JPH05281981A - 電子消音システム - Google Patents
電子消音システムInfo
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- JPH05281981A JPH05281981A JP4110848A JP11084892A JPH05281981A JP H05281981 A JPH05281981 A JP H05281981A JP 4110848 A JP4110848 A JP 4110848A JP 11084892 A JP11084892 A JP 11084892A JP H05281981 A JPH05281981 A JP H05281981A
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- Japan
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- noise
- frequency
- filter coefficient
- error microphone
- error
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Abstract
(57)【要約】
【目的】騒音の周波数変化に基づいて音波のモードが変
化しても、一定の能力を発揮することができるようにす
る。 【構成】騒音の周波数帯域でピークとなる周波数がわか
った場合、その周波数において生ずる所定平面での伝搬
音波でのモードの状況は一定であり、推定可能であるた
め、予め周波数とその周波数におけるモードの節と重な
らない位置とを記憶した記憶手段から、騒音周波数に対
応した位置を読み出し、マイク移動コントローラ２６に
よってその位置にエラーマイクを自動的に移動させるよ
うにしている。これにより、騒音源の周波数変動にかか
わらず良好な消音ができるようにしている。また、フィ
ルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを実行する電子消音シ
ステムでは、移動後のエラーマイクとスピーカとの間の
伝達関数を示すフィルタ係数Ｃlm´も予めＣlm´データ
ベース２８に記憶させ、エラーマイクの移動とともに対
応するフィルタ係数Ｃlm´を読み出し、この読み出した
フィルタ係数Ｃlm´を使用するようにしている。
化しても、一定の能力を発揮することができるようにす
る。 【構成】騒音の周波数帯域でピークとなる周波数がわか
った場合、その周波数において生ずる所定平面での伝搬
音波でのモードの状況は一定であり、推定可能であるた
め、予め周波数とその周波数におけるモードの節と重な
らない位置とを記憶した記憶手段から、騒音周波数に対
応した位置を読み出し、マイク移動コントローラ２６に
よってその位置にエラーマイクを自動的に移動させるよ
うにしている。これにより、騒音源の周波数変動にかか
わらず良好な消音ができるようにしている。また、フィ
ルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを実行する電子消音シ
ステムでは、移動後のエラーマイクとスピーカとの間の
伝達関数を示すフィルタ係数Ｃlm´も予めＣlm´データ
ベース２８に記憶させ、エラーマイクの移動とともに対
応するフィルタ係数Ｃlm´を読み出し、この読み出した
フィルタ係数Ｃlm´を使用するようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子消音システムに係
り、特に所定の周波数にピークをもち、騒音に関連する
周波数に対応してそのピークが変動する騒音を対象と
し、その騒音に対して逆位相で且つ同一音圧の付加音を
スピーカから発生させ、音波干渉により消音を行う電子
消音システムに関する。
り、特に所定の周波数にピークをもち、騒音に関連する
周波数に対応してそのピークが変動する騒音を対象と
し、その騒音に対して逆位相で且つ同一音圧の付加音を
スピーカから発生させ、音波干渉により消音を行う電子
消音システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の電子消音システムでは、騒
音と逆位相で且つ同一音圧となる付加音をスピーカから
発生させるが、このスピーカを駆動する駆動信号は、騒
音を検出するセンサマイク等からの入力信号と、消音す
べき所定領域において騒音と付加音の干渉音を検出する
エラーマイクをエラー信号とに基づいて適応型ディジタ
ルフィルタによって作成される。
音と逆位相で且つ同一音圧となる付加音をスピーカから
発生させるが、このスピーカを駆動する駆動信号は、騒
音を検出するセンサマイク等からの入力信号と、消音す
べき所定領域において騒音と付加音の干渉音を検出する
エラーマイクをエラー信号とに基づいて適応型ディジタ
ルフィルタによって作成される。
【０００３】図１２はこの種の電子消音システムの基本
構成を示しており、適応型ディジタルフィルタは騒音を
示す入力信号ｘ(n) に基づいてスピーカの駆動信号ｙ
(n) を出力する。尚、同図において、ｄ(n) は入力信号
