled system is introduced. With the introduction of the adaptation 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 a phase adjustment parameter to the component that adjusts the adaptive coefficient of the adaptive coefficient vector updating algorithm.

【0006】その結果、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。ところで、前述の従来技術
および以上の先行技術のいずれにおいても、周期性信号
の角振動数ωkは、工学的に十分精密に計測され、角振
動数ωkの計測値を真値と等価に扱えるものとして理論
展開を行ってきた。それゆえ、角振動数ωkの計測誤差
がある程度大きくなり、無視し得ないレベルにまで達す
ると適応制御に支障を来すおそれがあった。
As a result, according to the adaptive control method of the periodic signal using the DXHS modified algorithm, the adaptive ability with respect to the temporal change of the transfer characteristic of the controlled system is dramatically improved. By the way, in both the above-mentioned conventional technology and the above-mentioned prior art, the angular frequency ω k of the periodic signal is measured with sufficient precision in terms of engineering, and the measured value of the angular frequency ω k is equivalent to the true value. The theory has been developed as something that can be handled. Therefore, the measurement error of the angular frequency ω k becomes large to some extent, and if it reaches a level that cannot be ignored, the adaptive control may be hindered.

【0007】そこで、本発明は、角振動数ωkの計測誤
差のレベルがある程度大きくなっても適用が可能な、換
言すれば角振動数ωkの計測誤差に対してロバストな周
期性信号の適応制御方法を提供することを解決すべき課
題とする。
Therefore, the present invention can be applied even when the level of the measurement error of the angular frequency ω k becomes large to some extent, in other words, the periodic signal that is robust against the measurement error of the angular frequency ω k . It is a problem to be solved to provide an adaptive control method.

【0008】[0008]

【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、角振動数ωk、その補償値(計測誤差
の推定値)qk、および伝達特性G(推定ゲインAハッ
トおよび推定位相遅れΦハット)については、時刻nの
更新毎に変化している可能性があるので本来は(n)を
付して表記すべきとことであるが、煩瑣を避けるために
(n)を付さずに記載することがある。ただし、計測誤
差qkと補償値qk(n)とは異なる定義の値であり、補
償値qk(n)は計測誤差qkに収束していく。なお、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。
Means for Solving the Problems and Their Actions / Effects In order to solve the above problems, the inventors have invented the following means. Here, the angular frequency ω k , its compensation value (estimated value of measurement error) q k , and the transfer characteristic G (estimated gain A hat and estimated phase delay Φ hat) change with each update of time n. Therefore, it should be indicated by adding (n), but in order to avoid complication, it may be described without (n). However, the measurement error q k and the compensation value q k (n) have different definitions, and the compensation value q k (n) converges on the measurement error q k . It should be noted that the symbols in the mathematical formulas, which are commonly referred to as hats or roofs, cannot be written as they are in the text of the specification due to electronic application restrictions, and are therefore replaced with the suffix "hat".

【0009】(第1手段)本発明の第1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)に対し、該角振動数ωkのうちK個の推定値で
ある推定角振動数ωkハット(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)を低減
する周期性信号の適応制御方法において、該角振動数ω
kを計測し、計測誤差qkを含んだ計測値(ωk+qk)を
供給する角振動数計測手段と、時刻nにおいて、前記推
定角振動数ωkハットを角振動数とし振幅akおよび位相
φkの正弦波信号の少なくとも一つ以上が合成されてな
る適応信号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および位相φk
成分として含む適応係数ベクトルW(n)を、該適応信
号y(n)が前記観測点に伝達するまでの伝達特性Gの
位相遅れΦ、前記誤差信号e(n)および前記計測値
(ωk+qk)に基づいて時刻nの経過毎に更新すること
により、前記周期性信号f(n)の各角振動数成分での
角振動数ωkならびに振幅および位相の変動と該伝達特
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、前述の推定角振動数ωkハットの補償値q
k(n)を、該誤差信号e(n)、該計測値(ωk
k)、該位相φkおよび該位相遅れΦに基づいて時刻n
の経過毎に適応的に更新し、それぞれの該推定角振動数
ωkハット[すなわち計測値(ωk+qk)から補償値qk
(n)を差し引いた値]の推定精度を適応的に高める角
振動数推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)の成分である該振幅akおよび該位
相φkと該推定角振動数ωkハットとをもって、該適応信
号y(n)の各正弦波信号の該推定角振動数ωkハット
ならびに該振幅akおよび該位相φkが更新されることを
特徴とする周期性信号の適応制御方法である。
(First Means) A first means of the present invention is a periodicity which 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. with respect to the signal f (n), consisting of angular sinusoidal signal of K is an estimated value estimated angular frequency omega k hat of angular frequency ω k (1 ≦ k ≦ K ≦ K ', K also a natural number) By directly or indirectly applying the adaptive signal y (n) in antiphase, the influence of the specific component of the periodic signal f (n) on the observation point is actively removed, and the detection is performed at the observation point. In the adaptive control method of the periodic signal for reducing the error signal e (n)
An angular frequency measuring means for measuring k and supplying a measurement value (ω k + q k ) including a measurement error q k , and at time n, the estimated angular frequency ω k hat is an angular frequency and an amplitude a k and a phase phi k adaptive signal generation algorithm least one generates the adaptive signal formed by combining y (n) of the sinusoidal signal component amplitude a k and the phase phi k of the adaptive signal y (n) , The phase delay Φ of the transfer characteristic G until the adaptive signal y (n) is transmitted to the observation point, the error signal e (n) and the measured value (ω k + q). k )), the angular frequency ω k at each angular frequency component of the periodic signal f (n), the fluctuation of the amplitude and the phase, and the fluctuation of the transfer characteristic G are updated by updating each time n based on k ). Adaptively adjust each component of the adaptive coefficient vector W (n) with respect to The adaptive coefficient vector update algorithm that, the compensation value q of the estimated angular frequency omega k hat above
k (n) is the error signal e (n) and the measured value (ω k +
q k ), the phase φ k, and the phase delay Φ based on the time n
Of the estimated angular frequency ω k hat [that is, the measured value (ω k + q k ) to the compensation value q k
[Value obtained by subtracting (n)] and an angular frequency estimation algorithm for adaptively increasing the estimation accuracy, and the amplitude a k and the phase φ k that are components of the updated adaptive coefficient vector W (n). characterized in that the with the said estimated angular frequency omega k hat, the adaptive signal y (n) the estimated angular frequency omega k hat and shake each sinusoidal signal width a k and the phase phi k is updated Is an adaptive control method for periodic signals.

【0010】本手段では、角振動数計測手段により、周
期性信号f(n)を発生させる振動源から、有意な計測
誤差qkが加わった角振動数ωkの計測値(ωk+qk)が
計測され、適応係数ベクトル更新アルゴリズムおよび角
振動数推定アルゴリズムに提供される。適応係数ベクト
ル更新アルゴリズムは、振幅akおよび位相φkを成分と
して含む適応係数ベクトルW(n)を誤差信号e(n)
等に基づいて適応的に更新し、適正な値に収束した振幅
kおよび位相φkを適応信号発生アルゴリズムに提供す
る。
In this means, the measurement value (ω k + q k of the angular frequency ω k to which a significant measurement error q k is added from the vibration source that generates the periodic signal f (n) by the angular frequency measurement means. ) Is measured and provided to the adaptive coefficient vector update algorithm and the angular frequency estimation algorithm. The adaptive coefficient vector update algorithm uses the adaptive coefficient vector W (n) including the amplitude a k and the phase φ k as components as the error signal e (n).
And the like, and provides the adaptive signal generation algorithm with the amplitude a k and the phase φ k that have been adaptively updated and converged to appropriate values.

【0011】一方、角振動数推定アルゴリズムは、誤差
信号e(n)や角振動数の計測値(ωk+qk)等に基づ
き、補償値qk(n)を逐次更新して計測誤差qkを推定
してゆく。計測誤差qkが十分に精密に推定されれば、
計測値(ωk+qk)から推定計測誤差qkを差し引くこ
とにより角振動数ωkを精密に割り出し、有意な誤差を
含まない角振動数ωkの推定値ωkハットを適応信号発生
アルゴリズムに提供することが可能になる。
On the other hand, the angular frequency estimation algorithm sequentially updates the compensation value q k (n) based on the error signal e (n), the measured value of the angular frequency (ω k + q k ), etc. Estimate k . If the measurement error q k is estimated with sufficient accuracy,
The estimated frequency error ω k is precisely determined by subtracting the estimated measurement error q k from the measured value (ω k + q k ), and the estimated value ω k hat of the angular frequency ω k that does not include a significant error is used as the adaptive signal generation algorithm. Can be provided to.

