JP4626299B2 - ダクト内騒音制御方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、騒音発生源よりダクト内を伝送されて放出される騒音を低減するために用い
るダクト内騒音制御方法及び装置に関するものである。
るダクト内騒音制御方法及び装置に関するものである。
工場施設等では、使用する各種機器が騒音を発生する騒音発生源となり、該騒音発生源
より発せられる騒音が、所要の空気流通路（ダクト）内を伝送されて放出されることがあ
る。たとえば、過給器や送風機（ブロワ）等では、ファンの回転騒音等の騒音が、吸気ダ
クトや排気ダクトに直接入り、これらのダクト内を伝送された後、放出されることがある
。
より発せられる騒音が、所要の空気流通路（ダクト）内を伝送されて放出されることがあ
る。たとえば、過給器や送風機（ブロワ）等では、ファンの回転騒音等の騒音が、吸気ダ
クトや排気ダクトに直接入り、これらのダクト内を伝送された後、放出されることがある
。
この種のダクト内を伝送されて放出される騒音を低減するための対策の１つとしては、
ダクトの途中位置にヘルムホルツ共鳴器を設けることが広く一般に知られている。
ダクトの途中位置にヘルムホルツ共鳴器を設けることが広く一般に知られている。
しかし、ヘルムホルツ共鳴器は、その形状、寸法等によって決定される一定の周波数に
おいて共鳴するものである。そのため、特定の周波数近辺の狭い周波数帯域でしか騒音低
減効果を期待できない。そのために、より広範な周波数帯域で騒音を低減できるようにす
ることが望まれている。
おいて共鳴するものである。そのため、特定の周波数近辺の狭い周波数帯域でしか騒音低
減効果を期待できない。そのために、より広範な周波数帯域で騒音を低減できるようにす
ることが望まれている。
ところで、構造物に発生する振動を制御する技術分野においては、制振対象となる構造
物の上部に動吸振器を設置して、該動吸振器の質量（駆動マス）を、上記主構造の揺れに
対して所要位相ずらして振動させることにより、上記主構造の振動を制限させることが考
えられてきているが、上記のような動吸振器を用いて構造物の制振を行う場合、通常、主
構造と動吸振器の同調周波数は、上記駆動マスの固定した固有振動数の近くの帯域のみと
なり、この帯域でしか制振効果が得られない。このことに鑑みて、かかる動吸振器に広帯
域に亘る制振効果を発揮させる、すなわち、制御対象となる主構造のモデル化誤差、固有
振動数等のパラメータの変動が多少あっても制御効果が劣化しないようロバスト性を改善
できるようにするための制御理論として、たとえば、動吸振器における駆動マス主構造の
振動制御のロバスト性（性質）を改善すべくＨ無限大制御理論を用いた方法を採ることが
提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
物の上部に動吸振器を設置して、該動吸振器の質量（駆動マス）を、上記主構造の揺れに
対して所要位相ずらして振動させることにより、上記主構造の振動を制限させることが考
えられてきているが、上記のような動吸振器を用いて構造物の制振を行う場合、通常、主
構造と動吸振器の同調周波数は、上記駆動マスの固定した固有振動数の近くの帯域のみと
なり、この帯域でしか制振効果が得られない。このことに鑑みて、かかる動吸振器に広帯
域に亘る制振効果を発揮させる、すなわち、制御対象となる主構造のモデル化誤差、固有
振動数等のパラメータの変動が多少あっても制御効果が劣化しないようロバスト性を改善
できるようにするための制御理論として、たとえば、動吸振器における駆動マス主構造の
振動制御のロバスト性（性質）を改善すべくＨ無限大制御理論を用いた方法を採ることが
提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
更に、本発明者は、主構造に設置した動吸振器の駆動マスを振動させることにより該主
構造の振動を抑制するようにする振動制御方法において、上記動吸振器の運動方程式で同
調周波数（固有振動数）が固定値でなく、任意周波数となるようにするための動吸振器の
駆動力を算出し、更に、上記動吸振器の駆動マス取付位置における主構造の速度に比例し
た力を加算してなる駆動力で動吸振器を駆動して振動を制御する振動制御方法を従来提案
している（たとえば、特許文献１参照）。
構造の振動を抑制するようにする振動制御方法において、上記動吸振器の運動方程式で同
調周波数（固有振動数）が固定値でなく、任意周波数となるようにするための動吸振器の
駆動力を算出し、更に、上記動吸振器の駆動マス取付位置における主構造の速度に比例し
た力を加算してなる駆動力で動吸振器を駆動して振動を制御する振動制御方法を従来提案
している（たとえば、特許文献１参照）。
ところが、広範な周波数帯域で騒音を低減できるようにするために、騒音発生源よりダ
クト内を伝送される騒音を空気の振動としてとらえて、上記非特許文献１に記載されてい
るような振動制御方法を、騒音の制御に適用することを考えた場合、非特許文献１に記載
されている振動制御方法は、制御則を制御対象に依存して決定しているため、制御対象の
モデル化誤差や変動の許容範囲があまり大きくなく、ロバスト性はそれほど高いものとす
ることはできない。
クト内を伝送される騒音を空気の振動としてとらえて、上記非特許文献１に記載されてい
るような振動制御方法を、騒音の制御に適用することを考えた場合、非特許文献１に記載
されている振動制御方法は、制御則を制御対象に依存して決定しているため、制御対象の
モデル化誤差や変動の許容範囲があまり大きくなく、ロバスト性はそれほど高いものとす
ることはできない。
すなわち、非特許文献１に記載された振動制御方法で用いている制御則では、制御対象
の変動とともに制御効果が弱まり、固有振動数が２０〜３０％変わる程度の変動で不安定
になってしまう。
の変動とともに制御効果が弱まり、固有振動数が２０〜３０％変わる程度の変動で不安定
になってしまう。
そのために、実際上不可避の制御対象のモデル化誤差や変動により、制御効果の悪化や
不安定発振が生じてしまうといった問題が生じる虞が懸念される。
不安定発振が生じてしまうといった問題が生じる虞が懸念される。
したがって、このような問題の起こらない制御（ロバスト制御）の確立が重要課題とな
る。
る。
なお、特許文献１に記載されている振動制御方法は、動吸振器の駆動マスに作用させる
力の一成分となる駆動力を、該動吸振器が任意の周波数に同調することができるように設
定して、制振対象となる主構造の広帯域の振動に対して吸振作用を発揮することができる
ようにしたものであると共に、上記主構造の固有振動数が変化した場合にも、良好なロバ
スト制御を行なうことができるものとなっている。しかし、これは構造物の振動制御方法
であって、そのまま騒音の制御に適用できるものではない。
力の一成分となる駆動力を、該動吸振器が任意の周波数に同調することができるように設
定して、制振対象となる主構造の広帯域の振動に対して吸振作用を発揮することができる
ようにしたものであると共に、上記主構造の固有振動数が変化した場合にも、良好なロバ
スト制御を行なうことができるものとなっている。しかし、これは構造物の振動制御方法
であって、そのまま騒音の制御に適用できるものではない。
そこで、本発明者は、上記特許文献１にて提案しているロバスト性の高い振動制御方法
を、騒音発生源よりダクト内を伝送される騒音をアクティブに騒音制御する手法に拡張、
発展させることを考え、本発明をなした。
を、騒音発生源よりダクト内を伝送される騒音をアクティブに騒音制御する手法に拡張、
発展させることを考え、本発明をなした。
したがって、本発明の目的とするところは、ロバスト性を高めることができ、更には、
ダクト内騒音のアクティブな制御を行う際に、センサとアクチュエータのコロケイション
に伴う問題が発生する虞を抑制することが可能なダクト内騒音制御方法及び装置を提供し
ようとするものである。
ダクト内騒音のアクティブな制御を行う際に、センサとアクチュエータのコロケイション
に伴う問題が発生する虞を抑制することが可能なダクト内騒音制御方法及び装置を提供し
ようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明に対応して、騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けて、該騒音制御用スピーカを、スピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求め、該求めた駆動力で上記騒音制御用スピーカを駆動して騒音を制御するダクト内騒音制御方法とする。
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
又、請求項２に係る発明に対応して、騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、スピーカ設置位置における騒音の音圧を検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記音圧検出マイクからの信号を処理して上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコントローラを備えてなり、該コントローラを、上記騒音制御用スピーカをスピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求めて、該求めた駆動力を上記騒音制御用スピーカへ駆動指令として与える機能を有するものとした構成を有するダクト内騒音制御装置とする。