ｘ(n) のエラーマイクにおける希望の応答であり、ｅ
(n) はエラーマイクによって検出されるエラー信号であ
る。また、Ｃはスピーカからエラーマイクまでの伝達関
数である。
構成を示しており、適応型ディジタルフィルタは騒音を
示す入力信号ｘ(n) に基づいてスピーカの駆動信号ｙ
(n) を出力する。尚、同図において、ｄ(n) は入力信号
ｘ(n) のエラーマイクにおける希望の応答であり、ｅ
(n) はエラーマイクによって検出されるエラー信号であ
る。また、Ｃはスピーカからエラーマイクまでの伝達関
数である。
【０００４】ところで、適応型ディジタルフィルタ１は
所定タップ長のフィルタ係数を有するＦＩＲフィルタ
と、そのフィルタ係数を制御する適応アルゴリズムから
実現することができ、適応アルゴリズムは入力信号ｘ
(n) とエラー信号ｅ(n) の情報からエラー信号ｅ(n) の
エネルギが何等かの評価基準のもとで最小となるように
適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する。
所定タップ長のフィルタ係数を有するＦＩＲフィルタ
と、そのフィルタ係数を制御する適応アルゴリズムから
実現することができ、適応アルゴリズムは入力信号ｘ
(n) とエラー信号ｅ(n) の情報からエラー信号ｅ(n) の
エネルギが何等かの評価基準のもとで最小となるように
適応型ディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する。
【０００５】次に、上記フィルタ係数を最適値にする方
法について説明する。適応型ディジタルフィルタ１の出
力ｙ(n) は、入力ｘ(n) と所定のタップ長Ｉのフィルタ
係数ｗ(i) の畳み込みで与えられるため、次式、 で表すことができ、また、エラー信号ｅ(n) は、次式、 で表すことができる。尚、(2) 式中で、ｃ(j) は前記ス
ピーカからエラーマイクまでの伝達関数Ｃを示すタップ
長Ｊのフィルタ係数（Ｃ´）であり、ｒ(n) は入力ｘ
(n) を上記フィルタ係数（Ｃ´）でフィルタリングした
リファレンス信号で、 である。
法について説明する。適応型ディジタルフィルタ１の出
力ｙ(n) は、入力ｘ(n) と所定のタップ長Ｉのフィルタ
係数ｗ(i) の畳み込みで与えられるため、次式、 で表すことができ、また、エラー信号ｅ(n) は、次式、 で表すことができる。尚、(2) 式中で、ｃ(j) は前記ス
ピーカからエラーマイクまでの伝達関数Ｃを示すタップ
長Ｊのフィルタ係数（Ｃ´）であり、ｒ(n) は入力ｘ
(n) を上記フィルタ係数（Ｃ´）でフィルタリングした
リファレンス信号で、 である。
【０００６】簡素化のために次のベクトル表現、 Ｒ(n)＝［ｒ(n)，ｒ(n-1)，…，ｒ(n-I+1)］T Ｗ＝［ｗO,ｗ1,…,ｗI-1］T をとると、前記(2) 式は、次式、 ｅ(n)＝ｄ(n)＋Ｒ(n) T・Ｗ …(4) で表すことができる。
【０００７】ここで、自乗平均誤差（ＭＳＥ：mean-squ
are error)Ｅ［ｅ(n) 2 ］を求めると、(4) 式より、 Ｊ＝Ｅ［ｅ(n) 2］ ＝Ｅ［ｄ(n) 2］＋２ＷTＥ［Ｒ(n) Tｄ(n)］＋ＷTＥ［Ｒ(n) TＲ(n)］ となり、ＭＳＥはフィルタ係数の２次関数になる。２次
の微分は１次であり、その微分を０におくと、最小値Ｊ
min を持つ解が得られる。
are error)Ｅ［ｅ(n) 2 ］を求めると、(4) 式より、 Ｊ＝Ｅ［ｅ(n) 2］ ＝Ｅ［ｄ(n) 2］＋２ＷTＥ［Ｒ(n) Tｄ(n)］＋ＷTＥ［Ｒ(n) TＲ(n)］ となり、ＭＳＥはフィルタ係数の２次関数になる。２次
の微分は１次であり、その微分を０におくと、最小値Ｊ
min を持つ解が得られる。
【０００８】さて、最急降下法形のアルゴリズムである
フィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズム（Filtered-x Lea
st-Mean-Squareアルゴリズム) では、ＭＳＥ Ｊの推定
量として瞬時自乗誤差ｅ(n) 2 そのものを用いて、Ｊの
導関数（グラディエント∇）の推定量［∇´n ］を、次
式、 によって求め、上記( ∇´n ) を用いて、適応型ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を、次式により再帰的に更
新していく。 Ｗ(n+1)＝Ｗ(n)＋μ（−∇´(n)）＝Ｗ(n)−２μＲ(n) Tｅ(n) …(5) ここで、μは正のスカラで毎回の繰り返しにおける補正
量の大きさを制御するステップサイズパラメータであ
る。上記(5) 式は、勾配ベクトル（∇´n ）と反対向き
に（誤差曲面の最急降下の向きに）フィルタ係数を逐次
更新することを意味し、これを続ければ、遂にはＭＳＥ
は最小値Ｊmin に達し、フィルタ係数は最適値をもつこ
とになる。
フィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズム（Filtered-x Lea
st-Mean-Squareアルゴリズム) では、ＭＳＥ Ｊの推定
量として瞬時自乗誤差ｅ(n) 2 そのものを用いて、Ｊの