【0012】なお、伝達特性Gの位相遅れΦの値は、適
正な推定値(一定値)で代替するか、テーブルデータを
用意して角振動数ωkに対して適正な値を用意する程度
でよく、多少の誤差は位相φ(n)の調整により吸収さ
れる。適応信号発生アルゴリズムは、各正弦波信号の角
振動数ωkを角振動数推定アルゴリズムから、振幅ak
よび位相φkを適応係数ベクトル更新アルゴリズムか
ら、それぞれ提供されて適応信号y(n)を発生する。
適応信号y(n)は、伝達特性Gを経てゲインAと位相
Φとが加わり、観測点に到達する。観測点では、周期性
信号f(n)の影響と適応信号y(n)の影響とが相殺
し、適応信号y(n)に選定されている周期性信号f
(n)の特定成分の影響が除去され、誤差信号e(n)
は低いレベルに抑制される。
The value of the phase delay Φ of the transfer characteristic G may be replaced with an appropriate estimated value (constant value), or table data may be prepared to prepare an appropriate value for the angular frequency ω k . However, some errors are absorbed by adjusting the phase φ (n). The adaptive signal generation algorithm provides the adaptive signal y (n) by providing the angular frequency ω k of each sine wave signal from the angular frequency estimation algorithm and the amplitude a k and the phase φ k from the adaptive coefficient vector updating algorithm. Occur.
The adaptive signal y (n) reaches the observation point by adding the gain A and the phase Φ via the transfer characteristic G. At the observation point, the influence of the periodic signal f (n) and the influence of the adaptive signal y (n) cancel each other, and the periodic signal f (n) selected as the adaptive signal y (n).
The influence of the specific component of (n) is removed, and the error signal e (n)
Is suppressed to a low level.

【0013】したがって本手段によれば、周期性信号f
(n)の角振動数ωkの計測値(ωk+qk)に有意な計
測誤差qkが含まれていても、高い適応能力をもって誤
差信号e(n)を低レベルに収束させることができると
いう効果がある。 (第2手段)本発明の第2手段は、上記第1手段におい
て、前記角振動数計測手段は、前記周期性信号f(n)
の発生源から所定の位相時に発せられるパルス信号の時
間間隔を計測する周期センサ、または所定時間内の該パ
ルス信号の数を計測するパルスカウンタである、周期性
信号の適応制御方法である。
Therefore, according to this means, the periodic signal f
Even if the measured value (ω k + q k ) of the angular frequency ω k in (n) includes a significant measurement error q k , the error signal e (n) can be converged to a low level with high adaptability. The effect is that you can do it. (Second Means) A second means of the present invention is the first means, wherein the angular frequency measuring means is the periodic signal f (n).
Is an adaptive control method for a periodic signal, which is a periodic sensor that measures a time interval of pulse signals emitted from a source at a predetermined phase, or a pulse counter that measures the number of the pulse signals within a predetermined time.

【0014】本手段では、角振動数計測手段が安価かつ
高信頼性のセンサであり、制御システム全体のコストダ
ウンになるという効果がある。なお、より精密に周期性
信号f(n)の発生源(例えばエンジン等)から角振動
数ωkを計測する必要がある場合には、角振動数計測手
段に光電式ロータリエンコーダやロータリ形インダクト
シンなどのより精密なセンサを使用することも可能であ
る。
In this means, the angular frequency measuring means is an inexpensive and highly reliable sensor, which has the effect of reducing the cost of the entire control system. If it is necessary to measure the angular frequency ω k from the source (eg, engine) of the periodic signal f (n) more precisely, the angular frequency measuring means may be a photoelectric rotary encoder or a rotary type encoder. It is also possible to use a more precise sensor such as Duct Thin.

【0015】(第3手段)本発明の第3手段は、上記第
1手段において、前記周期性信号f(n)のうち最も主
要な振動(角振動数ω)を制御する一入力一出力型の周
期性信号の適応制御方法であり、前記適応係数ベクトル
更新アルゴリズムおよび前記角振動数推定アルゴリズム
とはまとめて数7で表記され、適応信号発生アルゴリズ
ムは数8で表記される、周期性信号の適応制御方法であ
る。
(Third Means) A third means of the present invention is the one-input one-output type according to the first means, which controls the most main vibration (angular frequency ω) of the periodic signal f (n). Of the periodic signal, the adaptive coefficient vector update algorithm and the angular frequency estimation algorithm are collectively expressed by Equation 7, and the adaptive signal generation algorithm is expressed by Equation 8. This is an adaptive control method.

【0016】[0016]

【数7】 [Equation 7]

【0017】[0017]

【数8】 [Equation 8]

【0018】本手段では、一入力一出力の制御系で抑制
すべき周波数成分が単一の場合に、極めて簡素な計算で
第1手段の適応制御が可能である。したがって本手段に
よれば、本手段をマイクロコンピュータ等で実施する際
に、演算量や演算速度および記憶容量の面で大幅なコス
トダウンが可能であるという効果がある。 (第4手段)本発明の第4手段は、上記第1手段におい
て、前記周期性信号f(n)の影響が及ぶ少なくとも一
つの上記観測点からL個の前記誤差信号el(n)(1
≦l≦L、Lは自然数)が入力として得られ、M個の前
記適応信号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
り、前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムは数9で表
記され、前記角振動数推定アルゴリズムは数10および
数11のうちいずれかで表記され、適応信号発生アルゴ
リズムは数12で表記される、周期性信号の適応制御方
法である。
According to the present means, the adaptive control of the first means is possible by extremely simple calculation when the frequency component to be suppressed in the one-input one-output control system is single. Therefore, according to the present means, when the present means is implemented by a microcomputer or the like, there is an effect that the cost can be significantly reduced in terms of the amount of calculation, the calculation speed, and the storage capacity. (Fourth Means) According to a fourth means of the present invention, in the first means, L error signals e l (n) (from the at least one observation point affected by the periodic signal f (n) are observed. 1
≦ l ≦ L, L is a natural number), and is a multi-input multi-output periodic signal that outputs M adaptive signals y m (n) (1 ≦ m ≦ M, M is a natural number). In the adaptive control method, the adaptive coefficient vector updating algorithm is expressed by Equation 9, the angular frequency estimation algorithm is expressed by either Equation 10 or Equation 11, and the adaptive signal generation algorithm is expressed by Equation 12. , An adaptive control method for periodic signals.

【0019】[0019]

【数9】 [Equation 9]

【0020】[0020]

【数10】 [Equation 10]

【0021】[0021]

【数11】 [Equation 11]

【0022】[0022]

【数12】 [Equation 12]

【0023】本手段では、多入力多出力(一入力や一出
力も特殊な場合として含む)の制御系で、抑制すべき周
波数成分が複数の場合にも、第1手段の適応制御が可能
である。角振動数推定アルゴリズムとして、数10を採
用した場合には演算量を大幅に低減できるという効果が
あり、数11を採用した場合には全入力すなわち全ての
誤差信号el(n)を用いてより速やか適応することが
でき、適応できる範囲も拡がるという効果がある。
In the present means, the adaptive control of the first means is possible even in the case of a multi-input multi-output control system (one input or one output is also included as a special case) when there are a plurality of frequency components to be suppressed. is there. As the angular frequency estimation algorithm, when the equation (10) is adopted, the calculation amount can be significantly reduced, and when the equation (11) is adopted, all inputs, that is, all error signals e l (n) are used. It has the effect of being able to adapt more quickly and expanding the range of application.

【0024】(第5手段)本発明の第5手段は、上記第
1手段から第4手段までのうちいずれかにおいて、前記
振幅ak(またはakm)および前記位相φk(または
φkm)ならびに前記伝達特性Gの推定値である推定ゲイ
ンAハットおよび推定位相遅れΦハットのうち少なくと
も一種類の値が、前記角振動数ωkの変動範囲内で該角
振動数ωkの区画毎に記憶されているテーブルデータを
有する、周期性信号の適応制御方法である。
(Fifth Means) According to a fifth means of the present invention, in any one of the first to fourth means, the amplitude a k (or a km ) and the phase φ k (or φ km ). and at least one value among the estimated gain a hat and the estimated phase delay Φ hat said an estimate of the transfer characteristic G is, for each compartment of the angular frequency [omega k within the range of variation of the angular frequency omega k It is an adaptive control method for a periodic signal, which has stored table data.

【0025】本手段では、周波数毎に区画されたテーブ
ルデータに、周波数による影響が大きい各種数値のうち
いずれかが記憶されているので、周波数が変動し系の特
性が大きく変動した場合にも、テーブルデータの値を参
照することができる。したがって本手段によれば、周波
数が変動した場合にも、より速やかに適応制御して誤差
信号e(n)を抑制することができるという効果があ
る。
According to the present means, since one of various numerical values greatly influenced by frequency is stored in the table data divided by frequency, even when the frequency fluctuates and the characteristic of the system fluctuates greatly, You can refer to the value of table data. Therefore, according to this means, there is an effect that the error signal e (n) can be suppressed more promptly by adaptive control even when the frequency changes.

【0026】また、制御系に適応判定機能をも持たせ、
十分に適応した時点でテーブルデータの内容の値をアッ
プデートするテーブルデータ更新機能を有すれば、制御
対象の系の経時変化などにも対応して適応制御を施すこ
とができるという効果がある。
Further, the control system is also provided with an adaptive judgment function,
If there is a table data update function that updates the value of the contents of the table data when fully adapted, there is an effect that adaptive control can be performed in response to changes over time in the system to be controlled.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の周期性信号の適応制御方
法の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が
えらえるよう、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のシステム構成と理論展開)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、
図1に示すように、大きく分けて制御系1と物理系2と
の二つのブロックから構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the adaptive control method for a periodic signal according to the present invention will be described clearly and sufficiently in the following embodiments so that those skilled in the art can understand the embodiments. [Embodiment 1] (System configuration and theoretical development of Embodiment 1) A system for implementing an adaptive control method of a periodic signal as Embodiment 1 of the present invention is
As shown in FIG. 1, it is roughly divided into two blocks, a control system 1 and a physical system 2.

