JP6270136B2 - アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 - Google Patents
アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 Download PDFInfo
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Description
一般に、プロペラや車輪を回すための動力源の騒音の構造は、ある基本周期(または基本周波数)とその整数倍(次数成分)の構造(調波構造)を有している。図2の(a)は、騒音の調波構造の概念を説明するための説明図である。同図に示す各グラフの縦軸は、音場のパワースペクトルの概要を示し、横軸は周波数fを示す。同図に示す調波構造は、例えば、騒音信号をフーリエ変換することによって得られる。また、同図に示すΔは、基本周波数(1次成分周波数)を示し、Δ×2,Δ×3,Δ×4,…,Δ×13,Δ×19,…などは、それぞれ、2次成分周波数,3次成分周波数,4次成分周波数、…,13次成分周波数,19次成分周波数,…を示している。
図1に基づき、本発明の実施の一形態に係るANC装置(アクティブノイズ制御装置)10の構成について説明する。図1は、ANC装置10の構成を示すブロック図である。ANC装置10は、騒音源11から制御対象領域(対象領域)12に伝達される制御対象音(騒音)dに対して、制御音Zを出力して騒音を低減する装置である。
次に、ANC装置10の動作(アクティブノイズ制御方法)の詳細について説明する。誤差マイクロフォン13からの誤差信号eは、A/D変換器14でデジタルデータに変換されて信号解析部15の内積演算部20に送られる。内積演算部20では、複数の正弦波信号を生成し、生成した複数の正弦波信号と誤差信号eとの内積を演算する。より具体的には、内積演算部20は、或る定常周波数の近傍において予め定めた範囲内で正弦波信号の周波数を変化させて、上記複数の正弦波信号を生成し、上記検出信号との内積を演算する。ここで、「或る定常周波数の近傍において予め定めた範囲」は、例えば、事前に観測した定常周波数から±5Hz以内の範囲を例示することができるがこれに限定されない。また、正弦波信号の周波数を変化させる態様は、例えば、数Hz刻みであるが、これに限定されない。
次に、図2の(b)に基づき、上述した内積演算の概念について説明する。図2の(b)は、内積演算の概念を説明するための説明図である。
次に、上述したANC装置10を試作し、収録音源を用いてシミュレーションを行った結果について説明する。図4は、このシミュレーションの結果を示すグラフである。同図に示すグラフの縦軸は、音場のパワースペクトルを示し、単位は、dB(デシベル)である。一方、横軸は、音場の周波数を示し、単位はHz(ヘルツ)である。
本発明は、動力源の回転パルスを取得することが困難な空間に動力源があり、その動力源から周期的な音が発生しているような環境下でのアクティブノイズ制御に好適である。例えば、工事現場で発電機が回っているような環境下でのアクティブノイズ制御や、アパートの中で室外機の音を打ち消すようなアクティブノイズ制御などに本発明を適用することができる。また、動力源が同定できない場合にも制御したい部屋や場所なので個別に制御空間を創り出すことも可能である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
11 騒音源
12 制御対象領域(対象領域)
13 誤差マイクロフォン(センサ)
15 信号解析部
16 適応制御最適化部
19 アクチュエータ・スピーカ(アクチュエータ)
20 内積演算部
22 選択部
23 信号生成部
Claims (5)
- 騒音が伝達される対象領域に設置され、音を検出信号として検出するセンサが検出した検出信号と複数の正弦波信号との内積を演算し、算出された内積値が最も大きい正弦波信号を選択し、選択した正弦波信号の周波数を、上記騒音の基本周波数と推定し、推定した基本周波数から次数成分の周波数を有する正弦波信号を生成する信号解析部と、
上記信号解析部が生成した上記正弦波信号の次成分数毎に個別に設定される収束係数を用い、上記正弦波信号の次数成分毎に個別に設定されるフィルタ係数を上記検出信号が最小となるように最適化して、上記次数成分毎の正弦波信号と上記フィルタ係数との畳み込み和である制御信号を生成し、生成した上記制御信号を、該制御信号を受けて制御音を構成し上記対象領域に出力するアクチュエータに対して出力する適応制御最適化部と、を備えることを特徴とするアクティブノイズ制御装置。 - 上記信号解析部は、或る定常周波数の近傍において予め定めた範囲内で正弦波信号の周波数を変化させて、上記複数の正弦波信号を生成し、上記検出信号との内積を演算することを特徴とする請求項1に記載のアクティブノイズ制御装置。
- 上記信号解析部は、正弦波信号の位相を予め定めた範囲内で変化させて、上記複数の正弦波信号を生成し、上記検出信号との内積を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のアクティブノイズ制御装置。
- 上記信号解析部は、
上記検出信号と上記複数の正弦波信号との内積を演算する内積演算部と、
上記複数の正弦波信号の中から、上記内積演算部が算出した内積値が最も大きい正弦波信号を選択する選択部と、
上記選択部が選択した正弦波信号を上記騒音の基本周波数と推定し、推定した基本周波数から次数成分の周波数を有する正弦波信号を生成する信号生成部と、を備えていることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のアクティブノイズ制御装置。 - 騒音が伝達される対象領域に設置され、音を検出信号として検出するセンサが検出した検出信号と複数の正弦波信号との内積を演算し、算出された内積値が最も大きい正弦波信号を選択し、選択した正弦波信号の周波数を、上記騒音の基本周波数と推定し、推定した基本周波数から次数成分の周波数を有する正弦波信号を生成する信号解析ステップと、
上記信号解析ステップで生成した上記正弦波信号の次成分数毎に個別に設定される収束係数を用い、上記正弦波信号の次数成分毎に個別に設定されるフィルタ係数を、上記検出信号が最小となるように最適化して、上記次数成分毎の正弦波信号と上記フィルタ係数との畳み込み和である制御信号を生成する適応制御最適化ステップと、
上記適応制御最適化ステップで生成された制御信号を受けて制御音を構成し、上記対象領域にアクチュエータを用いて出力する対象音制御ステップと、を含むことを特徴とするアクティブノイズ制御方法。
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