導関数（グラディエント∇）の推定量［∇´n ］を、次
式、 によって求め、上記( ∇´n ) を用いて、適応型ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を、次式により再帰的に更
新していく。 Ｗ(n+1)＝Ｗ(n)＋μ（−∇´(n)）＝Ｗ(n)−２μＲ(n) Tｅ(n) …(5) ここで、μは正のスカラで毎回の繰り返しにおける補正
量の大きさを制御するステップサイズパラメータであ
る。上記(5) 式は、勾配ベクトル（∇´n ）と反対向き
に（誤差曲面の最急降下の向きに）フィルタ係数を逐次
更新することを意味し、これを続ければ、遂にはＭＳＥ
は最小値Ｊmin に達し、フィルタ係数は最適値をもつこ
とになる。
【０００９】尚、上述のフィルタードｘ−ＬＭＳアルゴ
リズムは、エラー信号ｅ(n) が１つの場合であるが、エ
ラーマイク等が複数の場合に、前記フィルタードｘ−Ｌ
ＭＳアルゴリズムを拡張したＭＥフィルタードｘ−ＬＭ
Ｓアルゴリズム（MultipuleError Filteredjk-x Algori
thm）を適用した電子消音装置として特公表平1-501344
号公報に記載されたものがある。
リズムは、エラー信号ｅ(n) が１つの場合であるが、エ
ラーマイク等が複数の場合に、前記フィルタードｘ−Ｌ
ＭＳアルゴリズムを拡張したＭＥフィルタードｘ−ＬＭ
Ｓアルゴリズム（MultipuleError Filteredjk-x Algori
thm）を適用した電子消音装置として特公表平1-501344
号公報に記載されたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】さて、図８及び図９
は、ガスタービン発電機等の騒音源５に取り付けられた
排気ダクト４の開口部３、又は排気ダクト４の中間に、
電子消音システムにおけるスピーカ１ａ，１ｂ及びエラ
ーマイク２ａ，２ｂを配設した場合に関して示してい
る。
は、ガスタービン発電機等の騒音源５に取り付けられた
排気ダクト４の開口部３、又は排気ダクト４の中間に、
電子消音システムにおけるスピーカ１ａ，１ｂ及びエラ
ーマイク２ａ，２ｂを配設した場合に関して示してい
る。
【００１１】図１０は上記騒音源５の周波数特性を示し
ており、同図に示すように、ガスタービン発電機等の運
転の初期状態と、初期状態から回転数が変化した後で
は、点線で示す特性から実線に示す特性に変動する。い
ま、初期状態では排気ダクト４の開口部平面で、図１１
（Ａ）に示すようなモードの節ｂが生じ、回転数変化後
では図１１（Ｂ）に示すようなモードの節ｂが生じてい
たとする。
ており、同図に示すように、ガスタービン発電機等の運
転の初期状態と、初期状態から回転数が変化した後で
は、点線で示す特性から実線に示す特性に変動する。い
ま、初期状態では排気ダクト４の開口部平面で、図１１
（Ａ）に示すようなモードの節ｂが生じ、回転数変化後
では図１１（Ｂ）に示すようなモードの節ｂが生じてい
たとする。
【００１２】ところで、従来、図１１（Ｂ）に示すよう
にエラーマイク２ｂの位置とモードの節ｂとが重なる
と、エラーマイク２ｂは音圧の変化を正確に検出するこ
とができず、そのため電子消音システムは良好な消音制
御ができないという問題があった。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、騒音の周波数変化に基づ
いて音波のモードが変化しても、一定の能力を発揮する
ことができる電子消音システムを提供することを目的と
する。
にエラーマイク２ｂの位置とモードの節ｂとが重なる
と、エラーマイク２ｂは音圧の変化を正確に検出するこ
とができず、そのため電子消音システムは良好な消音制
御ができないという問題があった。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、騒音の周波数変化に基づ
いて音波のモードが変化しても、一定の能力を発揮する
ことができる電子消音システムを提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、騒音源から発生される騒音に対してスピー
カから付加音を発生させ、消音すべき位置に配設したエ
ラーマイクによって前記騒音と付加音との干渉音を検出
し、該エラーマイクの検出信号が最小になるように前記
スピーカに駆動信号を付与し、音波干渉により能動的に
消音を行う電子消音システムであって、所定の周波数に
ピークをもち、前記騒音に関連する周波数に対応してそ
のピークが変動する騒音を対象とする電子消音システム
において、前記騒音に関連する周波数を検出する検出手
段と、前記騒音に関連する周波数に対応して少なくとも
モードの節と重ならない位置を記憶する記憶手段と、前
記エラーマイクを移動させる移動手段と、前記検出手段
によって検出された周波数に基づいて前記記憶手段から
該周波数に対応して記憶された位置を読み出し、その読
み出した位置に前記エラーマイクを移動させるべく前記
移動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