【0028】制御系1は、適応信号y(n)を発生させ
る適応信号発生アルゴリズム11と、同アルゴリズム1
1に振幅a(n)、位相φ(n)および角振動数の推定
値ωハットを提供する適応係数ベクトル更新アルゴリズ
ム12および角振動数推定アルゴリズム13とから構成
されている。制御系1は一入力一出力形であり、誤差信
号e(n)が入力に該当し、適応信号y(n)が出力に
該当している。また、制御系1は、周期性信号f(n)
のうち単一の周波数成分(角振動数の真値はω)のみを
抑制すべき特定成分としている。
The control system 1 includes an adaptive signal generation algorithm 11 for generating an adaptive signal y (n), and the same algorithm 1
1 is composed of an adaptive coefficient vector updating algorithm 12 and an angular frequency estimating algorithm 13 which provide an amplitude a (n), a phase φ (n) and an angular frequency estimate ω hat. The control system 1 is a one-input one-output type, and the error signal e (n) corresponds to an input and the adaptive signal y (n) corresponds to an output. Further, the control system 1 uses the periodic signal f (n)
Of these, only a single frequency component (the true value of the angular frequency is ω) is the specific component to be suppressed.

【0029】一方、物理系2は、周期性信号f(n)を
観測点24に加える周期性信号源21と、周期性信号源
21の角振動数ωを計測する角振動数計測手段22と、
適応信号y(n)を観測点24に伝達する伝達特性G
(符号は23)とから構成されている。周期性信号源2
1には、具体的には、例えばエンジンなどの振動源とそ
の振動を観測点24まで伝達する他の伝達特性G’(図
略)とが含まれている。角振動数計測手段22は、周期
性信号f(n)の角振動数ω(真値)を計測し、観測誤
差qが含まれている計測値(ω+q)を前述の適応係数
ベクトル更新アルゴリズム12および角振動数推定アル
ゴリズム13に供給する。伝達特性Gは、所定の角振動
数ωにおいて所定のゲインAおよび位相遅れΦを発揮す
る。
On the other hand, the physical system 2 includes a periodic signal source 21 for applying the periodic signal f (n) to the observation point 24, and an angular frequency measuring means 22 for measuring the angular frequency ω of the periodic signal source 21. ,
Transfer characteristic G for transferring the adaptive signal y (n) to the observation point 24
(Reference numeral 23). Periodic signal source 2
Specifically, 1 includes a vibration source such as an engine and another transmission characteristic G ′ (not shown) that transmits the vibration to the observation point 24. The angular frequency measuring means 22 measures the angular frequency ω (true value) of the periodic signal f (n), and the measured value (ω + q) including the observation error q is updated by the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 described above. And the angular frequency estimation algorithm 13. The transfer characteristic G exhibits a predetermined gain A and a phase delay Φ at a predetermined angular frequency ω.

【0030】ここで、制御系1の各アルゴリズム11,
12,13は、以下のようにして導き出すことができ
る。先ず仮に、周期性信号f(n)=Fcos(ωT
n)であるとする。ここで、Fは所定の振幅、Tは更新
周期(またはサンプリング周期)、nはT刻みの各時刻
(ステップ)である。一方、適応信号y(n)を仮にy
(n)=a(n)cos{(ω+Q)Tn+φ(n)}
とすると、伝達特性G[A,Φ](符号は23)を経て
観測点24に加えられる相殺信号z(n)は、z(n)
=Aa(n)cos{(ω+Q)Tn+φ(n)−Φ}
である。
Here, each algorithm 11 of the control system 1,
12, 13 can be derived as follows. First, suppose that the periodic signal f (n) = Fcos (ωT
n). Here, F is a predetermined amplitude, T is an update cycle (or sampling cycle), and n is each time (step) in T increments. On the other hand, if the adaptive signal y (n) is y
(N) = a (n) cos {(ω + Q) Tn + φ (n)}
Then, the cancellation signal z (n) applied to the observation point 24 via the transfer characteristic G [A, Φ] (reference numeral 23) is z (n).
= Aa (n) cos {(ω + Q) Tn + φ (n) −Φ}
Is.

【0031】すると、誤差信号e(n)は、e(n)=
F(n)+z(n)=Fcos(ωTn)+Aa(n)
cos{(ω+Q)Tn+φ(n)−Φ}である。これ
を指数関数表現に書き改めると、誤差信号e(n)=F
exp[jωTn]+Aa(n)exp[j{(ω+
Q)Tn+φ(n)−Φ}]=Fexp[jωTn]×
[1−(1/F)Aa(n)expj{QTn+φ
(n)−Φ}]である。
Then, the error signal e (n) is e (n) =
F (n) + z (n) = Fcos (ωTn) + Aa (n)
cos {(ω + Q) Tn + φ (n) −Φ}. Rewriting this into an exponential function expression, the error signal e (n) = F
exp [jωTn] + Aa (n) exp [j {(ω +
Q) Tn + φ (n) −φ}] = Fexp [jωTn] ×
[1- (1 / F) Aa (n) expj {QTn + φ
(N) -Φ}].

【0032】ここで仮に誤差信号e(n)=0の場合、
外力である周期性信号f(n)と伝達関数およびフィル
タ係数との間で、次の数式で表される関係が成り立つ。 f = Fexp(jωft) = AaXexp{j(ωft+φ−Φ)} 一方、何らかの原因で、適応信号y(n)を算出する際
に用いる角振動数ωと周期性信号f(n)の角振動数ω
fとの間に角周波数差Qが発生すると、誤差信号e
(n)はゼロではなくなり、その値は次式で表現され
る。
Here, if the error signal e (n) = 0,
The relationship represented by the following mathematical formula is established between the periodic signal f (n) which is an external force, the transfer function and the filter coefficient. f = Fexp (jω f t) = AaXexp {j (ω f t + φ-Φ)} On the other hand, for some reason, the angular frequency used for calculating an adaptive signal y (n) ω and periodic signals f (n) Angular frequency ω
If an angular frequency difference Q occurs between f and f , the error signal e
(N) is not zero, and its value is expressed by the following equation.

【0033】 e(n) = −[−AaXexpj{ωft+φ−Φ} +AaXexpj{(ωf+Q)t+φ−Φ}] = AaX{1−exp(jQt)} ・exp{j(ωft+φ−Φ)} = B(t){1−exp(jQt)} = B(t){1−(cosQt+jsinQt)} ただし、B(t)=AaXexp{j(ωft+φ−Φ)}である。[0033] e (n) = - [- AaXexpj {ω f t + φ-Φ} + AaXexpj {(ω f + Q) t + φ-Φ}] = AaX {1-exp (jQt)} · exp {j (ω f t + φ- Φ)} = B (t) {1-exp (jQt)} = B (t) {1- (cosQt + jsinQt)} However, a B (t) = AaXexp {j (ω f t + φ-Φ)}.

【0034】ここで、周期性信号f(n)と相殺信号z
(n)とが同期していることは、制御系1が完全に適応
して誤差信号e(n)が定常的に零[e(n)≡0]で
あることの必要条件である。すなわち、角振動数の誤差
Q=0においてのみ、誤差信号e(n)≡0であり得
る。特に、Qが零の近似領域にある場合には、誤差信号
e(n)は次のように展開される。
Here, the periodic signal f (n) and the cancellation signal z
The synchronization with (n) is a necessary condition that the control system 1 is completely adapted and the error signal e (n) is constantly zero [e (n) ≡0]. That is, the error signal e (n) ≡0 can be obtained only when the angular frequency error Q = 0. In particular, when Q is in the approximate region of zero, the error signal e (n) is expanded as follows.

【0035】 したがって、誤差信号e(n)の二乗期待値E[e
2(n)]は、所定時間Tに渡って上式の右辺[jB
(t)Q]の絶対値の二乗を時間積分し、所定時間Tで
割って平均化することにより求められる。所定時間Tが
十分に長い時間であれば、B(t)が周期性関数である
ことを考慮して誤差信号e(n)の二乗期待値は次式で
表される。
[0035] Therefore, the expected square value E [e of the error signal e (n) is
2 (n)] is the right side [jB] of the above equation over a predetermined time T.
It is obtained by time-integrating the square of the absolute value of (t) Q], dividing by the predetermined time T, and averaging. If the predetermined time T is a sufficiently long time, the squared expected value of the error signal e (n) is expressed by the following equation, considering that B (t) is a periodic function.

【0036】E[e2(n)] = αQ2 (αは正
の比例常数) それゆえ、誤差信号e(n)の二乗の期待値E[e
2(n)]は、近似的に角振動数の誤差Qの二乗値Q2
比例関係にある。すなわち、角振動数ωkの誤差Qを小
さくすることは、誤差信号e(n)の期待値を小さくす
ることの必要条件である。
E [e 2 (n)] = αQ 2 (α is a positive proportional constant) Therefore, the expected value E [e of the square of the error signal e (n) E [e]
2 (n)] is approximately proportional to the square value Q 2 of the error Q of the angular frequency. That is, reducing the error Q of the angular frequency ωk is a necessary condition for reducing the expected value of the error signal e (n).