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
更に、上記請求項２に係る発明における音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を
取り付けるようにした構成、より具体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト
内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とする。
取り付けるようにした構成、より具体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト
内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とする。
又、上記請求項２に係る発明における音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を
、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイ
クを設けるようにした構成とする。
、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイ
クを設けるようにした構成とする。
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けて、該騒音制御用スピーカを、スピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求め、該求めた駆動力で上記騒音制御用スピーカを駆動して騒音を制御するダクト内騒音制御方法、及び、騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、スピーカ設置位置における騒音の音圧を検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記音圧検出マイクからの信号を処理して上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコントローラを備えてなり、該コントローラを、上記騒音制御用スピーカをスピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求めて、該求めた駆動力を上記騒音制御用スピーカへ駆動指令として与える機能を有するものとした構成を有するダクト内騒音制御装置としてあるので、音圧検出マイクよりコントローラへ入力されるダクト内騒音の音圧に応じて、該コントローラより騒音制御用スピーカへ駆動指令を与え、該騒音制御用スピーカをダクト内の騒音に対し同調するよう駆動して、上記ダクト内音場の騒音を低減させることができる。この際、騒音制御用スピーカが任意の周波数に同時同調した形となるようにして該騒音制御用スピーカの駆動力を算出してあるため、ダクト内の広帯域の騒音に対して制御作用を発揮させることができる。したがって、上記騒音発生源よりダクト内を伝送された後、放出される騒音を低減させることが可能になる。
（２）更に、ゲインが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧微分フィードバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
（３）更に又、上記騒音制御用スピーカの駆動力の算出に際して、制御対象となるダクト内音圧に関するモード方程式を用いることなく、騒音制御用スピーカが任意周波数に同調するような制御入力を加えるのみであることから、ダクトのモデル化誤差や変動が生じたとしても、ダクト内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト性の高い多数モードの騒音制御を行うことができる。
（４）音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を取り付けるようにした構成、より具体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とすることにより、騒音制御用スピーカから発した音波が対面するダクト壁面との間で往復伝播を繰り返すことによって高周波音が発生して、ダクトの高次音響モードが励起され易くなるという虞を緩和できる。又、音圧検出マイクの近傍となるダクト内壁面部にて吸音材による吸音を行わせることで、ハウリングが起こることを軽減できる。すなわち、吸音材による吸音によってマイク周辺の検出音圧を引き下げることができることから、音圧検出マイクが騒音制御用スピーカの近傍位置に設けてあることに起因して、騒音制御用スピーカの放射音場の方がダクト内全域音場を反映した音響モードよりも上記音圧検出マイクの検出信号に大きく寄与し、この検出信号にしたがって上記騒音制御用スピーカの作動が行なわれるという閉ループが繰り返されることによるハウリングを生じ難くできる。よって、アクチュエータとなる騒音制御用スピーカと、センサとなる音圧検出マイクのコロケイションに伴う上記のようなダクトの高次音響モードの励起や、ハウリングの問題が発生する虞を抑制することが可能になる。更に、ダクトにおける音圧検出マイクの設置個所に合わせて、ダクト内壁面に対する吸音材の取付位置を自在に設定することができる。
（５）音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とすることにより、上記（４）と同様に、アクチュエータとなる騒音制御用スピーカと、センサとなる音圧検出マイクのコロケイションに伴うダクトの高次音響モードが励起され易いという問題や、ハウリングが起こる虞を抑制することができる。
（１）騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けて、該騒音制御用スピーカを、スピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
（２）更に、ゲインが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧微分フィードバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
（３）更に又、上記騒音制御用スピーカの駆動力の算出に際して、制御対象となるダクト内音圧に関するモード方程式を用いることなく、騒音制御用スピーカが任意周波数に同調するような制御入力を加えるのみであることから、ダクトのモデル化誤差や変動が生じたとしても、ダクト内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト性の高い多数モードの騒音制御を行うことができる。
（４）音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を取り付けるようにした構成、より具体的には、音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とすることにより、騒音制御用スピーカから発した音波が対面するダクト壁面との間で往復伝播を繰り返すことによって高周波音が発生して、ダクトの高次音響モードが励起され易くなるという虞を緩和できる。又、音圧検出マイクの近傍となるダクト内壁面部にて吸音材による吸音を行わせることで、ハウリングが起こることを軽減できる。すなわち、吸音材による吸音によってマイク周辺の検出音圧を引き下げることができることから、音圧検出マイクが騒音制御用スピーカの近傍位置に設けてあることに起因して、騒音制御用スピーカの放射音場の方がダクト内全域音場を反映した音響モードよりも上記音圧検出マイクの検出信号に大きく寄与し、この検出信号にしたがって上記騒音制御用スピーカの作動が行なわれるという閉ループが繰り返されることによるハウリングを生じ難くできる。よって、アクチュエータとなる騒音制御用スピーカと、センサとなる音圧検出マイクのコロケイションに伴う上記のようなダクトの高次音響モードの励起や、ハウリングの問題が発生する虞を抑制することが可能になる。更に、ダクトにおける音圧検出マイクの設置個所に合わせて、ダクト内壁面に対する吸音材の取付位置を自在に設定することができる。
（５）音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイクを設けるようにした構成とすることにより、上記（４）と同様に、アクチュエータとなる騒音制御用スピーカと、センサとなる音圧検出マイクのコロケイションに伴うダクトの高次音響モードが励起され易いという問題や、ハウリングが起こる虞を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図１（イ）（ロ）は本発明のダクト内騒音制御方法の実施に用いるダクト内騒音制御装
置の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。
置の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。