している。
するために、騒音源から発生される騒音に対してスピー
カから付加音を発生させ、消音すべき位置に配設したエ
ラーマイクによって前記騒音と付加音との干渉音を検出
し、該エラーマイクの検出信号が最小になるように前記
スピーカに駆動信号を付与し、音波干渉により能動的に
消音を行う電子消音システムであって、所定の周波数に
ピークをもち、前記騒音に関連する周波数に対応してそ
のピークが変動する騒音を対象とする電子消音システム
において、前記騒音に関連する周波数を検出する検出手
段と、前記騒音に関連する周波数に対応して少なくとも
モードの節と重ならない位置を記憶する記憶手段と、前
記エラーマイクを移動させる移動手段と、前記検出手段
によって検出された周波数に基づいて前記記憶手段から
該周波数に対応して記憶された位置を読み出し、その読
み出した位置に前記エラーマイクを移動させるべく前記
移動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
している。
【００１４】また、前記電子消音システムは、所定のサ
ンプリング周期毎に逐次更新される第１のフィルタ係数
を有する適応型ディジタルフィルタによって騒音を示す
信号をフィルタリングすることにより前記スピーカを駆
動する駆動信号を作成し、前記スピーカからエラーマイ
クまでの伝達関数を示す第２のフィルタ係数を有するデ
ィジタルフィルタによって前記騒音を示す信号をフィル
タリングすることにより得られるリファレンス信号と、
前記エラーマイクからのエラー信号と、現在の第１のフ
ィルタ係数とに基づいて前記第１のフィルタ係数を更新
する、いわゆるフィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを
実行し、前記記憶手段は前記モードの節と重ならない位
置とともに、この位置にエラーマイクを移動させたとき
の前記スピーカから移動後のエラーマイクまでの伝達関
数を示す第２フィルタ係数を記憶し、前記制御手段は前
記記憶手段から前記モードの節と重ならない位置ととも
に前記第２のフィルタ係数を読み出し、その読み出した
第の２フィルタ係数に基づいて前記リファレンス信号を
作成させることを特徴としている。
ンプリング周期毎に逐次更新される第１のフィルタ係数
を有する適応型ディジタルフィルタによって騒音を示す
信号をフィルタリングすることにより前記スピーカを駆
動する駆動信号を作成し、前記スピーカからエラーマイ
クまでの伝達関数を示す第２のフィルタ係数を有するデ
ィジタルフィルタによって前記騒音を示す信号をフィル
タリングすることにより得られるリファレンス信号と、
前記エラーマイクからのエラー信号と、現在の第１のフ
ィルタ係数とに基づいて前記第１のフィルタ係数を更新
する、いわゆるフィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを
実行し、前記記憶手段は前記モードの節と重ならない位
置とともに、この位置にエラーマイクを移動させたとき
の前記スピーカから移動後のエラーマイクまでの伝達関
数を示す第２フィルタ係数を記憶し、前記制御手段は前
記記憶手段から前記モードの節と重ならない位置ととも
に前記第２のフィルタ係数を読み出し、その読み出した
第の２フィルタ係数に基づいて前記リファレンス信号を
作成させることを特徴としている。
【００１５】
【作用】本発明によれば、騒音の周波数帯域でピークと
なる周波数がわかった場合、その周波数において生ずる
所定平面での伝搬音波でのモードの状況は一定であり、
推定可能であるとともに予め測定しておくことができる
ことを利用している。即ち、予め周波数とその周波数に
おけるモードの節と重ならない位置とを記憶した記憶手
段から、騒音周波数に対応した位置を読み出し、その位
置にエラーマイクを自動的に移動させるようにしてい
る。これにより、騒音源の周波数変動にかかわらず良好
な消音ができるようにしている。また、フィルタードｘ
−ＬＭＳアルゴリズムを実行する電子消音システムで
は、移動後のエラーマイクとスピーカとの間の伝達関数
を示すフィルタ係数も予め記憶し、前記エラーマイクの
移動とともに対応するフィルタ係数を読み出し、この読
み出したフィルタ係数を使用するようにしている。
なる周波数がわかった場合、その周波数において生ずる
所定平面での伝搬音波でのモードの状況は一定であり、
推定可能であるとともに予め測定しておくことができる
ことを利用している。即ち、予め周波数とその周波数に
おけるモードの節と重ならない位置とを記憶した記憶手
段から、騒音周波数に対応した位置を読み出し、その位
置にエラーマイクを自動的に移動させるようにしてい
る。これにより、騒音源の周波数変動にかかわらず良好
な消音ができるようにしている。また、フィルタードｘ
−ＬＭＳアルゴリズムを実行する電子消音システムで
は、移動後のエラーマイクとスピーカとの間の伝達関数
を示すフィルタ係数も予め記憶し、前記エラーマイクの
移動とともに対応するフィルタ係数を読み出し、この読
み出したフィルタ係数を使用するようにしている。
【００１６】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子消音