【0037】そこで、E[e2(n)]とQ2 との近似
的な比例関係、またはQ2の増加に関しQ2が十分に小さ
い範囲ではE[e2(n)]は単純増加の傾向にあるこ
とを利用して、逐次近似法を導入する。すなわち、角振
動数ωの計測値(ω+q)に補正項(補償値q(n)に
相当)を導入して、補償値q(n)を勾配法(最小二乗
法的アプローチ)で逐次的に求めることにする。補償値
q(n)が求まれば、角振動数ωの推定値ωハットは計
測値(ω+q)から補償値q(n)を差し引くことによ
ってで求まり、もって角振動数ωの真値を推定すること
ができる。なお、上記勾配法においては、ステップサイ
ズパラメータを適正に定めることにより、適応速度を調
整することが可能であり、収束を速やかにすることがで
きる。
[0037] Therefore, E [e 2 (n) ] and approximate proportional relationship between Q 2, or a Q 2 is sufficiently small range relates the increase in Q 2 E [e 2 (n )] is a simple increase Taking advantage of the tendency, the iterative approximation method is introduced. That is, by introducing a correction term (corresponding to the compensation value q (n)) into the measurement value (ω + q) of the angular frequency ω, the compensation value q (n) is sequentially calculated by the gradient method (least squares approach). I will ask. Once the compensation value q (n) is obtained, the estimated value ω hat of the angular frequency ω is obtained by subtracting the compensation value q (n) from the measured value (ω + q), and thus the true value of the angular frequency ω is estimated. can do. In the gradient method, the adaptive speed can be adjusted by appropriately setting the step size parameter, and the convergence can be speeded up.

【0038】角振動数の補償値をqとし、適応係数ベク
トルW(n)が振幅a(n)および位相φ(n)のみを
成分とするものと定義すると、前述のDXHSアルゴリ
ズムによる適応係数ベクトル更新アルゴリズム12は、
数13で表記される。
If the compensation value of the angular frequency is q and the adaptive coefficient vector W (n) is defined to have only the amplitude a (n) and the phase φ (n) as components, the adaptive coefficient vector according to the DXHS algorithm described above is defined. The update algorithm 12 is
It is expressed by the number 13.

【0039】[0039]

【数13】 [Equation 13]

【0040】一方、角振動数推定アルゴリズム13は、
以下のようにして導き出される。すなわち、評価関数を
瞬時の(当該時刻nの)誤差信号e(n)の二乗値e2
(n)と定めると、評価関数e2(n)の補償値q
(n)に対する勾配Dqは、次の数式で定義される。 Dq ≡ ∂e2(n)/∂q(n) すると、補償値q(n)を逐次更新して求める更新式
は、次の数式で表現される。
On the other hand, the angular frequency estimation algorithm 13 is
It is derived as follows. That is, the evaluation function is set to the instantaneous squared value e 2 of the error signal e (n) (at the time n).
If defined as (n), the compensation value q of the evaluation function e 2 (n)
The gradient D q with respect to (n) is defined by the following mathematical formula. When D q ≡ ∂e 2 (n) / ∂q (n), the update formula obtained by sequentially updating the compensation value q (n) is expressed by the following mathematical formula.

【0041】 q(n+1) = q(n)+μq’(−Dq) ところで、上記数13の第2成分から、次の近似式が導
き出される。 ∂φ(n)/∂Tn ≒ {φ(n+1)−φ(n)}
/T= e(n)μφcos{(ω+q)Tn+φ
(n)−Φ}/T それゆえ、二乗誤差e2(n)と(∂φ(n)/∂T
n)とは瞬時ではほぼ比例関係にあると見なすことがで
きる。
[0041] q (n + 1) = q (n) + μ q '(-D q) By the way, the second component of the equation 13, the following approximate expression is derived. ∂φ (n) / ∂Tn ≈ {φ (n + 1) −φ (n)}
/ T = e (n) μφ cos {(ω + q) Tn + φ
(N) −Φ} / T Therefore, the squared error e 2 (n) and (∂φ (n) / ∂T
It can be considered that there is an almost proportional relationship with n) in an instant.

【0042】また、位相φ(n)と補償値q(n)との
間には、次の数式に示す線形関係があることが経験的に
分かっている。 ∂φ(n)/∂Tn = −αq(n)+β (α,
β:定数) 以上の関係に基づいて、上記勾配Dq は数14のように
展開される。
It has been empirically known that the phase φ (n) and the compensation value q (n) have a linear relationship represented by the following equation. ∂φ (n) / ∂Tn = −αq (n) + β (α,
β: constant) Based on the above relationship, the gradient D q is developed as shown in Expression 14.

【0043】[0043]

【数14】 [Equation 14]

【0044】上記勾配Dq は数14のように簡略に表記
することができるので、補償値q(n)の更新式である
角振動数推定アルゴリズム13は、前述のq(n+1)
=q(n)+μq’(−Dq)に基づいて数15のように
書き表される。
Since the above-mentioned gradient D q can be simply expressed as in equation (14), the angular frequency estimation algorithm 13, which is an updating formula of the compensation value q (n), uses the above-mentioned q (n + 1).
= Q (n) + μ q ' are Kakiarawasa as number 15 on the basis of (-D q).

【0045】[0045]

【数15】 [Equation 15]

【0046】したがって、数13の適応係数ベクトル更
新アルゴリズム12と、数15の角振動数推定アルゴリ
ズム13とをひとまとめにして、適応係数ベクトル更新
アルゴリズム12および角振動数推定アルゴリズム13
を数16で表記できる。
Therefore, the adaptive coefficient vector update algorithm 12 of the equation 13 and the angular frequency estimation algorithm 13 of the equation 15 are put together into an adaptive coefficient vector update algorithm 12 and an angular frequency estimation algorithm 13.
Can be expressed by Equation 16.

【0047】[0047]

【数16】 [Equation 16]

【0048】また、適応信号発生アルゴリズム11は、
その定義に従って数17で表記される。
Further, the adaptive signal generation algorithm 11 is
According to the definition, it is represented by the number 17.

【0049】[0049]

【数17】 [Equation 17]

【0050】以上のように、図1に示されている系は、
物理系2および制御系1ともに構成を定式化することが
できる。 (実施例1の作用効果)本実施例の周期性信号の適応制
御方法は、以上のように構成されいるので、以下の二つ
の作用効果を有する。
As described above, the system shown in FIG.
The configurations of both the physical system 2 and the control system 1 can be formulated. (Effects of Embodiment 1) Since the adaptive control method of the periodic signal of this embodiment is configured as described above, it has the following two effects.

【0051】第1に本実施例では、角振動数計測手段2
2により、周期性信号f(n)を発生させる周期性信号
源21から、有意な計測誤差qが加わった角振動数ωの
計測値(ω+q)が計測され、適応係数ベクトル更新ア
ルゴリズム12および角振動数推定アルゴリズム13に
提供される。両アルゴリズム12,13は、上記数16
にまとめられているが、振幅a(n)および位相φ
(n)の第1および第2成分と補償値q(n)である第
3成分とは性格が異なるので、両者を各アルゴリズム1
2,13に分けて作用を説明する。
First, in this embodiment, the angular frequency measuring means 2
2, the measurement value (ω + q) of the angular frequency ω to which the significant measurement error q is added is measured from the periodic signal source 21 that generates the periodic signal f (n), and the adaptive coefficient vector update algorithm 12 and the angle are calculated. It is provided to the frequency estimation algorithm 13. Both algorithms 12 and 13 are
, The amplitude a (n) and the phase φ
Since the first and second components of (n) and the third component, which is the compensation value q (n), have different characteristics, both of them are referred to as algorithm 1
The operation will be described separately for 2 and 13.

【0052】適応係数ベクトル更新アルゴリズム12
は、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)を誤差信号e(n)等に基づいて
適応的に更新する。適応係数ベクトル更新アルゴリズム
12の作用で適正な値に収束した振幅a(n)および位
相φ(n)は、適応信号発生アルゴリズム11に提供さ
れる。
Adaptive coefficient vector updating algorithm 12
Updates the adaptive coefficient vector W (n) having the amplitude a (n) and the phase φ (n) as components, based on the error signal e (n) and the like. The amplitude a (n) and the phase φ (n) converged to appropriate values by the action of the adaptive coefficient vector updating algorithm 12 are provided to the adaptive signal generation algorithm 11.