すなわち、図１（イ）に示す如く、一端側に各種機器のような騒音発生源２が接続され
ていて該騒音発生源２にて発せられる騒音が伝送されるダクト１の途中位置に、騒音制御
用スピーカ３を設置する。該騒音制御用スピーカ３の近傍位置には、上記ダクト１内を伝
送される騒音の音圧を上記騒音制御用スピーカ３の設置位置において検出するための音圧
検出マイク４を設ける。更に、該音圧検出マイク４にて検出されるダクト１内の騒音の音
圧の検出信号を入力して、後述する制御則にしたがって上記騒音制御用スピーカ３へ駆動
指令を与えるコントローラ５を備える。
ていて該騒音発生源２にて発せられる騒音が伝送されるダクト１の途中位置に、騒音制御
用スピーカ３を設置する。該騒音制御用スピーカ３の近傍位置には、上記ダクト１内を伝
送される騒音の音圧を上記騒音制御用スピーカ３の設置位置において検出するための音圧
検出マイク４を設ける。更に、該音圧検出マイク４にて検出されるダクト１内の騒音の音
圧の検出信号を入力して、後述する制御則にしたがって上記騒音制御用スピーカ３へ駆動
指令を与えるコントローラ５を備える。
上記コントローラ５の制御則は、図１（ロ）に示す如く、先ず、上記ダクト１に設置し
てある騒音制御用スピーカ３を機械動吸振器とみて、上記騒音制御用スピーカ３を所要の
力で駆動するときの運動方程式を導く（ステップ１：Ｓ１）と共に、該騒音制御用スピー
カ３が、任意の周波数に同時同調するときの運動方程式を導いて（ステップ２：Ｓ２）、
両者が等価になるようにするための駆動力を算出する（ステップ３：Ｓ３）。次に、音圧
検出マイク４にて検出される検出音圧より上記ステップ３にて算出された駆動力までのコ
ントローラ伝達関数を算出する（ステップ４：Ｓ４）。次いで、算出されたコントローラ
伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出されるダクト１内音圧に応じた駆動力を、
騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として付与させるようにする（ステップ５：Ｓ５）よう
にしてある。
てある騒音制御用スピーカ３を機械動吸振器とみて、上記騒音制御用スピーカ３を所要の
力で駆動するときの運動方程式を導く（ステップ１：Ｓ１）と共に、該騒音制御用スピー
カ３が、任意の周波数に同時同調するときの運動方程式を導いて（ステップ２：Ｓ２）、
両者が等価になるようにするための駆動力を算出する（ステップ３：Ｓ３）。次に、音圧
検出マイク４にて検出される検出音圧より上記ステップ３にて算出された駆動力までのコ
ントローラ伝達関数を算出する（ステップ４：Ｓ４）。次いで、算出されたコントローラ
伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出されるダクト１内音圧に応じた駆動力を、
騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として付与させるようにする（ステップ５：Ｓ５）よう
にしてある。
以下詳述する。
先ず、本発明のダクト内騒音制御装置のモデルとして、図２に示す如く、図１（イ）と
同様の構成において、ダクト１の一端部に設ける騒音発生源２を、加振用スピーカ（騒音
発生源と同じ符号２で示してある）とする場合について考える。
同様の構成において、ダクト１の一端部に設ける騒音発生源２を、加振用スピーカ（騒音
発生源と同じ符号２で示してある）とする場合について考える。
ところで、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置で用いる制御則は、後述するように
、制御対象と独立で、ダクト内音圧（制御対象）に関するモード方程式を、制御則を導く
過程で使わない点に特徴、利点があるものであるが、上記ダクト内音圧に関するモード方
程式は、本発明のダクト内騒音制御方法の説明や後述する実施例における数値実験に必要
となるため、ここで導出を述べておく。
、制御対象と独立で、ダクト内音圧（制御対象）に関するモード方程式を、制御則を導く
過程で使わない点に特徴、利点があるものであるが、上記ダクト内音圧に関するモード方
程式は、本発明のダクト内騒音制御方法の説明や後述する実施例における数値実験に必要
となるため、ここで導出を述べておく。
図２に示すように加振用スピーカ２と騒音制御用スピーカ３が設置されたダクト１内の音圧を支配する波動方程式は、以下のように表される。
ここで、ｘ：ダクト１における騒音入射位置（図では加振用スピーカ２に接続してあるダクト１の左端部）を原点とするダクト１の長手方向の座標軸上の位置、ｐ：ダクト内音圧、ｃ：音速、ｕ０：加振用スピーカ振動板の変位、ｕ：騒音制御用スピーカ振動板の変位、ρ０：媒質密度、Ｓ：ダクト１の断面積、Ｓａ：騒音制御用スピーカ３の振動板の面積、Ｓｅ：加振用スピーカ２の振動板の面積、ＬＳ：騒音制御用スピーカ３の位置（ｘ座標）、をそれぞれ示す。なお、本明細書の各数式内にて上に・を付したパラメータは、該パラメータの時間微分：ｄ／ｄｔを表し、又、上に‥を付したパラメータは、該パラメータの２回時間微分：ｄ２／ｄｔ２を表すものとする。
上記式（１）の右辺はわき出し流量の時間微分を表すものである。式（１）をモード方程式に変換するため、モード座標をｑｎとおいて、式（１）の解をモード関数の重ね合わせとして表すと、
となる。ここで、Ｘｎ（ｘ）は次式によって与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数である（なお、次式におけるＬはダクト１の全長を表す）。
式（２）を式（１）に代入し、両辺にＸｎ（ｘ）をかけて０＜ｘ＜Ｌで積分してモード
座標に関する微分方程式を導き、ダクト内音圧ｐのｎ次モードの減衰比ζｎを導入すると
、所要のモード方程式が以下のように導かれる。
ここで、εｎは
で表される積分値である。又、ωｎはダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動数を示す。
座標に関する微分方程式を導き、ダクト内音圧ｐのｎ次モードの減衰比ζｎを導入すると
、所要のモード方程式が以下のように導かれる。
次に、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置における制御則について説明する。
今ここで、騒音制御用スピーカ３を検出音圧の時間微分に比例する力で駆動する場合、
すなわち、音圧微分フィードバック制御を行う場合を考えてみる。
すなわち、音圧微分フィードバック制御を行う場合を考えてみる。
図２に示す如く、騒音制御用スピーカ３を、スピーカマス（質量）、ばね定数、減衰定
数をそれぞれｍａ、ｋａ、ｃａとする機械動吸振器とみて、上記スピーカマスｍａの変位
をｕとし、駆動力をｆとすると、騒音制御用スピーカ３の運動方程式は、次式によって与
えられる。
ここで、騒音制御用スピーカ３の減衰比ζａと固有振動数ωａはそれぞれ次式によって表
される。
上記式（６）の右辺はダクト内音圧（制御対象）が騒音制御用スピーカを押す力を表す
ものである。そこで、この右辺に更にダクト内音圧の時間微分に比例する力を駆動力とし
て
のように加え、この駆動力の反作用によって生じるダクト１への媒質流量（式（１）右辺
第２項）が、制御対象となるダクト内音圧に対して減衰効果をもたらすことを期待してみ
る。この期待の妥当性を調べるため、上記駆動力を表す式（８）の下での式（６）
を、ダクト内音圧に関するモード方程式（４）（ｎ＝１）と連成させた系の特性方程式を
導くと、以下のようになる。
ここで、
である。
数をそれぞれｍａ、ｋａ、ｃａとする機械動吸振器とみて、上記スピーカマスｍａの変位
をｕとし、駆動力をｆとすると、騒音制御用スピーカ３の運動方程式は、次式によって与
えられる。
される。
ものである。そこで、この右辺に更にダクト内音圧の時間微分に比例する力を駆動力とし
て
第２項）が、制御対象となるダクト内音圧に対して減衰効果をもたらすことを期待してみ
る。この期待の妥当性を調べるため、上記駆動力を表す式（８）の下での式（６）
導くと、以下のようになる。
上記特性方程式のすべての係数が正であるから、フルビッツ行列式に基づく安定条件は
次式によって与えられる。
次式によって与えられる。
上記において、ゲインＧが０のときは駆動力のない無制御系なので明らかに安定であり
、不等式（１２ａ，１２ｂ）はともに満たされる。一方、ゲインＧが０から増えてゆくと
、式（１１）から分かるようにゲインＧはａ１のみに１次項として含まれ、ａ１の式にお
けるＧの係数は正値であるから、第１の安定条件の式（１２ａ）は満たされるが、第２の
安定条件の式（１２ｂ）は満たされなくなる。したがって、上に述べた式（８）を安定減
衰コントローラとする期待は満たされないことになる。図３に示す実線６は、上述した音
圧微分フィードバック制御における不安定性を示すもので、各パラメータを図中に示すよ
うに設定した条件の下において、単位振幅加振加速度ｓｉｎ（２π×８６ｔ）に対する音
圧ｐ（０．８Ｌ，ｔ）の応答が不安定発振する例を示すものである。比較として、小振幅
の破線７は無制御の場合を示してある。上記不安定性の理由は、ａ４が正になること、す
なわち、騒音制御用スピーカ３が固定した周波数ωａにのみ同調することに起因して生じ
るものである。
、不等式（１２ａ，１２ｂ）はともに満たされる。一方、ゲインＧが０から増えてゆくと
、式（１１）から分かるようにゲインＧはａ１のみに１次項として含まれ、ａ１の式にお