システムの好ましい実施例を詳述する。図６は本発明に
係る電子消音システムの基本構成を示すブロック図であ
る。この電子消音システムは、図８に示したようなガス
タービン発電機等の排気ダクト４の開口部３に、スピー
カ１ａ，１ｂ及びエラーマイク２ａ，２ｂが配設され、
騒音は低周波騒音で、図１０に示したような特性をも
ち、更に電子消音システムはフィルタードｘ−ＬＭＳア
ルゴリズムを実行するものである。
システムの好ましい実施例を詳述する。図６は本発明に
係る電子消音システムの基本構成を示すブロック図であ
る。この電子消音システムは、図８に示したようなガス
タービン発電機等の排気ダクト４の開口部３に、スピー
カ１ａ，１ｂ及びエラーマイク２ａ，２ｂが配設され、
騒音は低周波騒音で、図１０に示したような特性をも
ち、更に電子消音システムはフィルタードｘ−ＬＭＳア
ルゴリズムを実行するものである。
【００１７】図６において、図示しない検出器によって
検出された騒音源の回転数や振動を示す騒音情報信号ｘ
は、適応型ディジタルフィルタ１０及びリファレンス信
号作成部１２に加えられる。リファレンス信号作成部１
２は、それぞれスピーカ１ａ，１ｂとエラーマイク２
ａ，２ｂの間の伝達関数Ｃlm（即ち、Ｃ11、Ｃ21、Ｃ12
及びＣ22）を示すフイルタ係数Ｃlm´がデータベース２
８から加えられており、所定の周期で順次サンプリング
される騒音情報信号ｘ(n) と上記フイルタ係数Ｃlm´を
用いて畳み込み演算によってリファレンス信号Ｒ11、Ｒ
21、Ｒ12、Ｒ22を作成し（(3) 式参照）、これを演算部
１４に出力する。尚、データベース２８の詳細について
は後述する。
検出された騒音源の回転数や振動を示す騒音情報信号ｘ
は、適応型ディジタルフィルタ１０及びリファレンス信
号作成部１２に加えられる。リファレンス信号作成部１
２は、それぞれスピーカ１ａ，１ｂとエラーマイク２
ａ，２ｂの間の伝達関数Ｃlm（即ち、Ｃ11、Ｃ21、Ｃ12
及びＣ22）を示すフイルタ係数Ｃlm´がデータベース２
８から加えられており、所定の周期で順次サンプリング
される騒音情報信号ｘ(n) と上記フイルタ係数Ｃlm´を
用いて畳み込み演算によってリファレンス信号Ｒ11、Ｒ
21、Ｒ12、Ｒ22を作成し（(3) 式参照）、これを演算部
１４に出力する。尚、データベース２８の詳細について
は後述する。
【００１８】エラーマイク２ａ，２ｂは、それぞれ騒音
源からの騒音と、スピーカ１ａ，１ｂからの付加音とが
干渉した音を検出し、その干渉音を示すエラー信号ｅ
1 , ｅ 2 を演算部１４に出力する。演算部１４はリファ
レンス信号作成部１２から加えられるリファレンス信号
Ｒ11、Ｒ21、Ｒ12、Ｒ22とエラーマイク２ａ，２ｂから
加えられるエラー信号ｅ1, ｅ2 とに基づいて各サンプ
リング毎にフィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを実行
してフイルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 を算出し（(5) 式参照）、
この算出したフイルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 でそれぞれ適応型
ディジタルフイルタ１０のフイルタ係数Ｗ1、Ｗ2 を更
新する。
源からの騒音と、スピーカ１ａ，１ｂからの付加音とが
干渉した音を検出し、その干渉音を示すエラー信号ｅ
1 , ｅ 2 を演算部１４に出力する。演算部１４はリファ
レンス信号作成部１２から加えられるリファレンス信号
Ｒ11、Ｒ21、Ｒ12、Ｒ22とエラーマイク２ａ，２ｂから
加えられるエラー信号ｅ1, ｅ2 とに基づいて各サンプ
リング毎にフィルタードｘ−ＬＭＳアルゴリズムを実行
してフイルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 を算出し（(5) 式参照）、
この算出したフイルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 でそれぞれ適応型
ディジタルフイルタ１０のフイルタ係数Ｗ1、Ｗ2 を更
新する。
【００１９】適応型ディジタルフィルタ１０は上記のよ
うに演算部１４により逐次更新されるフィルタ係数
Ｗ1 、Ｗ2 を有し、これらのフィルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 と
所定の周期で順次サンプリングされる騒音情報信号ｘ
(n) との畳み込み演算により、各スピーカ１ａ，１ｂの
駆動信号を生成し（(3) 式参照）、スピーカ１ａ，１ｂ
に出力する。
うに演算部１４により逐次更新されるフィルタ係数
Ｗ1 、Ｗ2 を有し、これらのフィルタ係数Ｗ1 、Ｗ2 と
所定の周期で順次サンプリングされる騒音情報信号ｘ
(n) との畳み込み演算により、各スピーカ１ａ，１ｂの
駆動信号を生成し（(3) 式参照）、スピーカ１ａ，１ｂ
に出力する。
【００２０】さて、図１は本発明に係る電子消音システ
ムの制御装置の一実施例を示すブロック図であり、この
