JPH0291536A

JPH0291536A - 音響加振スペクトル制御装置

Info

Publication number: JPH0291536A
Application number: JP63244849A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tanaka; 康夫田中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-03-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は航空機等の音響環境（空気振動環境）を模擬し
て加振することにより振動試験を行りたりする設備や供
試体に任意のスペクトル及び音響エネルギーを負荷する
加振装置に使用される音響加振スペクトル制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の音響加振スペクトル制御装置の一例を
示す制御ブロック図である。音響制御装置１は、音響計
測値１５から高速７−リエ変換器（ＦＦＴ　）　２によ
りそのスペクトラムを求め、それと、あらかじめ設定さ
れた目標スペクトラム（ＲｇＦ）４との差を、加減算器
６により計算する。そして、加減算器６の出力に制御ｒ
イン（Ｇｃ）Ｊを乗じて駆動信号スペクトラムを得る。

この駆動信号ス（クトラムを出力フィルタ（ＦＩＬＴＥ
Ｒ）　７の特性として設定する。さらに、ランダム信号
発生器５の出力をこの出力フィルタ１に入力して駆動信
号１４會生成する。

この駆動信号Ｊ４は、クリ、パ８、パワーアンｆ（Ｇ、
）９、音響変換器（ＥＰＴ　）　Ｊ　ｏにより、音圧に
変換され、音響室特性（Ｇｒ。。ｍ）１１を介して、音
響１３となる。この音響ＪＪＦｉコンデンサマイクＣＧ
ｍ＊ｓ　）　１２　Ｋよりて測定され、音響計測値Ｊ５
として、音響制御装置１へフィードパ、りされる。

ここで、クリッパＢｉｄ、、音響変換器１０の保護回路
であり、設定以上の振幅の駆動信号が、パワーアング９
に入力しない様に、駆動信号の振幅制限（ピークの力、
ト）ｔ−行うリミッタ回路である。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図に示す従来装置において、長時間例えば３００〜
６００秒運転を行なうと、音響レベルが全周波数範囲に
て次第に低下し、それに伴ない駆動信号レベルが大きく
なりて遂にはノ９ワーアング９がトリップするという不
具合が生じる。

この原因は、制御ループ内の非線形要素（クリッパ８）
の影響で音響制御系の安定性が損われる丸めである。こ
の不具合発生のプロセスの一例を第３図を参照して説明
する。

（１）加振開始より除々に音圧レベルを上昇させていき
％ある時点で、第３図Ａに示す目標スペクトラムの音響
が得られたものとする。

この時点の駆動信号は第３図Ｂで、そのスペクトラムは
、目標スペクトラム第３図Ａに一致しているとする。

（２）　　駆動信号は、スペクトラムの各周波数成分正
弦波の和と考えられ、この九め、第３図Ａの目標スペク
トラムを持つ駆動信号には、正弦波のピークが一定数以
上重畳してクリ、／フレペル以上の振幅を持つものが、
稀に現われる。

今、その様な大振幅の駆動信号（第３ｔＭＣのＰＫ）が
出力された場合を考える。

（３）第３図ｃ　ｏ　ｐＫが、クリツノ量８の振幅制限
に引っかかるため、ノーワーアンｆ９への入力信号（＃
音響）は第３図Ｄ　、　Ｄ’の様になり、駆動信号スペ
クトラムは正常であるにもかかわらず、音響スペクトラ
ムが目標より低レベルとなってしまう。

（４）音響制御装置のフィードバック制御がＳいて、Ｄ
′ｔ−Ａに合致させ様として、Ｂよりレベルの大きい駆
動信号が出力される。

（５）駆動信号レベルが大きくなると、クリッパレベル
以上の振幅の駆動信号が出力される確率がよシ高くなる
。

そして、この様な大振幅の駆動信号が出力された場合に
は、音響制御装置ｌの思惑とは逆に、音響スペクトラム
はＤ′よりもさらに低レベルとなる。

（大振幅の駆動信号中に含まれている周波数成分がクリ
ツノ量８によりカットされるため。）（６）再びフィー
ドバック制御が働いて、さらに高レベルの駆動信号が出
力される。（フィードバックが発散側に働く。）（７）　　上記（４）〜（６）の悪循環が一回始まって
しまうと、第３図Ｅのよう［！ＩＫ動信号は過大になる
が、音響になる周波数成分はほとんどクリ、パ８でカッ
トされ、音響レベルが低下するにもかかわらず、）臂ワ
ーアンｆ９の電流が増加してパワーアング９がトリップ
する」ところまで現象が進んでしまう。

本発明は常にフィードバック制御を行なう従来装置で生
じるクリ、パ等の非線形要素によるシステムの発振とい
り不具合を解消できる音響加振スペクトル制御装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、音響計測値をフーリ
エ変換器により音響スペクトラム計測値を求め、この音
響スペクトラム計測値とあらかじめ設定された目標スペ
クトラムとの偏差を求め、この偏差に制御ｒインを乗じ
て駆動信号スペクトラムを得、この駆動信号スペクトラ
ムを出力フィルタの特性として設定し、この出力フィル
タにランダム信号発生器の出力を入力して駆動信号を出
力し、この駆動信号をクリソ／４等の非線形要素により
振幅側＠を行い、この非線形要素の出力を／４１ワーア
ングを介して音響を求めるものにおいて、前記駆動信号
スペクトラムを記憶するとともにこの記憶値を前記出力
フィルタに出力する記憶器と、前記音響スペクトラム計
測値が目標スペクトラムに達するまでの間、前記駆動信
号スペクトラムを前記出力フィルタおよび前記記憶器側
に供給し、前記音響スペクトラム計測値が目標スペクト
ラムに達した後、前記記憶器で記憶された音響スペクト
ラム計測値を前記出力フィルタに供給する切替手段とか
らなるものである。