けるＧの係数は正値であるから、第１の安定条件の式（１２ａ）は満たされるが、第２の
安定条件の式（１２ｂ）は満たされなくなる。したがって、上に述べた式（８）を安定減
衰コントローラとする期待は満たされないことになる。図３に示す実線６は、上述した音
圧微分フィードバック制御における不安定性を示すもので、各パラメータを図中に示すよ
うに設定した条件の下において、単位振幅加振加速度ｓｉｎ（２π×８６ｔ）に対する音
圧ｐ（０．８Ｌ，ｔ）の応答が不安定発振する例を示すものである。比較として、小振幅
の破線７は無制御の場合を示してある。上記不安定性の理由は、ａ４が正になること、す
なわち、騒音制御用スピーカ３が固定した周波数ωａにのみ同調することに起因して生じ
るものである。
そこで、本発明のダクト内騒音制御方法では、上記のような問題を解決して音圧微分フ
ィードバック制御の安定化を図ることを考え、騒音制御用スピーカ３の方程式が任意周波
数に同時同調した形となるようにアクティブ制御する方法を導入するようにする。
ィードバック制御の安定化を図ることを考え、騒音制御用スピーカ３の方程式が任意周波
数に同時同調した形となるようにアクティブ制御する方法を導入するようにする。
すなわち、時間変動がｅｘｐ（ｉωｔ）の形に与えられる任意周波数の加振に対して上
記と同様にして求めた式（６）（図１（ロ）の制御則のステップ１）が、式（９）とは対
照的に任意周波数ｇωに同時同調した形（ｇは後で導く安定条件を満たす定数、ζｔ及び
ωｔはそれぞれ所要の定数である。）となるようにするためのコントローラ（ターゲット
コントローラ）の式を
とおき（図１（ロ）の制御則のステップ２）、これと一致するように駆動力を以下のよう
に決定する（図１（ロ）の制御則のステップ３）。
記と同様にして求めた式（６）（図１（ロ）の制御則のステップ１）が、式（９）とは対
照的に任意周波数ｇωに同時同調した形（ｇは後で導く安定条件を満たす定数、ζｔ及び
ωｔはそれぞれ所要の定数である。）となるようにするためのコントローラ（ターゲット
コントローラ）の式を
に決定する（図１（ロ）の制御則のステップ３）。
上記ターゲットコントローラの式（１３）を実現可能とするため、ダクト内音圧に関す
るモード方程式（４）（ｎ＝１）と、式（１３）で
なる置き換えをすることにより得られる方程式
を次式のようにラプラス変換表示し（各パラメータのラプラス変換表示は対応する大文字
により表す）、
この係数行列式ｄｅｔＡ１を０とおいた以下の特性方程式（１８）が安定根を持つように
ｇの範囲を定める。
ここで、
である。
るモード方程式（４）（ｎ＝１）と、式（１３）で
により表す）、
ｇの範囲を定める。
上記式（１９）によるフルビッツ行列式に基づく安定条件の式（１２ａ）は、負号のつ
いたａ０ａ３が、ａ１第１項とａ２第２項の積を相殺するので、Ｇが大きくなっても満た
され、安定条件の式（１２ｂ）は、式（１１）と異なりａ４＝０となるため、満たされる
。
いたａ０ａ３が、ａ１第１項とａ２第２項の積を相殺するので、Ｇが大きくなっても満た
され、安定条件の式（１２ｂ）は、式（１１）と異なりａ４＝０となるため、満たされる
。
したがって、ｇを式（１９）のａ０が正となるように、
の範囲にとっておけば、Ｇを大きくしても安定になる。又、０の特性根があって特性多項
式ｄｅｔＡ１がｓを因子にもつが、周波数０の極限（ｓ→０）で解は有限であり不安定に
ならないことが、式（１７）の解
、及び、後述する実施例の時刻歴応答シミュレートによっても検証される。
式ｄｅｔＡ１がｓを因子にもつが、周波数０の極限（ｓ→０）で解は有限であり不安定に
ならないことが、式（１７）の解
安定限界を高次モードも考慮するようにした場合は、ｇを式（２０）のように解析的に
求めることは困難であるが、ｇを１より少しずつ小さくしてシミュレートして安定制御で
きるｇを見出すようにすれば、容易にｇの許容値を見出すことができる。このように、式
（１４）で示される駆動力により式（１３）をコントローラとして実現しようとする本制
御法は、音圧の微分フィードバック制御の式（８）の安定化に重要な役割を果たす。
求めることは困難であるが、ｇを１より少しずつ小さくしてシミュレートして安定制御で
きるｇを見出すようにすれば、容易にｇの許容値を見出すことができる。このように、式
（１４）で示される駆動力により式（１３）をコントローラとして実現しようとする本制
御法は、音圧の微分フィードバック制御の式（８）の安定化に重要な役割を果たす。
更に、上記騒音制御用スピーカ３の駆動力を決める式（１４）は該スピーカ３の変位、
速度、加速度のパラメータを含んだ式となっているが、以下のように音圧のみの検出によ
って実装可能な形に変換して利便性を高めることができるようにしてある。
速度、加速度のパラメータを含んだ式となっているが、以下のように音圧のみの検出によ
って実装可能な形に変換して利便性を高めることができるようにしてある。
すなわち、先ず、式（１４）は、式（６）と式（１３）との残差が０となるように導か
れた式であるから、ラプラス変換領域で、式（６）と式（１３）の左辺の特性多項式
を用いて以下のように表せる。
れた式であるから、ラプラス変換領域で、式（６）と式（１３）の左辺の特性多項式
次に、式（１３）をラプラス変換し、Ｕについて解くと以下のようになる。
次いで、上記式（２４）を式（２３）へ代入し、検出音圧から駆動力までのコントロー
ラ伝達関数Ｈ（ｓ）を得ると次式が導かれる（図１（ロ）の制御則のステップ４）。
ラ伝達関数Ｈ（ｓ）を得ると次式が導かれる（図１（ロ）の制御則のステップ４）。
上記式（２５）に式（２２）の特性多項式を代入し、以下のように変形する。
ここで、Ａは、
で示されるコントローラ伝達関数の極を定める定数である。
これにより、上記式（２６）は、積分、微分、１次要素で比較的容易に実装できる。
したがって、ターゲットコントローラの式（１３）によって実現される式（１７）のダ
クト内音圧のモード方程式の媒質流入項は、式（２４）を用いることにより、
と変形される。上記式（２８）より、騒音制御用スピーカ３が固定した周波数ωａにのみ
同調することに起因して不安定因子であったゲインＧの項が、本発明のダクト内騒音制御
方法によれば、ハイパスフィルタｓ／（ｓ＋Ａ）を介して音圧微分に比例した減衰項とし
てきくようになったことが分かる。
クト内音圧のモード方程式の媒質流入項は、式（２４）を用いることにより、
同調することに起因して不安定因子であったゲインＧの項が、本発明のダクト内騒音制御
方法によれば、ハイパスフィルタｓ／（ｓ＋Ａ）を介して音圧微分に比例した減衰項とし
てきくようになったことが分かる。
したがって、騒音発生源２より発せられる騒音がダクト１内を伝送されている状態のと
きに、音圧検出マイク４よりコントローラ５へ入力されるダクト内音圧ｐに応じて、該コ
ントローラ５より騒音制御用スピーカ３へ上記式（２６）のコントローラ伝達関数Ｈ（ｓ
）に基づいて算出される駆動力を付与する駆動指令を与える（図１（ロ）の制御則のステ
ップ５）と、上記騒音制御用スピーカ３の駆動により上記ダクト１内音場の騒音に対し、
該騒音制御用スピーカ３を任意の周波数の騒音に対し同時同調するよう駆動した状態の媒
質流量を与えることができるようになるため、ダクト１内音場の騒音を低減させることが
できる。したがって、上記騒音発生源２よりダクト内を伝送された後、放出される騒音を
低減させることが可能になる。
きに、音圧検出マイク４よりコントローラ５へ入力されるダクト内音圧ｐに応じて、該コ
ントローラ５より騒音制御用スピーカ３へ上記式（２６）のコントローラ伝達関数Ｈ（ｓ
）に基づいて算出される駆動力を付与する駆動指令を与える（図１（ロ）の制御則のステ
ップ５）と、上記騒音制御用スピーカ３の駆動により上記ダクト１内音場の騒音に対し、
該騒音制御用スピーカ３を任意の周波数の騒音に対し同時同調するよう駆動した状態の媒
質流量を与えることができるようになるため、ダクト１内音場の騒音を低減させることが
できる。したがって、上記騒音発生源２よりダクト内を伝送された後、放出される騒音を
低減させることが可能になる。
このように、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置によれば、騒音制御用スピーカ３
が任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにして該騒音制御用スピーカ３の駆動力
を算出してあるため、ダクト１内の広帯域の騒音に対して制御作用を発揮させることがで
きる。又、単にダクト内音圧の時間微分に比例する力を騒音制御用スピーカ３の駆動力と
する音圧微分フィードバック制御を行おうとする場合には、ゲインＧの増加に伴い不安定
発振する等、安定な制御を行なうことができなかったが、本発明のダクト内騒音制御方法
及び装置においては、ゲインＧが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧
微分フィードバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
が任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにして該騒音制御用スピーカ３の駆動力
を算出してあるため、ダクト１内の広帯域の騒音に対して制御作用を発揮させることがで