【0053】一方、角振動数推定アルゴリズム13は、
誤差信号e(n)や角振動数の計測値(ω+q)等に基
づき、補償値q(n)を逐次更新して計測誤差qを推定
してゆく。計測誤差qが十分に精密に推定されれば、計
測値(ω+q)から推定計測誤差q(または補償値q
(n))を差し引くことにより、角振動数ωを精密に推
定することができる。その結果、有意な誤差を含まない
角振動数ωの推定値ωハット=(ω+q)−q(n)
が、角振動数推定アルゴリズム13から適応信号発生ア
ルゴリズム11に提供される。
On the other hand, the angular frequency estimation algorithm 13
Based on the error signal e (n), the measured value (ω + q) of the angular frequency, etc., the compensation value q (n) is sequentially updated to estimate the measurement error q. If the measurement error q is estimated with sufficient accuracy, the estimated measurement error q (or the compensation value q is calculated from the measurement value (ω + q).
By subtracting (n)), the angular frequency ω can be accurately estimated. As a result, the estimated value of the angular frequency ω that does not include a significant error ω hat = (ω + q) -q (n)
Are provided from the angular frequency estimation algorithm 13 to the adaptive signal generation algorithm 11.

【0054】ここで、数16中の伝達特性Gの位相遅れ
Φの値は、入出力特性の周波数掃引試験により予め設定
されている。なお、位相遅れΦに実際の伝達特性G(符
号は23)と多少の誤差があっても、位相φ(n)の調
整により吸収されるので適応性に問題は生じない。さ
て、適応信号発生アルゴリズム11は、各正弦波信号の
角振動数となる推定値ωハットを角振動数推定アルゴリ
ズム13から、振幅a(n)および位相φ(n)を適応
係数ベクトル更新アルゴリズム12から、それぞれ提供
されて適応信号y(n)を発生する。適応信号y(n)
は、伝達特性G(符号は23)を経てゲインAと位相Φ
とが加わり、相殺信号z(n)となって観測点24に到
達する。観測点24では、周期性信号f(n)と相殺信
号z(n)とが相殺し、適応信号y(n)に選定されて
いる周期性信号f(n)の主要成分(角振動数ω)の影
響が除去され、誤差信号e(n)は低いレベルに抑制さ
れる。
Here, the value of the phase delay Φ of the transfer characteristic G in the equation 16 is preset by the frequency sweep test of the input / output characteristic. Even if the phase delay Φ has a slight difference from the actual transfer characteristic G (reference numeral 23), it is absorbed by the adjustment of the phase φ (n), so that there is no problem in adaptability. Now, the adaptive signal generation algorithm 11 calculates the estimated value ω hat, which is the angular frequency of each sine wave signal, from the angular frequency estimation algorithm 13 and the amplitude a (n) and the phase φ (n) to the adaptive coefficient vector update algorithm 12 From each to generate an adaptive signal y (n). Adaptive signal y (n)
Shows the gain A and the phase Φ through the transfer characteristic G (reference numeral 23).
Are added, and the canceling signal z (n) arrives at the observation point 24. At the observation point 24, the periodic signal f (n) and the canceling signal z (n) cancel each other, and the main component (angular frequency ω) of the periodic signal f (n) selected as the adaptive signal y (n). ) Is removed and the error signal e (n) is suppressed to a low level.

【0055】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、周期性信号f(n)の角振動数ωk
計測値(ωk+qk)に有意な計測誤差qkが含まれてい
ても、高い適応能力をもって誤差信号e(n)を低レベ
ルに収束させることができるという効果がある。第2に
本実施例では、制御系1が一入力一出力形であり、周期
性信号f(n)のうち抑制すべき周波数成分が単一であ
るから、制御系1が極めて簡素なアルゴリズム11,1
2,13(数16および数17)にまとめられている。
それゆえ、極めて簡素な計算で本実施例の周期性信号の
適応制御方法が実施できる。したがって本実施例によれ
ば、制御系1をマイクロコンピュータ等で実現する際
に、演算量や演算速度および記憶容量の面で大幅な節約
ができるという効果がある。
Therefore, according to the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, a significant measurement error q k is included in the measurement value (ω k + q k ) of the angular frequency ω k of the periodic signal f (n). Even if it is, there is an effect that the error signal e (n) can be converged to a low level with high adaptability. Secondly, in the present embodiment, since the control system 1 is of one-input one-output type and the frequency component to be suppressed is single in the periodic signal f (n), the control system 1 has an extremely simple algorithm 11. , 1
2, 13 (16 and 17).
Therefore, the adaptive control method of the periodic signal according to the present embodiment can be implemented by extremely simple calculation. Therefore, according to the present embodiment, when the control system 1 is realized by a microcomputer or the like, there is an effect that a great saving can be achieved in terms of the amount of calculation, the calculation speed, and the storage capacity.

【0056】(実施例1の数値シミュレーションによる
評価)例えば自動車のエンジンの振動を抑制する車載制
振システムなど、現実のシステムでは、周期性信号源2
1(エンジン)から計測誤差qなしに角振動数ωの真値
を観測することはできない。ここで仮に、角振動数計測
手段22が、上記エンジンのイグニッションパルスを計
測値(ωk+qk)の信号源としている場合を想定しよ
う。この場合、同エンジンが直列4気筒4ストロークサ
イクル型であれば、クランクシャフトの一回転につき二
つの割合でイグニッションパルスが得られる。
(Evaluation by Numerical Simulation of Embodiment 1) In an actual system such as a vehicle-mounted vibration damping system for suppressing the vibration of an automobile engine, the periodic signal source 2 is used.
The true value of the angular frequency ω cannot be observed from 1 (engine) without a measurement error q. Here, assume that the angular frequency measuring means 22 uses the ignition pulse of the engine as a signal source of the measured value (ω k + q k ). In this case, if the engine is an in-line 4-cylinder 4-stroke cycle type, the ignition pulse is obtained at a rate of two per one revolution of the crankshaft.

【0057】制御系1のサンプリング頻度が2000H
zであるとすれば、エンジンの回転数が600rpmの
場合、イグニッションパルスの間隔は100サンプリン
グであり、サンプリングパルス一つのカウント誤差は、
1%程度でしかない。この際、角振動数計測手段22
は、サンプリングパルスのパルスカウンタである。しか
し、エンジンの回転数が十倍の6000rpmになる
と、イグニッションパルスの時間間隔には10サンプリ
ングパルスしかカウントされないので、一つのカウント
誤差が10%にも達することになる。すなわち、角振動
数計測手段22の角振動数ωの計測誤差qは、平均して
角振動数ωの数%程度のレベルに達し、従来の角振動数
ωの計測誤差を考慮していない周期性信号の適応制御方
法では、計測誤差qによる制御成績への悪影響があるこ
とが予想される。
The sampling frequency of the control system 1 is 2000H
If the engine speed is 600 rpm, the ignition pulse interval is 100 samplings, and the counting error of one sampling pulse is
Only about 1%. At this time, the angular frequency measuring means 22
Is a pulse counter for sampling pulses. However, when the engine speed reaches 6000 rpm, which is ten times higher, only 10 sampling pulses are counted in the ignition pulse time interval, so that one count error reaches 10%. That is, the measurement error q of the angular frequency ω of the angular frequency measurement means 22 reaches a level of about several% of the angular frequency ω on average, and the cycle does not consider the conventional measurement error of the angular frequency ω. In the adaptive control method of the sex signal, it is expected that the measurement error q will adversely affect the control performance.

【0058】そこで発明者らは、数値シミュレーション
を行い、前述の従来技術(DXHSアルゴリズム)と比
較して、本実施例の周期性信号の適応制御方法の性能を
評価した。その際、イグニッションパルスの頻度に相当
する想定周波数は25Hz(回転数750rpmに相
当)、想定サンプリング頻度は1000Hzとした。ま
た。角振動数ωの真値に対する計測誤差qが0%から−
5%まで、1%刻みに6ケースを数値シミュレーション
した。
Therefore, the inventors evaluated the performance of the adaptive control method of the periodic signal of this embodiment by performing a numerical simulation and comparing it with the above-mentioned conventional technique (DXHS algorithm). At that time, the assumed frequency corresponding to the frequency of the ignition pulse was 25 Hz (corresponding to the rotation speed of 750 rpm), and the assumed sampling frequency was 1000 Hz. Also. The measurement error q from the true value of the angular frequency ω is 0% to −
Up to 5%, 6 cases were numerically simulated in 1% steps.

【0059】その結果、次の表1にまとめて示すよう
に、定常状態での誤差信号e(n)の分散E[e
2(n)]は本実施例では桁違いに改善されていること
が明らかになった。すなわち、従来技術での上記分散
は、計測誤差qが増大するに連れて指数関数的に増大し
ているのに比較して、本実施例での上記分散は計測誤差
qが0%の場合から−5%に達するまで、一定して低い
レベルにある。つまり、本実施例の周期性信号の適応制
御方法によれば、角振動数ωの計測誤差qのレベルが少
なくとも数%程度である限り、その影響は制御成績に及
ばないことを表1から読みとることができる。
As a result, as shown in Table 1 below, the variance E [e of the error signal e (n) in the steady state is shown.
2 (n)] has been improved by orders of magnitude in this example. That is, the variance in the prior art increases exponentially as the measurement error q increases, whereas the variance in the present embodiment is from the case where the measurement error q is 0%. It is at a consistently low level until it reaches -5%. That is, according to the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, it can be read from Table 1 that the influence does not reach the control result as long as the level of the measurement error q of the angular frequency ω is at least about several%. be able to.