制御装置２０は、回転数検出器２２、モード情報データ
ベース２４、マイク移動コントローラ２６及びＣlm´デ
ータベース２８から構成されている。この制御装置２０
の処理動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明
する。
ムの制御装置の一実施例を示すブロック図であり、この
制御装置２０は、回転数検出器２２、モード情報データ
ベース２４、マイク移動コントローラ２６及びＣlm´デ
ータベース２８から構成されている。この制御装置２０
の処理動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明
する。
【００２１】消音中に、ガスタービン発電機等の騒音源
の回転数が変化すると、回転数検出器２２はその回転数
（騒音周波数）を検出し、その騒音周波数を示す信号を
モード情報データベース２４に出力する。モード情報デ
ータベース２４は、図３に示すように騒音周波数に対応
してモード情報を記憶しており、入力する騒音周波数を
示す信号に基づいてモード情報（モードの節の位置）を
読み出し、このモード情報をマイク移動コントローラ２
６及びＣlm´データベース２８に出力する。
の回転数が変化すると、回転数検出器２２はその回転数
（騒音周波数）を検出し、その騒音周波数を示す信号を
モード情報データベース２４に出力する。モード情報デ
ータベース２４は、図３に示すように騒音周波数に対応
してモード情報を記憶しており、入力する騒音周波数を
示す信号に基づいてモード情報（モードの節の位置）を
読み出し、このモード情報をマイク移動コントローラ２
６及びＣlm´データベース２８に出力する。
【００２２】マイク移動コントローラ２６は、図４に示
すＸ−Ｙトラバース装置３０を制御するもので、エラー
マイク２ａ，２ｂをモードの節と重ならない位置に移動
させる。即ち、Ｘ−Ｙトラバース装置３０は、エラーマ
イク２ｂを開口部平面（Ｘ−Ｙ平面）内において移動さ
せるものである。また、マイク移動コントローラ２６に
は、予め図３に示すようにモード情報に対応してそのモ
ードの節の位置を重ならないエラーマイクの位置が記憶
されており、マイク移動コントローラ２６は入力するモ
ード情報の基づいて移動すべきエラーマイクの位置を読
み出し、その位置にエラーマイクが移動するようにＸ−
Ｙトラバース装置３０を制御する。
すＸ−Ｙトラバース装置３０を制御するもので、エラー
マイク２ａ，２ｂをモードの節と重ならない位置に移動
させる。即ち、Ｘ−Ｙトラバース装置３０は、エラーマ
イク２ｂを開口部平面（Ｘ−Ｙ平面）内において移動さ
せるものである。また、マイク移動コントローラ２６に
は、予め図３に示すようにモード情報に対応してそのモ
ードの節の位置を重ならないエラーマイクの位置が記憶
されており、マイク移動コントローラ２６は入力するモ
ード情報の基づいて移動すべきエラーマイクの位置を読
み出し、その位置にエラーマイクが移動するようにＸ−
Ｙトラバース装置３０を制御する。
【００２３】尚、２つのエラーマイク２ａ，２ｂにそれ
ぞれＸ−Ｙトラバース装置３０を設け、２つのエラーマ
イク２ａ，２ｂの位置を同時に制御するようにしてもよ
い。また、図５に示すようにＸ−Ｙトラバース装置３０
の代わりに、エラーマイク２ａ，２ｂを開口部平面内で
回転させる回転装置３２を設けるようにしてもよい。一
方、Ｃlm´データベース２８には、図３に示すようにモ
ード情報、即ち、エラーマイクの位置に対応したフィル
タ係数Ｃlm´が記憶されており、Ｃlm´データベース２
８は入力するモード情報に基づいて対応するフィルタ係
数Ｃlm´を読み出し、そのフィルタ係数Ｃlm´を前述し
たように電子消音コントローラのリファレンス信号作成
部１２に出力する。
ぞれＸ−Ｙトラバース装置３０を設け、２つのエラーマ
イク２ａ，２ｂの位置を同時に制御するようにしてもよ
い。また、図５に示すようにＸ−Ｙトラバース装置３０
の代わりに、エラーマイク２ａ，２ｂを開口部平面内で
回転させる回転装置３２を設けるようにしてもよい。一
方、Ｃlm´データベース２８には、図３に示すようにモ
ード情報、即ち、エラーマイクの位置に対応したフィル
タ係数Ｃlm´が記憶されており、Ｃlm´データベース２
８は入力するモード情報に基づいて対応するフィルタ係
数Ｃlm´を読み出し、そのフィルタ係数Ｃlm´を前述し
たように電子消音コントローラのリファレンス信号作成
部１２に出力する。
【００２４】尚、フイルタ係数Ｃlm´（Ｃ11，Ｃ21，Ｃ
12，Ｃ22）のうち、フィルタ係数Ｃ11は、予め擬似ラン
ダム信号によってスピーカ１ａを駆動し、この擬似ラン
ダム信号を入力するＦＩＲディジタルフイルタの出力
が、エラーマイク２ａのエラー出力と一致するようにし
て同定され、同様にしてフイルタ係数Ｃ21、Ｃ12、Ｃ22
も予め同定されている。また、エラーマイク２ａ，２ｂ
の位置が移動すると、フイルタ係数Ｃlm´も変動するた
め、予めエラーマイク２ａ，２ｂの移動位置毎に対応し
たフィルタ係数Ｃlm´が同定されている。
12，Ｃ22）のうち、フィルタ係数Ｃ11は、予め擬似ラン
ダム信号によってスピーカ１ａを駆動し、この擬似ラン