きる。又、単にダクト内音圧の時間微分に比例する力を騒音制御用スピーカ３の駆動力と
する音圧微分フィードバック制御を行おうとする場合には、ゲインＧの増加に伴い不安定
発振する等、安定な制御を行なうことができなかったが、本発明のダクト内騒音制御方法
及び装置においては、ゲインＧが増大しても制御が不安定になる虞を生じることなく音圧
微分フィードバックを減衰要素とするダクト内騒音の制御を行うことができる。
更に、騒音制御用スピーカ３の駆動力の式（１４）を算出するに際して、制御対象とな
るダクト内音圧に関するモード方程式（４）を用いず、騒音制御用スピーカ３が任意周波
数に同時同調するような制御入力を加えるのみであることから、ダクト１のモデル化誤差
や変動が生じたとしても、ダクト１内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト
性の高い多数モードの騒音制御を行うことができる。このことは、後述する実施例の結果
からも明らかである。
るダクト内音圧に関するモード方程式（４）を用いず、騒音制御用スピーカ３が任意周波
数に同時同調するような制御入力を加えるのみであることから、ダクト１のモデル化誤差
や変動が生じたとしても、ダクト１内を伝送される騒音に対し、広帯域に亘ってロバスト
性の高い多数モードの騒音制御を行うことができる。このことは、後述する実施例の結果
からも明らかである。
次に、図４（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に
示したと同様としてあるダクト内騒音制御方法及び装置において、図１（イ）に示したと
同様のダクト１における音圧検出マイク４の設置個所近傍のダクト内壁面に、吸音材８を
張る等により取り付けた構成としたものである。
示したと同様としてあるダクト内騒音制御方法及び装置において、図１（イ）に示したと
同様のダクト１における音圧検出マイク４の設置個所近傍のダクト内壁面に、吸音材８を
張る等により取り付けた構成としたものである。
具体的には、上記吸音材８は、ダクト１に設置してある騒音制御用スピーカ３と相対向
するダクト壁の内面に、ダクト１の長手方向に上記騒音制御用スピーカ３の径の２〜３倍
程度の大きさの領域を覆うように張り付けるようにしてある。又、図４（ロ）に示す如く
、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁に周方向に連なる両
側のダクト壁の内面にも、所要寸法、たとえば、騒音制御用スピーカ３と相対向する壁面
側寄りの半分程度の領域を覆うよう吸音材８を張り付けるようにしてあり、該ダクト内壁
面に取り付けられた吸音材８の表面に、音圧検出マイク４を設けるようにしてある。
するダクト壁の内面に、ダクト１の長手方向に上記騒音制御用スピーカ３の径の２〜３倍
程度の大きさの領域を覆うように張り付けるようにしてある。又、図４（ロ）に示す如く
、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁に周方向に連なる両
側のダクト壁の内面にも、所要寸法、たとえば、騒音制御用スピーカ３と相対向する壁面
側寄りの半分程度の領域を覆うよう吸音材８を張り付けるようにしてあり、該ダクト内壁
面に取り付けられた吸音材８の表面に、音圧検出マイク４を設けるようにしてある。
その他の構成は図１（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一符号
が付してある。
が付してある。
本実施の形態のダクト内騒音制御装置は、図１（イ）（ロ）に示したものと同様の制御
則に基づいて算出されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出され
るダクト内音圧に応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として与えて作動さ
せることにより、ダクト１内の騒音制御を行わせるようにする。
則に基づいて算出されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出され
るダクト内音圧に応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として与えて作動さ
せることにより、ダクト１内の騒音制御を行わせるようにする。
このようにしてダクト１内の騒音制御を行わせる際、音圧検出用のセンサである上記音
圧検出マイク４が、騒音制御用のアクチュエータである騒音制御用スピーカ３の近傍にて
、該騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト内壁面に設けてあることに起因して、ダク
ト１内全域の音場を反映した音響モードより、音圧検出マイク４のすぐ近くにある騒音制
御用スピーカ３の放射する音場（ニアフィールド）の方が、音圧検出マイク４による検出
信号に大きく寄与し、この検出信号に応じて騒音制御用スピーカ３が作動されるという閉
ループの繰り返しによってハウリングが発生する虞が懸念されるが、このような場合に、
本実施の形態のようにすれば、ハウリングを起こり難くすることができる。すなわち、音
圧検出マイク４の近傍となるダクト内壁面に吸音材８を張り付けて、該音圧検出マイク４
近傍のダクト内壁面部分が吸音性を有するようにすれば、該音圧検出マイク４による検出
音圧を引き下げることができて、上記のようなハウリングが発生することを軽減できる。
圧検出マイク４が、騒音制御用のアクチュエータである騒音制御用スピーカ３の近傍にて
、該騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト内壁面に設けてあることに起因して、ダク
ト１内全域の音場を反映した音響モードより、音圧検出マイク４のすぐ近くにある騒音制
御用スピーカ３の放射する音場（ニアフィールド）の方が、音圧検出マイク４による検出
信号に大きく寄与し、この検出信号に応じて騒音制御用スピーカ３が作動されるという閉
ループの繰り返しによってハウリングが発生する虞が懸念されるが、このような場合に、
本実施の形態のようにすれば、ハウリングを起こり難くすることができる。すなわち、音
圧検出マイク４の近傍となるダクト内壁面に吸音材８を張り付けて、該音圧検出マイク４
近傍のダクト内壁面部分が吸音性を有するようにすれば、該音圧検出マイク４による検出
音圧を引き下げることができて、上記のようなハウリングが発生することを軽減できる。
詳述すると、ダクト内壁面に吸音材８が取り付けられていない場合には、該ダクト内壁
面が剛壁面として作用するのに対し、本実施の形態では音圧検出マイク４近傍のダクト内
壁面に吸音材８が設けてあることにより、剛壁面となるダクト壁面で音圧極大になるとい
う境界条件が吸音材８によって緩和されることから、ニアフィールドに起因する音圧検出
マイク４の周辺の検出音圧が下がるようになる。このためハウリングが起こり難くなる。
面が剛壁面として作用するのに対し、本実施の形態では音圧検出マイク４近傍のダクト内
壁面に吸音材８が設けてあることにより、剛壁面となるダクト壁面で音圧極大になるとい
う境界条件が吸音材８によって緩和されることから、ニアフィールドに起因する音圧検出
マイク４の周辺の検出音圧が下がるようになる。このためハウリングが起こり難くなる。
又、ダクト内の騒音制御問題は、通常、１次元化した媒質運動方程式を下に議論され、
上記図１（イ）（ロ）の実施の形態で述べた騒音制御も同様である。しかし、図１（イ）
に示した如く、ダクト１の途中位置に、騒音制御用スピーカ３を、ダクト１の内側へ向け
て設け、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁面に音圧検出
マイク４を設けている場合には、騒音制御用スピーカ３によって注入される媒質流量はダ
クト１の長手方向に対して垂直であるため、音圧検出マイク４近傍（ニアフィールド）は
、複雑な多次元音場となる。又、固い反響性のダクト１内では、騒音制御用スピーカ３か
ら発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ３と対面するダクト
壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返す結果、高周波音が発生してダクト１の高次音
響モードが励起され易くなる虞が懸念される。しかし、本実施の形態では、図２（イ）（
ロ）に示した如く、騒音制御用スピーカ３と対面するダクト内壁面に吸音材８が設けてあ
ることから、上記のような騒音制御用スピーカ３から発した音波が対面するダクト壁面と
の間の狭い空間で往復伝播を繰り返して、高周波音が発生し、ダクト１の高次音響モード
が励起されるという虞は緩和されるようになる。
上記図１（イ）（ロ）の実施の形態で述べた騒音制御も同様である。しかし、図１（イ）
に示した如く、ダクト１の途中位置に、騒音制御用スピーカ３を、ダクト１の内側へ向け
て設け、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁面に音圧検出
マイク４を設けている場合には、騒音制御用スピーカ３によって注入される媒質流量はダ
クト１の長手方向に対して垂直であるため、音圧検出マイク４近傍（ニアフィールド）は
、複雑な多次元音場となる。又、固い反響性のダクト１内では、騒音制御用スピーカ３か