【0060】[0060]

【表1】 ───────────────────────────── q/ω 本実施例の分散 従来技術の分散 ───────────────────────────── 0% 1.0×10-8以下 1.0×10-8以下 −1% 同上 7.7×10-6 −2% 同上 2.9×10-5 −3% 同上 6.0×10-5 −4% 同上 9.4×10-5 −5% 同上 1.2×10-4 ───────────────────────────── 上記数値シミュレーションの各ケースの誤差信号e
(n)のグラフを、本実施例のものと従来技術のものと
を対比しつつ、図2(a),(b)〜図7(a),
(b)に示す。
[Table 1] ───────────────────────────── q / ω Dispersion of the present embodiment Dispersion of the prior art ───── ──────────────────────── 0% 1.0 × 10 -8 or less 1.0 × 10 -8 or less -1% Same as above 7.7 × 10 -6 -2% Same as above 2.9 × 10 -5 -3% Same as above 6.0 × 10 -5 -4% Same as above 9.4 × 10 -5 -5% Same as above 1.2 × 10 -4 ────────── ──────────────────── Error signal e in each case of the numerical simulation
2 (a), (b) to FIG. 7 (a), comparing the graph of (n) with that of the present example and that of the prior art.
It shows in (b).

【0061】その結果、図2(a)と図7(a)とを比
較して分かるように、実施例1の適応制御の結果、計測
誤差qが角振動数ωの−5%に至るまで、誤差信号e
(n)のレベルが低いだけではなく、その収束速度も全
く悪化していない。一方、図2(b)から図7(b)ま
でを順に比較していくと、従来技術による適応制御では
収束しきらず、準定常状態でも計測誤差qの大きさによ
って高い誤差信号e(n)レベルに留まっていることが
わかる。ただし、準定常状態にまで収束する速度(経過
時間)は、計測誤差qが−5%にまで拡大しても目に見
える変化はない。
As a result, as can be seen by comparing FIG. 2A and FIG. 7A, as a result of the adaptive control of the first embodiment, the measurement error q reaches -5% of the angular frequency ω. , Error signal e
Not only the level of (n) is low, but also its convergence speed is not deteriorated at all. On the other hand, when comparing FIG. 2 (b) to FIG. 7 (b) in order, the adaptive control according to the prior art does not fully converge, and even in the quasi-steady state, a high error signal e (n) due to the magnitude of the measurement error q. You can see that you are at the level. However, the speed (elapsed time) of converging to the quasi-steady state does not change visibly even if the measurement error q expands to -5%.

【0062】以上の数値シミュレーション結果から、本
実施例の周期性信号の適応制御方法によれば、角振動数
ωの計測誤差qが数%にも及ぶ劣悪な条件であっても、
計測誤差qが無い場合とほとんど変わることなく適応制
御することが可能であることが証明された。その結果、
計測誤差qが無い場合に比較して遜色無く、速やかに誤
差信号e(n)を収束させることができ、そのレベルも
極めて低いことがわかった。
From the above numerical simulation results, according to the adaptive control method of the periodic signal of the present embodiment, even under the bad condition that the measurement error q of the angular frequency ω reaches several%,
It was proved that the adaptive control can be performed with almost no change from the case where there is no measurement error q. as a result,
It was found that the error signal e (n) can be converged promptly and the level thereof is extremely low as compared with the case where there is no measurement error q.

【0063】したがって本実施例によれば、角振動数ω
の計測誤差qのレベルがある程度大きくなっても制御性
能が劣化せず、計測誤差qに対してロバストな周期性信
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。また、かなりの程度まで角振動数ωの計測誤差q
が許容されるので、角振動数計測手段22に高価なセン
サを別途設けなくても、イグニッションパルスからパル
スカウンタで割り出す程度の簡便な角振動数計測手段2
2でこと足りる。それゆえ、角振動数計測手段22が安
価で済み、製品全体のコストダウンにも寄与するという
効果もある。
Therefore, according to this embodiment, the angular frequency ω
The control performance does not deteriorate even if the level of the measurement error q is increased to some extent, and it is possible to provide an adaptive control method for the periodic signal that is robust against the measurement error q. Also, to a large extent, the measurement error q of the angular frequency ω
Therefore, even if an expensive sensor is not separately provided in the angular frequency measuring means 22, the angular frequency measuring means 2 is simple enough to be calculated from the ignition pulse by a pulse counter.
2 is enough. Therefore, the angular frequency measuring means 22 can be inexpensive, which also contributes to cost reduction of the entire product.

【0064】(実施例1の変形態様)図8に示すよう
に、実施例1の制御系1に加えて、伝達特性G(図1中
の符号23)の位相遅れΦならびに振幅aおよび位相φ
を内容とするテーブルデータ14を備えている制御系
1’を有する変形態様を構成することも可能である。す
なわち本変形態様は、適応信号y(n)の取るべき適正
な振幅aおよび位相φ、ならびに伝達特性Gの位相遅れ
Φの測定値の値が、周期性信号f(n)び角振動数ωの
変動範囲内で角振動数ωの区画毎に記憶されているテー
ブルデータ14を有する。ここで、伝達特性Gのゲイン
特性Aは、上記振幅aのとる値の中に吸収してしまうこ
とができるので、テーブルデータ14に上記ゲイン特性
Aを含んでいる必要はない。
(Modification of First Embodiment) As shown in FIG. 8, in addition to the control system 1 of the first embodiment, the phase delay Φ of the transfer characteristic G (reference numeral 23 in FIG. 1) and the amplitude a and the phase φ.
It is also possible to configure a modification having a control system 1 ′ provided with table data 14 having the contents of. That is, in this modification, the values of the measured values of the proper amplitude a and phase φ of the adaptive signal y (n) and the phase delay Φ of the transfer characteristic G are the periodic signal f (n) and the angular frequency ω. The table data 14 is stored for each section of the angular frequency ω within the fluctuation range of. Here, since the gain characteristic A of the transfer characteristic G can be absorbed in the value of the amplitude a, the table data 14 does not need to include the gain characteristic A.

【0065】本変形態様では、角振動数ω毎に区画され
たテーブルデータ14に、周波数による影響が大きい数
値(振幅a、位相φ、位相遅れΦ)が記憶されている。
テーブルデータ14は、角振動数ωの推定値ωハット
が、テーブルデータの周波数区画を越えて変動した場合
に、スイッチ15が閉じて適応係数ベクトル更新アルゴ
リズム12および角振動数推定アルゴリズム13に上記
数値を供給する。その際に、角振動数ω(真値は未知)
の代わりにその推定値ωハットを参照してテーブルデー
タ14内の所定の区画の上記数値を読み出す。
In this modification, numerical values (amplitude a, phase φ, phase delay Φ) that are greatly influenced by frequency are stored in the table data 14 divided for each angular frequency ω.
In the table data 14, when the estimated value ω hat of the angular frequency ω fluctuates beyond the frequency section of the table data, the switch 15 is closed and the adaptive coefficient vector update algorithm 12 and the angular frequency estimation algorithm 13 use the above numerical values. To supply. At that time, angular frequency ω (true value is unknown)
Instead of, the estimated value ω hat is referred to and the above numerical value of a predetermined section in the table data 14 is read.

【0066】すると、角振動数ωの変動により系の特性
(すなわち、振幅a、位相φ、位相遅れΦ)が大きく変
動した場合にも、テーブルデータ14の値を参照するこ
とにより、両アルゴリズム12,13の適応を待つこと
なく上記数値を適正に設定することができる。それゆえ
本変形態様によれば、周期性信号f(n)の角振動数ω
が変動した場合にも、より速やかに適応制御して誤差信
号e(n)を抑制することができるという効果がある。
Then, even when the characteristics of the system (that is, the amplitude a, the phase φ, and the phase delay Φ) greatly vary due to the variation of the angular frequency ω, the values of the table data 14 are referred to so that both algorithms 12 , 13 can be set appropriately without waiting for adaptation. Therefore, according to this modification, the angular frequency ω of the periodic signal f (n) is
Even when f is changed, there is an effect that the error signal e (n) can be suppressed more quickly by adaptive control.

【0067】また、適応判定機能をも持たせ、十分に適
応して時点でテーブルデータの内容の値をアップデート
するテーブルデータ更新機能をも有する変形態様も可能
である。この変形態様によれば、制御対象の系の経時変
化などにも対応して適応制御を施すことができるという
効果がある。なお、テーブルデータ14は、装置として
はROMまたはRAMなどの高速メモリーで実現され
る。
Further, it is possible to adopt a modified mode in which the adaptive judgment function is also provided, and the table data update function for updating the value of the content of the table data at a time when the table is fully adapted is also possible. According to this modification, there is an effect that adaptive control can be performed in response to a change with time of the system to be controlled. The table data 14 is realized by a high-speed memory such as a ROM or a RAM as a device.