ダム信号を入力するＦＩＲディジタルフイルタの出力
が、エラーマイク２ａのエラー出力と一致するようにし
て同定され、同様にしてフイルタ係数Ｃ21、Ｃ12、Ｃ22
も予め同定されている。また、エラーマイク２ａ，２ｂ
の位置が移動すると、フイルタ係数Ｃlm´も変動するた
め、予めエラーマイク２ａ，２ｂの移動位置毎に対応し
たフィルタ係数Ｃlm´が同定されている。
【００２５】このように、エラーマイク２ａ，２ｂの位
置がモードの節の位置と重ならないように騒音周波数に
応じて自動的に移動させるようにしたため、騒音の周波
数変化に基づいて音波のモードが変化しても、一定の能
力を発揮することができる。尚、本実施例ではスピーカ
が２個、エラーマイクが２本の場合について説明した
が、本発明はスピーカ、エラーマイクの数に限定されな
い。例えば、図７に示すよいうにスピーカが４個（１ａ
〜１ｄ）、エラーマイクが４本（２ａ〜２ｄ）の場合で
も適用でき、エラーマイクが１本の場合にも適用でき
る。また、本実施例では騒音に同期した回転数や振動の
信号を騒音情報信号ｘとして取り込むようにしたが、マ
イクロホンによって騒音情報信号ｘを取り込むようにし
てもよい。
置がモードの節の位置と重ならないように騒音周波数に
応じて自動的に移動させるようにしたため、騒音の周波
数変化に基づいて音波のモードが変化しても、一定の能
力を発揮することができる。尚、本実施例ではスピーカ
が２個、エラーマイクが２本の場合について説明した
が、本発明はスピーカ、エラーマイクの数に限定されな
い。例えば、図７に示すよいうにスピーカが４個（１ａ
〜１ｄ）、エラーマイクが４本（２ａ〜２ｄ）の場合で
も適用でき、エラーマイクが１本の場合にも適用でき
る。また、本実施例では騒音に同期した回転数や振動の
信号を騒音情報信号ｘとして取り込むようにしたが、マ
イクロホンによって騒音情報信号ｘを取り込むようにし
てもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子消
音システムによれば、騒音周波数のピークが変化し、開
口部平面のモードの節が変化しても、エラーマイクの位
置がモードの節の位置と重ならないように騒音周波数に
応じて自動的に移動させるようにしたため、所望の消音
効果を維持することができる。また、エラーマイクが移
動してスピーカからエラーマイクまでの伝達関数を示す
フィルタ係数が変化しても、予め記憶したフィルタ係数
を読み出して更新するようにしたため、フィルタードｘ
−ＬＭＳアルゴリズムを円滑に実施することができる。
音システムによれば、騒音周波数のピークが変化し、開
口部平面のモードの節が変化しても、エラーマイクの位
置がモードの節の位置と重ならないように騒音周波数に
応じて自動的に移動させるようにしたため、所望の消音
効果を維持することができる。また、エラーマイクが移
動してスピーカからエラーマイクまでの伝達関数を示す
フィルタ係数が変化しても、予め記憶したフィルタ係数
を読み出して更新するようにしたため、フィルタードｘ
−ＬＭＳアルゴリズムを円滑に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る電子消音システムの制御装
置の一実施例を示すブロック図である。
置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示した制御装置の動作を説明する
ために用いたフローチャートである。
ために用いたフローチャートである。
【図３】図３は図２のフローチャートを説明するために
用いたデータベースの一例を示す図である。
用いたデータベースの一例を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれエラーマイク
を移動させるＸ−Ｙトラバース装置を説明するため用い
た正面図及び側面図である。
を移動させるＸ−Ｙトラバース装置を説明するため用い
た正面図及び側面図である。
【図５】図５（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれエラーマイク
を移動させる装置の他の実施例を示す正面図及び側面図
である。
を移動させる装置の他の実施例を示す正面図及び側面図
である。
【図６】図６は本発明に係る電子消音システムの基本構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図７】図７は４つのスピーカ及びエラーマイクの配置
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図８】図８は本発明をダクト開口部に適用した場合を
示す図である。
示す図である。
【図９】図９は本発明をダクトの中間に適用した場合を
示す図である。
示す図である。
【図１０】図１０は回転数に同期した騒音の周波数特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ騒音周波
数に対応した開口部平面のモードの節を説明するために
用いた図である。
数に対応した開口部平面のモードの節を説明するために
用いた図である。
【図１２】図１２は従来の電子消音システムの基本構成