ら発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ３と対面するダクト
壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返す結果、高周波音が発生してダクト１の高次音
響モードが励起され易くなる虞が懸念される。しかし、本実施の形態では、図２（イ）（
ロ）に示した如く、騒音制御用スピーカ３と対面するダクト内壁面に吸音材８が設けてあ
ることから、上記のような騒音制御用スピーカ３から発した音波が対面するダクト壁面と
の間の狭い空間で往復伝播を繰り返して、高周波音が発生し、ダクト１の高次音響モード
が励起されるという虞は緩和されるようになる。
このように、本実施の形態によれば、ダクト内騒音制御を行う場合における音圧検出マ
イク４と騒音制御用スピーカ３のコロケイションに伴い、上記ハウリングが生じたり、ダ
クト１の高次音響モードが励起されるという問題が発生する虞を低減できる。
イク４と騒音制御用スピーカ３のコロケイションに伴い、上記ハウリングが生じたり、ダ
クト１の高次音響モードが励起されるという問題が発生する虞を低減できる。
更に、上記吸音材８はダクト１の全区間のごく一部にしか設けられていないこと、及び
、吸音材８による吸音効果は、５００Ｈｚ以上の高周波域で発揮され、それ以下のアクテ
ィブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいことから、吸音材８がアクティブ制御対
象の低次音響モードを直接低減する作用は小さいため、本実施の形態では、吸音材８によ
るニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を更に高めることができる。
、吸音材８による吸音効果は、５００Ｈｚ以上の高周波域で発揮され、それ以下のアクテ
ィブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいことから、吸音材８がアクティブ制御対
象の低次音響モードを直接低減する作用は小さいため、本実施の形態では、吸音材８によ
るニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を更に高めることができる。
次いで、図５は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図４（イ）（ロ）に示した
と同様の構成において、ダクト１における音圧検出マイク４の設置個所近傍となるダクト
内壁面に吸音材８を取り付けることに代えて、ダクト１における音圧検出マイク４の設置
個所近傍のダクト壁面を吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁９
の内面に、音圧検出マイク４を設けるようにしたものである。
と同様の構成において、ダクト１における音圧検出マイク４の設置個所近傍となるダクト
内壁面に吸音材８を取り付けることに代えて、ダクト１における音圧検出マイク４の設置
個所近傍のダクト壁面を吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁９
の内面に、音圧検出マイク４を設けるようにしたものである。
具体的には、音圧検出マイク４の設置個所とその近傍となるダクト壁の一部を、吸音性
を有する材質製のダクト壁９として、音圧検出マイク４の設置個所近傍のダクト壁９にの
み部分的に吸音性を付与するようにし、該吸音性の付与されたダクト壁９の内面に、音圧
検出マイク４を設置するようにしてある。ダクト１における上記吸音性を有するダクト壁
９とする部分は、図４（イ）（ロ）に示した如きダクト１に対する吸音材８の取付領域と
同様に、ダクト１に設置してある騒音制御用スピーカ３と対面するダクト壁におけるダク
ト１の長手方向に上記騒音制御用スピーカ３の径の２〜３倍程度の大きさの領域の部分、
及び、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と対面するダクト壁に周方向に連なる
両側のダクト壁における騒音制御用スピーカ３と対面する壁面側寄りの半分程度の領域の
部分となるようにすればよい。
を有する材質製のダクト壁９として、音圧検出マイク４の設置個所近傍のダクト壁９にの
み部分的に吸音性を付与するようにし、該吸音性の付与されたダクト壁９の内面に、音圧
検出マイク４を設置するようにしてある。ダクト１における上記吸音性を有するダクト壁
９とする部分は、図４（イ）（ロ）に示した如きダクト１に対する吸音材８の取付領域と
同様に、ダクト１に設置してある騒音制御用スピーカ３と対面するダクト壁におけるダク
ト１の長手方向に上記騒音制御用スピーカ３の径の２〜３倍程度の大きさの領域の部分、
及び、ダクト１における上記騒音制御用スピーカ３と対面するダクト壁に周方向に連なる
両側のダクト壁における騒音制御用スピーカ３と対面する壁面側寄りの半分程度の領域の
部分となるようにすればよい。
その他の構成は図１（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一符号
が付してある。
が付してある。
本実施の形態によれば、図１（イ）（ロ）に示したものと同様の制御則に基づいて算出
されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出されるダクト内音圧に
応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として与えて作動させることにより、
ダクト１内の騒音制御を行うことができ、このダクト１内の騒音制御の際、音圧検出マイ
ク４の近傍となるダクト壁９が吸音性を有するようにしてあることにより、図４（イ）（
ロ）に示したと同様に、該音圧検出マイク４による検出音圧を引き下げることができて、
ハウリングが発生することを軽減できる。又、固い反響性のダクト１内にて、騒音制御用
スピーカ３から発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ３と対
面するダクト壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返して高周波音が発生し、ダクト１
の高次音響モードが励起されるという虞も緩和されるようになる。したがって、ダクト内
騒音制御を行う場合における音圧検出マイク４と騒音制御用スピーカ３のコロケイション
に伴い、上記ハウリングが生じたり、ダクト１の高次音響モードが励起されるという問題
が発生する虞を低減できる。
されるコントローラ伝達関数に基づき、音圧検出マイク４にて検出されるダクト内音圧に
応じた駆動力を、騒音制御用スピーカ３へ駆動指令として与えて作動させることにより、
ダクト１内の騒音制御を行うことができ、このダクト１内の騒音制御の際、音圧検出マイ
ク４の近傍となるダクト壁９が吸音性を有するようにしてあることにより、図４（イ）（
ロ）に示したと同様に、該音圧検出マイク４による検出音圧を引き下げることができて、
ハウリングが発生することを軽減できる。又、固い反響性のダクト１内にて、騒音制御用
スピーカ３から発した音波が対面するダクト壁面で反射して、騒音制御用スピーカ３と対
面するダクト壁面との間の狭い空間で往復伝播を繰り返して高周波音が発生し、ダクト１
の高次音響モードが励起されるという虞も緩和されるようになる。したがって、ダクト内
騒音制御を行う場合における音圧検出マイク４と騒音制御用スピーカ３のコロケイション
に伴い、上記ハウリングが生じたり、ダクト１の高次音響モードが励起されるという問題
が発生する虞を低減できる。
更に、上記吸音性を有するダクト壁９は、ダクト１の全区間のごく一部にしか設けられ
ていないこと、及び、吸音性を有するダクト壁９による吸音効果は、５００Ｈｚ以上の高
周波域で発揮され、それ以下のアクティブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいこ
とから、上記吸音性を有するダクト壁９がアクティブ制御対象の低次音響モードを直接低
減する作用は小さいため、本実施の形態においても、図４（イ）（ロ）に示した実施の形
態と同様に、ニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を高めることが可
能になる。
ていないこと、及び、吸音性を有するダクト壁９による吸音効果は、５００Ｈｚ以上の高
周波域で発揮され、それ以下のアクティブ制御の対象となる帯域では吸音効果が小さいこ
とから、上記吸音性を有するダクト壁９がアクティブ制御対象の低次音響モードを直接低
減する作用は小さいため、本実施の形態においても、図４（イ）（ロ）に示した実施の形
態と同様に、ニアフィールド音場防止を介して、アクティブ制御の効果を高めることが可
能になる。
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、騒音発生源
２より発せられてダクト１内を伝送されて放出される騒音の低減化を図ることが望まれる
個所であれば、騒音発生源２としては、過給器、送風機（ファン）以外のいかなる機器、
あるいは、スピーカ等の音源であってもよい。又、本発明は、騒音発生源２側と騒音の放
出側の途中位置に騒音制御用スピーカ３と音圧検出マイク４を設置することができるダク
ト１であれば、その全体形状や断面形状、長さは任意のものに適用でき、更に、騒音発生