【0068】[実施例2] (実施例2のシステム構成)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、周期性信号f
(n)も複数の周波数成分(角振動数ωk)をもつもの
に一般化されている。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24”か
らL個の前記誤差信号el(n)(1≦l≦L、Lは自
然数)が入力として得られ、M個の前記適応信号y
m(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、一入力系および一出力系ならび
に単一の角振動数ω成分しかない周期性信号f(n)な
ども、本実施例の範疇に含まれる。
[Embodiment 2] (System Configuration of Embodiment 2) As shown in FIG. 9, an adaptive control method for a periodic signal according to Embodiment 2 of the present invention uses Embodiment 1 as a multi-input multi-output system. An expanded version of the periodic signal f
(N) is also generalized to have a plurality of frequency components (angular frequency ω k ). That is, in this embodiment, L error signals e l (n) (1 ≦ l ≦ L, L is a natural number) are input as inputs from at least one observation point 24 ″ affected by the periodic signal f (n). Obtained, M said adaptive signals y
This is an adaptive control method for a multi-input multi-output periodic signal that outputs m (n) (1 ≦ m ≦ M, M is a natural number). However,
As a special case, a one-input system, one-output system, and a periodic signal f (n) having only a single angular frequency ω component are also included in the category of this embodiment.

【0069】実施例1と同様に、本実施例のシステム構
成は大きく分けて、多入力多出力の制御系1”と、少な
くとも一つの正弦波成分からなる周期性信号f(n)を
発生する物理系2”とからなる。物理系2”は、周期性
信号源21”と角振動数計測手段22”と伝達特性Gm
(符号は23”)とから構成されている。一方、制御系
1”は、適応信号発生アルゴリズム11”と適応係数ベ
クトル更新アルゴリズム12”と角振動数推定アルゴリ
ズム13”とから構成されている。
Similar to the first embodiment, the system configuration of this embodiment is roughly divided into a multi-input multi-output control system 1 "and a periodic signal f (n) consisting of at least one sine wave component. Physical system 2 ". The physical system 2 ″ includes a periodic signal source 21 ″, an angular frequency measuring means 22 ″, and a transfer characteristic G m.
(Reference numeral 23 "). On the other hand, the control system 1" is composed of an adaptive signal generation algorithm 11 ", an adaptive coefficient vector update algorithm 12", and an angular frequency estimation algorithm 13 ".

【0070】適応係数ベクトル更新アルゴリズム12”
は数18で表記され、角振動数推定アルゴリズム13”
は数19で表記され、適応信号発生アルゴリズム11”
は数20で表記される。ここで、適応係数ベクトル更新
アルゴリズム12”(数18)と角振動数推定アルゴリ
ズム13”(数19)とは、各要素の計算法の形式が共
通しているので、実施例1のようにひとまとめにして表
記しても良い。
Adaptive Coefficient Vector Update Algorithm 12 "
Is expressed by Equation 18, and the angular frequency estimation algorithm 13 "
Is expressed by Equation 19, and the adaptive signal generation algorithm 11 ″
Is expressed by Equation 20. Here, since the adaptive coefficient vector update algorithm 12 ″ (Equation 18) and the angular frequency estimation algorithm 13 ″ (Equation 19) have the same method of calculating each element, they are summarized as in the first embodiment. May be written as

【0071】[0071]

【数18】 [Equation 18]

【0072】[0072]

【数19】 [Formula 19]

【0073】[0073]

【数20】 [Equation 20]

【0074】(実施例2の作用効果)本実施例では、制
御系1”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、周期性
信号f(n)の角振動数ωkを計測する際に計測誤差qk
が混入するにも係わらず、複数の誤差信号el(n)を
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。
(Effect of Embodiment 2) In this embodiment, the control system 1 "has multiple inputs and multiple outputs (error signal e which is an input).
l (n) is L, and adaptive signals y m (n) that are output are M)
The present invention can also be applied to the control system of No. 1 and the number of frequency components to be suppressed (K). As a result, the measurement error q k when the angular frequency ω k of the periodic signal f (n) is measured, even though the multi-input multi-output system suppresses a plurality of frequency components.
, The error signals e l (n) can be quickly converged and the influence of the specific component of the periodic signal f (n) can be suppressed.

【0075】また、角振動数推定アルゴリズム13”
は、上記数19に示されているように、全ての誤差信号
l(n)を観測して補償値qk(n)を更新するので、
補償値qk(n)の収束が迅速かつ正確に行われる。同
様の理由で、計測誤差qkやノイズ等が大きい場合に
も、より広い範囲で補償値qk(n)を収束させること
が可能になる。
Also, the angular frequency estimation algorithm 13 "
, As shown in the above equation 19, observes all the error signals e l (n) and updates the compensation value q k (n).
The convergence of the compensation value q k (n) takes place quickly and accurately. For the same reason, the compensation value q k (n) can be converged in a wider range even when the measurement error q k , noise, and the like are large.

【0076】したがって本実施例によれば、周期性信号
f(n)の複数の角振動数ωkの計測誤差qkにも係わら
ず、多入力多出力系で複数の振動成分の影響を抑制する
ことが可能になり、その収束範囲も広いという効果があ
る。 (実施例2の変形態様1)実施例2の制御系1”の角振
動数推定アルゴリズム13”として、上記数19に替え
て数21を使用する変形態様が可能である。
Therefore, according to the present embodiment, the influence of a plurality of vibration components is suppressed in the multi-input multi-output system regardless of the measurement error q k of the plurality of angular frequencies ω k of the periodic signal f (n). It is possible to do so, and there is an effect that the convergence range is wide. (Modification 1 of Embodiment 2) As the angular frequency estimation algorithm 13 ″ of the control system 1 ″ of Embodiment 2, a modification can be used in which Expression 21 is used instead of Expression 19 above.

【0077】[0077]

【数21】 [Equation 21]

【0078】本変形態様では、角振動数推定アルゴリズ
ム13”で各補償値qk(n)を更新するに当たり、各
々一つだけの誤差信号el(n)に基づいて更新が行わ
れており、全ての誤差信号el(n)を参照してはいな
い。それゆえ、本変形態様では角振動数推定アルゴリズ
ム13”での演算量が激減しており、制御系1を実現す
るプロセッサーの負担を軽減したり、安価なプロセッサ
ーで済ませてコストダウンしたりすることができるとい
う効果がある。
In this modification, when updating each compensation value q k (n) by the angular frequency estimation algorithm 13 ″, the updating is performed based on only one error signal e l (n). , Not all the error signals e l (n) are referred to.Therefore, in this modification, the calculation amount in the angular frequency estimation algorithm 13 ″ is drastically reduced, and the load on the processor that realizes the control system 1 is reduced. There is an effect that it is possible to reduce the cost or reduce the cost by using an inexpensive processor.

【0079】なお、上記数21に供給される誤差信号e
l(n)は、L個ある誤差信号el(n)のうち、補償値
k(n)が該当する角振動数ωkの周波数成分の影響が
最も大きい(または各周波数成分中での比率が大きい)
ものが選定されていることが好ましい。 (実施例2の変形態様2)本実施例においても、実施例
1に対するその変形態様のように、振幅akmおよび位相
φkmならびに位相遅れΦkmを各角振動数ωkの区分毎に
格納しているテーブルデータを有する変形態様が可能で
ある。本変形態様によっても、実施例1の変形態様と同
様に、角振動数ωkが変動して系の特性が大きく変動し
た場合にも、より速やかに適応がなされるという効果が
ある。
The error signal e supplied to the above equation 21
l (n) has the largest influence of the frequency component of the angular frequency ω k to which the compensation value q k (n) corresponds among the L error signals e l (n) (or Ratio is large)
It is preferable that one is selected. (Modification 2 of Embodiment 2) Also in this embodiment, the amplitude a km, the phase φ km, and the phase delay Φ km are stored for each section of each angular frequency ω k , as in the modification of Embodiment 1. Modifications are possible with the table data being processed. According to this modification, similarly to the modification of the first embodiment, even when the angular frequency ω k fluctuates and the characteristics of the system fluctuate significantly, there is an effect that the adaptation is performed more quickly.

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

【図1】 実施例1のシステム構成を示すブロック線図FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a first embodiment.

【図2】 実施例1の計測誤差なしでの効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 2 is an assembly diagram showing an effect of Example 1 without a measurement error. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図3】 実施例1の計測誤差1%での効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 3 is an assembly diagram showing the effect of Example 1 with a measurement error of 1%. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図4】 実施例1の計測誤差2%での効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 4 is an assembly diagram showing the effect of Example 1 at a measurement error of 2%. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図5】 実施例1の計測誤差3%での効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 5 is an assembly diagram showing the effect of Example 1 with a measurement error of 3%. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図6】 実施例1の計測誤差4%での効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 6 is an assembly diagram showing the effect of Example 1 at a measurement error of 4%. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図7】 実施例1の計測誤差5%での効果を示す組図 (a)実施例1の制御結果 (b)従来技術の制御結果FIG. 7 is an assembly diagram showing the effect of Example 1 at a measurement error of 5%. (A) Control result of Example 1 (b) Control result of conventional technology

【図8】 実施例1の変形態様1の制御系の構成を示す
ブロック線図
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control system according to a first modification of the first embodiment.

【図9】 実施例2のシステム構成を示すブロック線図FIG. 9 is a block diagram showing the system configuration of the second embodiment.