〔作用〕

本発明は前記記憶器、前記切替手段により、出力フィル
タの設定スペクトルを口、りする機能を持たすことによ
り、従来方式の不具合を解消する。

すなわち、音響スペクトラムが目標スペクトラムと一致
する時点で、フィルタ設定値をロックすると、音響制御
装置は制御演算を休止し、その時点の駆動信号とスペク
トラムの等しい統計的に独立性を保った駆動信号を出力
しつづける。すなわち、フィードパ、クループを切断す
る形となり、前述の不具合は発生しえない。また、本シ
ステムは、外乱がほとんどないシステムであるため、フ
ィードバラフルーグを切っても悪影響は生じないと考え
られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図の制御ブロック
線図を参照して説明する。

音響制御装置１は、音響計測値１５から高速フーリエ変
換器２により音響スペクトラム計測値を求め、音響スペ
クトラム計測値とろらかじめ設定された目標スペクトラ
ム４との差を加減算器６によシ計算する。そして加減算
器６の出力に制＃ｒイン３を乗じて駆動信号スペクトラ
ムを得る。立ち上り時は、切替スイッチ１６　ｆ　ａ側
、スイッチ１７をＯＮ側として、駆動信号スペクトラム
を出力フィルタ１の特性として設定すると同時に、記憶
器１８に格納する。出力フィルタフの特性と記憶器１８
の内容は、駆動信号スペクトラムの変化に応じて最新の
ものに更新されて行く。音響スペクトラム計測値が目標
値に達した時点で、切替スイ、チ１６ｔ−ｂ側、スイッ
チ１７をＯＦＦ側として、記憶器１８の内容を出力フィ
ルタ２の特性として設定する。記憶器１８には切替スイ
ッチ１６の切替前の駆動信号スペクトラムが格納されて
おシ、以後、出力フィルタフの特性はこの値に固定され
る。

駆動信号１４は、ランダム信号発生器５の出力を出力フ
ィルタフに接続して得られる。

そして駆動信号１４は、クリッパ８等の非線形要素、パ
ワーアンｆ９、音響変換器１０により、音圧に変換され
音４ｉｌ呈特性１１を介して音響１３となる。音響１３
は、コンデンサマイク１２によって測定され、音響計測
値１５として音響制御装置１ヘフイードバツクされる。

以上述べた本実施例によれば、切替スイッチ１６、スイ
ッチ２Ｆ、記憶器Ｊ８からなる出力スペクトラムのロッ
ク機能により、音響スペクトラムが一旦目標値に達した
時点で駆動信号スペクトラムを固定するものであり、こ
のことによって。

常にフィードバック制＠金行なう従来方式で生じるクリ
、、／譬８によるシステムの発振という不具合が解消さ
れる。

また、手動制御方式（シェーパ十ランダム信号発生器５
）の問題点である初期設定時に熟練作業者の長時間の調
整が必要であるという不便さも解消できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、常にフィードバック制御を行なう従来
装置で生じるクリッパ等の非線形要素によるシステムの
発振という不具合を解消できる音響加振スペクトル制御
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての制御プロ。り栂図、第２図は従来方式の一実施例としての制御ブロ
ック線図、第３図は従来方式の不具合発生プロセスの説
明図である。１・・・音響制御装置、２・・・高速フーリエ変換器、
３・・・制＃１１ダイン、４・・・目標スペクトラム、
５・・・ランダム信号発生器、６・・・加減算器、７・
・・出力フイルタ、８・・・クリ、パ、９・・・パワー
アンプ、１０・・・音響変換器、１１・・・音響室特性
、１２・・・コンデンナマイク、１３・・・音響、１４
・・・駆動信号、１５・・・音響計測値、１６・・・切
替スイッチ、１７・・・スイッチ、１８・・・記憶器。

Claims

【特許請求の範囲】音響計測値をフーリエ変換器により音響スペクトラム計
測値を求め、この音響スペクトラム計測値とあらかじめ
設定された目標スペクトラムとの偏差を求め、この偏差
に制御ゲインを乗じて駆動信号スペクトラムを得、この
駆動信号スペクトラムを出力フィルタの特性として設定
し、この出力フィルタにランダム信号発生器の出力を入
力して駆動信号を出力し、この駆動信号をクリッパ等の
非線形要素により振幅制限を行い、この非線形要素の出
力をパワーアンプを介して音響を求めるものにおいて、前記駆動信号スペクトラムを記憶するとともにこの記憶
値を前記出力フィルタに出力する記憶器と、前記音響スペクトラム計測値が目標スペクトラムに達す
るまでの間、前記駆動信号スペクトラムを前記出力フィ
ルタおよび前記記憶器側に供給し、前記音響スペクトラ
ム計測値が目標スペクトラムに達した後、前記記憶器で
記憶された音響スペクトラム計測値を前記出力フィルタ
に供給する切替手段と、からなる音響加振スペクトル制御装置。