源１より発せられる騒音を伝送する内部空間が存在するダクト状のものであれば、吸気ダ
クトや排気ダクトのように積極的に空気を流通させるようなダクト１以外のものにも適用
できる。更に、ダクト１としては、一端側の外部位置に存在する騒音発生源２よりダクト
１内部へ伝送される騒音が、該ダクト１内部を通して他端側より放出されるものであれば
適用でき、必ずしも騒音発生源２が一端に直接接続されていない場合であってもよい。図
４（イ）（ロ）の実施の形態にてダクト壁面における吸音材８を設ける領域、及び、図５
の実施の形態にてダクト１における吸音性を有するダクト壁９とする部分は、ダクト１の
サイズや形状、騒音制御用スピーカ３の口径等に応じて適宜変更してもよい。図４（イ）
（ロ）の実施の形態では、ダクト内壁面に吸音材８を取り付け、該吸音材８の表面に音圧
検出マイク４を設けるものとして示したが、ダクト内壁面に音圧検出マイク４を設け、該
音圧検出マイク４の近傍のダクト内壁面に、吸音材８を取り付けるようにしてもよい。そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
２より発せられてダクト１内を伝送されて放出される騒音の低減化を図ることが望まれる
個所であれば、騒音発生源２としては、過給器、送風機（ファン）以外のいかなる機器、
あるいは、スピーカ等の音源であってもよい。又、本発明は、騒音発生源２側と騒音の放
出側の途中位置に騒音制御用スピーカ３と音圧検出マイク４を設置することができるダク
ト１であれば、その全体形状や断面形状、長さは任意のものに適用でき、更に、騒音発生
源１より発せられる騒音を伝送する内部空間が存在するダクト状のものであれば、吸気ダ
クトや排気ダクトのように積極的に空気を流通させるようなダクト１以外のものにも適用
できる。更に、ダクト１としては、一端側の外部位置に存在する騒音発生源２よりダクト
１内部へ伝送される騒音が、該ダクト１内部を通して他端側より放出されるものであれば
適用でき、必ずしも騒音発生源２が一端に直接接続されていない場合であってもよい。図
４（イ）（ロ）の実施の形態にてダクト壁面における吸音材８を設ける領域、及び、図５
の実施の形態にてダクト１における吸音性を有するダクト壁９とする部分は、ダクト１の
サイズや形状、騒音制御用スピーカ３の口径等に応じて適宜変更してもよい。図４（イ）
（ロ）の実施の形態では、ダクト内壁面に吸音材８を取り付け、該吸音材８の表面に音圧
検出マイク４を設けるものとして示したが、ダクト内壁面に音圧検出マイク４を設け、該
音圧検出マイク４の近傍のダクト内壁面に、吸音材８を取り付けるようにしてもよい。そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
以下、本発明者の行った数値シミュレーション及び実験結果について説明する。
（１）
図２に示したと同様の装置モデルを用いて、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置に
よる騒音の制御効果を、約５０〜８００Ｈｚと広帯域に亘る周波数応答として、ダクト１
の長さ寸法Ｌを１ｍと１．８ｍとする２つの条件の下でそれぞれ検証した。ダクト１の長
さ寸法Ｌ以外の各パラメータの設定は同様であり、個々のパラメータの数値については結
果と共に図６（イ）（ロ）中に記載してある。
図２に示したと同様の装置モデルを用いて、本発明のダクト内騒音制御方法及び装置に
よる騒音の制御効果を、約５０〜８００Ｈｚと広帯域に亘る周波数応答として、ダクト１
の長さ寸法Ｌを１ｍと１．８ｍとする２つの条件の下でそれぞれ検証した。ダクト１の長
さ寸法Ｌ以外の各パラメータの設定は同様であり、個々のパラメータの数値については結
果と共に図６（イ）（ロ）中に記載してある。
なお、本数値シミュレーションでは、周波数応答は、制御の不安定発振がないことを検
証するため、解をｅｉωｔに比例する形において振幅に関する代数方程式を解くことによ
って定常振幅を求める周波数領域での方法によらず、時間領域で時刻歴応答解析を行なう
ことによって求めるようにしてある。すなわち、ある加振周波数での時間応答をルンゲ・
クッタ・ギル法で定常振幅に達するまで数値計算し、定常振幅に達したときの振幅を加振
周波数の関数としてプロットした。この方法では、もし制御が不安定であると発振して定
常振幅に達せず、図６（イ）（ロ）のような周波数応答曲線を描くことはできないので、
安定性検証に有効である。
証するため、解をｅｉωｔに比例する形において振幅に関する代数方程式を解くことによ
って定常振幅を求める周波数領域での方法によらず、時間領域で時刻歴応答解析を行なう
ことによって求めるようにしてある。すなわち、ある加振周波数での時間応答をルンゲ・
クッタ・ギル法で定常振幅に達するまで数値計算し、定常振幅に達したときの振幅を加振
周波数の関数としてプロットした。この方法では、もし制御が不安定であると発振して定
常振幅に達せず、図６（イ）（ロ）のような周波数応答曲線を描くことはできないので、
安定性検証に有効である。
ダクト１の長さ寸法Ｌを１ｍとした場合についての周波数応答の結果を図６（イ）に実
線１０で示す。図６（イ）に破線１１で示したものは、比較として同寸法のダクト１にお
ける無制御の場合の周波数応答を示すものである。これにより、本発明のダクト内騒音制
御方法及び装置を適用した場合（実線１０）には、無制御の場合（破線１１）に対し、多
数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果（騒音低減効果）を得ることができること
が判明した。
線１０で示す。図６（イ）に破線１１で示したものは、比較として同寸法のダクト１にお
ける無制御の場合の周波数応答を示すものである。これにより、本発明のダクト内騒音制
御方法及び装置を適用した場合（実線１０）には、無制御の場合（破線１１）に対し、多
数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果（騒音低減効果）を得ることができること
が判明した。
又、ダクト１の長さ寸法を１．８ｍとした場合についての周波数応答の結果を図６（ロ
）に実線１２で示す。図６（ロ）に破線１３で示したものは、比較として同寸法のダクト
１における無制御の場合の周波数応答を示すものである。この場合にも、本発明のダクト
内騒音制御方法及び装置を適用した場合（実線１２）は、無制御の場合（破線１３）に対
し、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることができることが判明した
。
）に実線１２で示す。図６（ロ）に破線１３で示したものは、比較として同寸法のダクト
１における無制御の場合の周波数応答を示すものである。この場合にも、本発明のダクト
内騒音制御方法及び装置を適用した場合（実線１２）は、無制御の場合（破線１３）に対
し、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることができることが判明した
。
更に、ダクト１の長さ寸法を１ｍ及び１．８ｍと大幅に変更して、図６（イ）における
破線１１及び図６（ロ）における破線１３にてそれぞれ示される無制御時の共振周波数の
変化からも分かるように制御対象の特性を大きく変化させたとしても、制御則のパラメー
タを同一とした条件の下で、制御効果が維持されており、高いロバスト性を有することが
判明した。
破線１１及び図６（ロ）における破線１３にてそれぞれ示される無制御時の共振周波数の
変化からも分かるように制御対象の特性を大きく変化させたとしても、制御則のパラメー
タを同一とした条件の下で、制御効果が維持されており、高いロバスト性を有することが
判明した。
なお、図７（イ）（ロ）は、それぞれ上記と同様に長さ寸法を１ｍと１．８ｍに設定し
てあるダクト１に対し、図２に示すモデル図における騒音制御用スピーカ３の取付位置に
、騒音制御用スピーカ３に代えて所要のヘルムホルツ共鳴器を取り付けて受動制御を行わ
せる場合の制御効果について、図６（イ）（ロ）に示したと同様に周波数応答を求めた結
果についてそれぞれ示すものである。図７（イ）では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同
調周波数は、ωｒ／２π＝２５５Ｈｚとしてあり、又、図７（ロ）では、同調周波数をω
ｒ／２π＝１４２Ｈｚとしてある。その他の各パラメータは、図７（イ）（ロ）中に記載
してある。
てあるダクト１に対し、図２に示すモデル図における騒音制御用スピーカ３の取付位置に
、騒音制御用スピーカ３に代えて所要のヘルムホルツ共鳴器を取り付けて受動制御を行わ
せる場合の制御効果について、図６（イ）（ロ）に示したと同様に周波数応答を求めた結
果についてそれぞれ示すものである。図７（イ）では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同
調周波数は、ωｒ／２π＝２５５Ｈｚとしてあり、又、図７（ロ）では、同調周波数をω
ｒ／２π＝１４２Ｈｚとしてある。その他の各パラメータは、図７（イ）（ロ）中に記載
してある。
図７（イ）及び図７（ロ）に示された結果より、ヘルムホルツ共鳴器の設置による受動
制御では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同調周波数近くの狭い帯域でしか制御効果が得