【符号の説明】 1,1’,1”:制御系 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”:角振動数推定アルゴリズム 14:テーブルデータ 15:スイッチ 2,2”:物理系 21,21”:周期性信号源 22,22”:角振動数計測手段 23,23”:伝達特性G[A,Φ],Gm[Am
Φm] 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 ω,ωk:角振動数(1≦k≦K) (ω+q),
(ωk+qk):計測値 q,qk:計測誤差 q(n),qk(n):補償値 ωハット,ωkハット:角振動数の推定値 a(n),akm(n):適応信号の振幅 φ,φkm
適応信号の位相 A,Am:伝達特性のゲイン Φ,Φm:伝達特性の位
相遅れ
[Description of Codes] 1,1 ′, 1 ″: Control system 11, 11 ″: Adaptive signal generation algorithm 12, 12 ″: Adaptive coefficient vector update algorithm 13, 13 ″: Angular frequency estimation algorithm 14: Table data 15: switch 2,2 ": the physical system 21, 21 ': periodic signal source 22, 22': angular frequency measuring means 23, 23": transfer characteristic G [A, Φ], G m [A m,
Φ m] 24,24 ": observation point f (n): periodic signal e (n), e l ( n): the error signal (1 ≦ l ≦ L) y (n), y m (n): Adaptation Signal (1 ≦ m ≦ M) z (n), z m (n): Cancellation signal ω, ω k : Angular frequency (1 ≦ k ≦ K) (ω + q),
k + q k ): Measurement value q, q k : Measurement error q (n), q k (n): Compensation value ω hat, ω k hat: Estimated value of angular frequency a (n), a km ( n): Amplitude of adaptive signal φ, φ km :
Phase of adaptive signal A, Am : Transfer characteristic gain Φ, Φ m : Phase delay of transfer characteristic

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−334165(JP,A) 特開 平7−133842(JP,A) 特開 平6−51787(JP,A) 特開 平7−64572(JP,A) 特開 平7−84585(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 11/00 - 13/04 G10K 11/00 - 13/00 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-334165 (JP, A) JP-A-7-133842 (JP, A) JP-A-6-51787 (JP, A) JP-A-7- 64572 (JP, A) JP-A-7-84585 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 11/00-13/04 G10K 11/00-13/00

Claims (5)

(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個の推定値である推定角振動数ωkハット(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)を低減する周期性信号の適応制御方法におい
て、 該角振動数ωkを計測し、計測誤差qkを含んだ計測値
(ωk+qk)を供給する角振動数計測手段と、 時刻nにおいて、前記推定角振動数ωkハットを角振動
数とし振幅akおよび位相φkの正弦波信号の少なくとも
一つ以上が合成されてなる適応信号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および位相φkを成分とし
て含む適応係数ベクトルW(n)を、該適応信号y
(n)が前記観測点に伝達するまでの伝達特性Gの位相
遅れΦ、前記誤差信号e(n)および前記計測値(ωk
+qk)に基づいて時刻nの経過毎に更新することによ
り、前記周期性信号f(n)の各角振動数成分での角振
動数ωkならびに振幅および位相の変動と該伝達特性G
の変動とに対して、適応係数ベクトルW(n)の各成分
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、 前述の推定角振動数ωkハットの補償値qk(n)を、該
誤差信号e(n)、該計測値(ωk+qk)、該位相φk
および該位相遅れΦに基づいて時刻nの経過毎に適応的
に更新し、それぞれの該推定角振動数ωkハット[すな
わち計測値(ωk+qk)から補償値qk(n)を差し引
いた値]の推定精度を適応的に高める角振動数推定アル
ゴリズムとを有し、 更新された該適応係数ベクトルW(n)の成分である該
振幅akおよび該位相φkと該推定角振動数ωkハットと
をもって、該適応信号y(n)の各正弦波信号の該推定
角振動数ωkハットならびに該振幅akおよび該位相φk
が更新されることを特徴とする周期性信号の適応制御方
法。
1. At least one angular frequency ω k (1 ≦ k ≦
K ', K' whereas affect periodic signals f (n) at the observation point includes a signal component of a natural number), angular the K estimated angular frequency which is an estimate omega k of the frequency [omega k Hat (1 ≤ k
≦ K ≦ K ′, where K is also a natural number) by directly or indirectly adding an adaptive signal y (n) consisting of a sine wave signal in antiphase, thereby observing the observation point of a specific component of the periodic signal f (n). In the adaptive control method of the periodic signal that actively removes the influence on the error signal e (n) detected at the observation point, the angular frequency ω k is measured, and the measurement error q k is calculated. Angular frequency measuring means for supplying a measured value (ω k + q k ) including: at time n, at least the sine wave signal of amplitude a k and phase φ k with the estimated angular frequency ω k hat being the angular frequency An adaptive signal generation algorithm for generating an adaptive signal y (n) formed by combining one or more, and an adaptive coefficient vector W (n) including the amplitude a k and the phase φ k of the adaptive signal y (n) as components. , The adaptive signal y
The phase delay Φ of the transfer characteristic G until (n) is transferred to the observation point, the error signal e (n), and the measured value (ω k
+ Q k ), the angular frequency ω k at each angular frequency component of the periodic signal f (n) and variations in amplitude and phase and the transfer characteristic G
Of the adaptive coefficient vector W (n), the adaptive coefficient vector update algorithm for adaptively adjusting each component of the adaptive coefficient vector W (n), and the compensation value q k (n) of the estimated angular frequency ω k hat The error signal e (n), the measured value (ω k + q k ), the phase φ k
And adaptively updating each time n based on the phase delay Φ, and subtracting the compensation value q k (n) from each estimated angular frequency ω k hat [that is, the measured value (ω k + q k ). And an estimated value of the amplitude a k and the phase φ k , which are components of the updated adaptive coefficient vector W (n), and the estimated angular vibration. With the number ω k hat, the estimated angular frequency ω k hat of each sine wave signal of the adaptive signal y (n), the amplitude a k, and the phase φ k
A method for adaptively controlling a periodic signal, characterized in that is updated.
【請求項2】前記角振動数計測手段は、前記周期性信号
f(n)の発生源から所定の位相時に発せられるパルス
信号の時間間隔を計測する周期センサ、または所定時間
内の該パルス信号の数を計測するパルスカウンタであ
る、 請求項1記載の周期性信号の適応制御方法。
2. The angular frequency measuring means measures a time interval of pulse signals emitted from a source of the periodic signal f (n) at a predetermined phase, or the pulse signal within a predetermined time. The adaptive control method for a periodic signal according to claim 1, which is a pulse counter for measuring the number of
【請求項3】前記周期性信号f(n)のうち最も主要な
振動(角振動数ω)を制御する一入力一出力型の周期性
信号の適応制御方法であり、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムおよび前記角振
動数推定アルゴリズムとはまとめて数1で表記され、 適応信号発生アルゴリズムは数2で表記される、 請求項1記載の周期性信号の適応制御方法。 【数1】 【数2】
3. An adaptive control method of a one-input one-output type periodic signal for controlling the most main vibration (angular frequency ω) of the periodic signal f (n), the adaptive coefficient vector updating algorithm The adaptive control method for a periodic signal according to claim 1, wherein the angular frequency estimation algorithm and the adaptive signal generation algorithm are collectively represented by Formula 1. [Equation 1] [Equation 2]
【請求項4】前記周期性信号f(n)の影響が及ぶ少な
くとも一つの上記観測点からL個の前記誤差信号e
l(n)(1≦l≦L、Lは自然数)が入力として得ら
れ、M個の前記適応信号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
制御方法であり、 前記適応係数ベクトル更新アルゴリズムは数3で表記さ
れ、 前記角振動数推定アルゴリズムは数4および数5のうち
いずれかで表記され、 適応信号発生アルゴリズムは数6で表記される、 請求項1記載の周期性信号の適応制御方法。 【数3】 【数4】 【数5】 【数6】
4. L error signals e from at least one of the observation points affected by the periodic signal f (n).
l (n) (1 ≦ l ≦ L, L is a natural number) as an input, and multi-input multi-output that outputs M adaptive signals y m (n) (1 ≦ m ≦ M, M is a natural number) Is an adaptive control method of a periodic signal of a type, the adaptive coefficient vector update algorithm is expressed by Equation 3, the angular frequency estimation algorithm is expressed by either Equation 4 or Equation 5, and the adaptive signal generation algorithm is The adaptive control method for a periodic signal according to claim 1, wherein the adaptive control method is represented by Formula 6. [Equation 3] [Equation 4] [Equation 5] [Equation 6]
【請求項5】前記振幅ak(またはakm)および前記位
相φk(またはφkm)ならびに前記伝達特性Gの推定値
である推定ゲインAハットおよび推定位相遅れΦハット
のうち少なくとも一種類の値が、前記角振動数ωkの変
動範囲内で該角振動数ωkの区画毎に記憶されているテ
ーブルデータを有する、 請求項1〜4のうちいずれかに記載の周期性信号の適応
制御方法。
5. An at least one of an estimated gain A hat and an estimated phase delay Φ hat, which are estimated values of the amplitude a k (or a km ) and the phase φ k (or φ km ) and the transfer characteristic G. value has a table data stored in each section of the angular frequency [omega k within the range of variation of the angular frequency omega k, adaptation of periodic signals according to any one of claims 1 to 4 Control method.
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