を示す図である。
を示す図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…スピーカ ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…エラーマイク ５…騒音源 １０…適応型ディジタルフィルタ １２…リファレンス信号作成部 １４…演算部 ２０…制御装置 ２２…回転数検出器 ２４…モード情報データベース ２６…マイク移動コントローラ ２８…Ｃlm´データベース ｂ…モードの節
Claims (2)
- 【請求項１】 騒音源から発生される騒音に対してスピ
ーカから付加音を発生させ、消音すべき位置に配設した
エラーマイクによって前記騒音と付加音との干渉音を検
出し、該エラーマイクの検出信号が最小になるように前
記スピーカに駆動信号を付与し、音波干渉により能動的
に消音を行う電子消音システムであって、所定の周波数
にピークをもち、前記騒音に関連する周波数に対応して
そのピークが変動する騒音を対象とする電子消音システ
ムにおいて、 前記騒音に関連する周波数を検出する検出手段と、 前記騒音に関連する周波数に対応して少なくともモード
の節と重ならない位置を記憶する記憶手段と、 前記エラーマイクを移動させる移動手段と、 前記検出手段によって検出された周波数に基づいて前記
記憶手段から該周波数に対応して記憶された位置を読み
出し、その読み出した位置に前記エラーマイクを移動さ
せるべく前記移動手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電子消音システム。 - 【請求項２】 前記電子消音システムは、所定のサンプ
リング周期毎に逐次更新される第１のフィルタ係数を有
する適応型ディジタルフィルタによって騒音を示す信号
をフィルタリングすることにより前記スピーカを駆動す
る駆動信号を作成し、前記スピーカからエラーマイクま
での伝達関数を示す第２のフィルタ係数を有するディジ
タルフィルタによって前記騒音を示す信号をフィルタリ
ングすることにより得られるリファレンス信号と、前記
エラーマイクからのエラー信号と、現在の第１のフィル
タ係数とに基づいて前記第１のフィルタ係数を更新し、 前記記憶手段は前記モードの節と重ならない位置ととも
に、この位置にエラーマイクを移動させたときの前記ス
ピーカから移動後のエラーマイクまでの伝達関数を示す
第２フィルタ係数を記憶し、 前記制御手段は前記記憶手段から前記モードの節と重な
らない位置とともに前記第２のフィルタ係数を読み出
し、その読み出した第の２フィルタ係数に基づいて前記
リファレンス信号を作成させることを特徴とする請求項
１の電子消音システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110848A JPH05281981A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 電子消音システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110848A JPH05281981A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 電子消音システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281981A true JPH05281981A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14546200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4110848A Pending JPH05281981A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 電子消音システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281981A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7421017B2 (en) | 2002-08-13 | 2008-09-02 | Fujitsu Limited | Digital filter adaptively learning filter coefficient |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4110848A patent/JPH05281981A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7421017B2 (en) | 2002-08-13 | 2008-09-02 | Fujitsu Limited | Digital filter adaptively learning filter coefficient |
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