られないことが分かる。
制御では、設置するヘルムホルツ共鳴器の同調周波数近くの狭い帯域でしか制御効果が得
られないことが分かる。
（２）
上記実施例（１）の図２に示したと同様の装置モデルにおいて、図４（イ）（ロ）に示
したと同様に、騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁面に吸音材８を張り付け、該
吸音材８の表面に音圧検出マイク４を設けてなる構成の実験装置モデルを用いて、本発明
のダクト内騒音制御方法及び装置による騒音の制御効果を、約５０〜５００Ｈｚと広帯域
に亘る周波数応答として、ダクト１の長さ寸法Ｌを１ｍとする条件の下で検証した。周波
数応答は、ＦＦＴスペクトルアナライザーで広帯域正弦波加振入力を与えて計測した。ダ
クト１の長さ寸法Ｌ以外の各パラメータの設定、並びに、個々のパラメータの数値につい
ては結果と共に図８中に記載してある。
上記実施例（１）の図２に示したと同様の装置モデルにおいて、図４（イ）（ロ）に示
したと同様に、騒音制御用スピーカ３と相対向するダクト壁面に吸音材８を張り付け、該
吸音材８の表面に音圧検出マイク４を設けてなる構成の実験装置モデルを用いて、本発明
のダクト内騒音制御方法及び装置による騒音の制御効果を、約５０〜５００Ｈｚと広帯域
に亘る周波数応答として、ダクト１の長さ寸法Ｌを１ｍとする条件の下で検証した。周波
数応答は、ＦＦＴスペクトルアナライザーで広帯域正弦波加振入力を与えて計測した。ダ
クト１の長さ寸法Ｌ以外の各パラメータの設定、並びに、個々のパラメータの数値につい
ては結果と共に図８中に記載してある。
その結果、得られた周波数応答を、図８に実線１４で示す。図８に破線１５で示したも
のは、比較として同寸法のダクト１における無制御の場合の周波数応答を示すものである
。これにより、図４（イ）（ロ）に示した実施の形態を適用した場合（実線１４）におい
ても、図６（イ）（ロ）に示した上記実施例（１）の場合の結果と同様に、無制御の場合
（破線１５）に対して、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることがで
きることが判明した。又、本実施例の場合（実線１４）は、無制御の場合（破線１５）に
比して、共振ピークを１４〜１５ｄＢ程度低下させることができ、これは、直接比較する
図は示してはいないが、吸音材を入れない場合の、無制御の場合に比して得られる共振ピ
ークの低下量よりも、５〜６ｄＢ程度、低減効果が向上していることが判明した。
のは、比較として同寸法のダクト１における無制御の場合の周波数応答を示すものである
。これにより、図４（イ）（ロ）に示した実施の形態を適用した場合（実線１４）におい
ても、図６（イ）（ロ）に示した上記実施例（１）の場合の結果と同様に、無制御の場合
（破線１５）に対して、多数モードの広い周波数範囲でよい騒音制御効果を得ることがで
きることが判明した。又、本実施例の場合（実線１４）は、無制御の場合（破線１５）に
比して、共振ピークを１４〜１５ｄＢ程度低下させることができ、これは、直接比較する
図は示してはいないが、吸音材を入れない場合の、無制御の場合に比して得られる共振ピ
ークの低下量よりも、５〜６ｄＢ程度、低減効果が向上していることが判明した。
１ ダクト
２ 加振用スピーカ（騒音発生源）
３ 騒音制御用スピーカ
４ 音圧検出マイク
５ コントローラ
８ 吸音材
９ 吸音性を有するダクト壁
２ 加振用スピーカ（騒音発生源）
３ 騒音制御用スピーカ
４ 音圧検出マイク
５ コントローラ
８ 吸音材
９ 吸音性を有するダクト壁
Claims (5)
- 騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けて、該騒音制御用スピーカを、スピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求め、該求めた駆動力で上記騒音制御用スピーカを駆動して騒音を制御することを特徴とするダクト内騒音制御方法。 - 騒音発生源からの騒音の伝送経路となるダクトの所要個所に該ダクト内音場の騒音に対して媒質流量を与えるようにするための騒音制御用スピーカを設けると共に、該騒音制御用スピーカの近傍位置に、スピーカ設置位置における騒音の音圧を検出するための音圧検出マイクを設け、更に、上記音圧検出マイクからの信号を処理して上記騒音制御用スピーカへ駆動指令を与えるコントローラを備えてなり、該コントローラを、上記騒音制御用スピーカをスピーカマス、ばね定数、減衰定数をそれぞれｍ ａ 、ｋ ａ 、ｃ ａ とする機械的動吸振器としてみたときの該騒音制御用スピーカの運動方程式を、上記スピーカマスｍ ａ の変位をｕ、駆動力をｆとして、
ここで、
ｘ：ダクトにおける騒音入射位置を原点とするダクトの長手方向の座標軸上の位置
ｐ：ダクト内音圧
Ｓ ａ ：騒音制御用スピーカの振動板の面積
Ｌ ｓ ：騒音制御用スピーカのｘ座標軸上の位置
ｑ ｎ ：モード座標
Ｘ ｎ （ｘ）：Ｘ ｎ （ｘ）＝ｃｏｓ［π（２ｎ−１）ｘ／２Ｌ］で与えられるダクト内音圧ｐのｎ次モードの固有振動モード関数
ζ ａ ：ζ ａ ＝ｃ ａ ／２（ｍ ａ ｋ ａ ） １／２ で与えられえる騒音制御用スピーカの減衰比
ω ａ ：ω ａ ＝（ｋ ａ／ ｍ ａ ） １／２ で与えられる騒音制御用スピーカの固有振動数
とし、この運動方程式に、上記機械的動吸振器としてみた騒音制御用スピーカが任意の周波数ｇωに同時同調した形となるようにするときの運動方程式としての
ここで、
ｇはｇ ２ ＜１で安定条件を満たす定数
ζ ｔ 及びω ｔ は所要の定数
Ｇ：ゲイン
が一致するようにするための駆動力を、
として求めて、該求めた駆動力を上記騒音制御用スピーカへ駆動指令として与える機能を有するものとした構成を有することを特徴とするダクト内騒音制御装置。 - 音圧検出マイク近傍のダクト内壁面に吸音材を取り付けるようにした請求項２記載のダクト内騒音制御装置。
- 音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト内壁面に取り付けた吸音材の表面に、音圧検出マイクを設けるようにした請求項３記載のダクト内騒音制御装置。
- 音圧検出マイク設置個所近傍となるダクト壁面を、吸音性を有してなるものとし、該吸音性を有してなるダクト壁の内面に、音圧検出マイクを設けるようにした請求項２記載のダクト内騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004375970A JP4626299B2 (ja) | 2004-04-27 | 2004-12-27 | ダクト内騒音制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004132064 | 2004-04-27 | ||
| JP2004375970A JP4626299B2 (ja) | 2004-04-27 | 2004-12-27 | ダクト内騒音制御方法及び装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102655688B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2024-04-09 | 현대자동차주식회사 | 차량 및 그 제어방법 |
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| JP2019194743A (ja) * | 2019-08-19 | 2019-11-07 | 株式会社リコー | 電気機器 |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5796582A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-15 | Toshiba Corp | Measuring device for characteristic of semiconductor light emitting element |
| JPH05134684A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Fujitsu Ltd | 消音装置 |
| JPH1077998A (ja) * | 1996-09-05 | 1998-03-24 | Ebara Corp | 能動消音装置 |
| JP2000204921A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | アクティブ制御騒音低減法 |
| JP2002055684A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-20 | Fuji Xerox Co Ltd | フィードバック型能動騒音制御装置 |
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2004
- 2004-12-27 JP JP2004375970A patent/JP4626299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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