JPH08179782A - Active silencer - Google Patents

Active silencer

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JPH08179782A
JPH08179782A JP6324180A JP32418094A JPH08179782A JP H08179782 A JPH08179782 A JP H08179782A JP 6324180 A JP6324180 A JP 6324180A JP 32418094 A JP32418094 A JP 32418094A JP H08179782 A JPH08179782 A JP H08179782A
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JP
Japan
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noise
convergence
active
difference
digital filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP6324180A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Nishikawa
幸三 西川
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Publication of JPH08179782A publication Critical patent/JPH08179782A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To accurately perform system identification processing in a short time. CONSTITUTION: A system identifying part 4 of an active noise eliminator contains an M system noise generating part 5 to generate a random noise, an LMS algorithm part 6 to perform prescribed adaptive control according to LMS algorithm, a digital filter part 7, a subtracting part 8 and a convergence coefficient setting part 9, and the convergence coefficient setting part 9 calculates a difference between the sum total of a filter coefficient at a certain time and the sum total of a filter coefficient after a prescribed time passes from a certain time, and sets the size of a convergence coefficient on the basis of the size of its difference. Therefore, since the convergence coefficient according to a convergence degree can be set in an actual digital filter, system idintifying processing becomes accurate, and the system idintifying processing can be performed in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は能動的消音装置に関し、
より詳しくは、能動的騒音制御によって騒音源の騒音を
低減する場合に予め必要なシステム同定処理も行うこと
ができる、能動的消音装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an active silencer,
More specifically, the present invention relates to an active silencer capable of performing system identification processing required in advance when reducing noise of a noise source by active noise control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、エンジン、排気ダクトの騒音
を低減する技術として吸音材、制振動材を設けるという
受動的な方法が提案されている。これに対し、近年、騒
音に対して同振幅、逆位相の相殺音を放射して、音波の
干渉効果により騒音を低減する能動的騒音制御(アクテ
ィブノイズコントロール、以下、ANCと称する)が実
用化され、各方面で盛んに研究されている。ANCによ
れば、吸音材では低減しにくい約100Hz付近〜50
0Hz付近の低周波の騒音においても低減効果を有する
ので、エンジン排気音、車室のこもり音などを低減する
ことに使用されている(特公表平2−503219号、
特開平3−204354号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for reducing noise in an engine and an exhaust duct, a passive method of providing a sound absorbing material and a vibration damping material has been proposed. On the other hand, in recent years, active noise control (active noise control, hereinafter referred to as ANC) that emits a canceling sound of the same amplitude and opposite phase to noise to reduce the noise by the interference effect of sound waves has been put to practical use. Has been actively researched in various fields. According to ANC, it is difficult to reduce with a sound absorbing material around 100 Hz to 50 Hz.
Since it also has a reducing effect on low frequency noise near 0 Hz, it is used to reduce engine exhaust noise, car interior noise, etc. (Japanese Patent Publication No. 2-503219).
JP-A-3-204354).

【0003】例えば、図7に示すダクト30の上流側に
一次騒音マイク31を、下流のダクト口30a近くに残
留騒音マイク32を配設し、一次騒音マイク31より下
流側でダクト口30aよりも上流の所定位置にアンチノ
イズスピーカ33を配設したANC装置がある。この装
置において、ANC制御を実現するためには、消音しよ
うとするダクト30の電気音響系Hの伝達特性を予め調
べるために、ANC制御を行う時とほぼ同じアルゴリズ
ムで一次騒音マイク31とアンチノイズスピーカ33間
の伝達特性B、残留騒音マイク32とアンチノイズスピ
ーカ33間の伝達特性Cを正確に求めることが必要にな
る。このような処理はシステム同定と呼ばれている。
For example, a primary noise microphone 31 is arranged on the upstream side of the duct 30 shown in FIG. 7, and a residual noise microphone 32 is arranged on the downstream side near the duct opening 30a. There is an ANC device in which an anti-noise speaker 33 is arranged at a predetermined position upstream. In order to realize ANC control in this device, in order to investigate beforehand the transfer characteristic of the electroacoustic system H of the duct 30 to be silenced, the primary noise microphone 31 and the anti-noise are processed by almost the same algorithm as in ANC control. It is necessary to accurately obtain the transfer characteristic B between the speaker 33 and the transfer characteristic C between the residual noise microphone 32 and the anti-noise speaker 33. Such processing is called system identification.

【0004】なお、図7において符号41はANC騒音
制御装置であり、符号42は制御音となる逆位相波形の
生成を行う適応デジタルフィルタ42で、常に最大の消
音量が得られるように干渉結果に基づく残留騒音信号に
従って、フィルタ係数を更新する。この適応デジタルフ
ィルタ42の適応アルゴリズムとして、この装置では例
えば、B.Widrowらが提案した「Filtered−XL
MSアルゴリズム」のLMSアルゴリズム部43を採用
している。フィルタ44は上記電気音響特性Bを補償
(図7において<B>は特性Bを補償することを示す)
して一次騒音マイク31とアンチノイズスピーカ33間
のハウリングを防止するものであり、フィルタ45は上
記電気音響特性Cを補償して残留騒音マイク32位置で
の消音を可能にするものである。
In FIG. 7, reference numeral 41 is an ANC noise control device, and reference numeral 42 is an adaptive digital filter 42 for generating an antiphase waveform as a control sound. The filter coefficient is updated according to the residual noise signal based on As the adaptive algorithm of the adaptive digital filter 42, for example, B. "Filtered-XL proposed by Widrow et al.
The LMS algorithm part 43 of "MS algorithm" is adopted. The filter 44 compensates the electroacoustic characteristic B (<B> in FIG. 7 indicates that the characteristic B is compensated).
In addition, howling between the primary noise microphone 31 and the anti-noise speaker 33 is prevented, and the filter 45 compensates for the electroacoustic characteristic C to enable muffling at the position of the residual noise microphone 32.

【0005】上記電気音響特性B,Cの同定は具体的に
は、図8に示すようなシステム同定部51内で生成した
M系列ランダムノイズをアンチノイズスピーカ33より
出力し、それぞれの電気音響特性を通って、一次騒音マ
イク31および残留騒音マイク32から得られる信号に
対して、ANC制御により適応デジタルフィルタ52,
53を適応させることにより行われる。
To identify the electroacoustic characteristics B and C, specifically, the M-sequence random noise generated in the system identification section 51 as shown in FIG. The signal obtained from the primary noise microphone 31 and the residual noise microphone 32 through the adaptive digital filter 52 by ANC control.
This is done by adapting 53.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来は上記のようにし
て、2つの伝達特性B,Cを適応フィルタ52,53と
LMSアルゴリズムにより求めているが、LMSアルゴ
リズムにおける収束係数α(例えば、ステップサイズパ
ラメータ)の値の設定が不適切であると、適応デジタル
フィルタ52,53のフィルタ係数の値がばらつき、長
時間適応制御させても最適値に収束しない問題が生じて
いた。
Conventionally, the two transfer characteristics B and C are obtained by the adaptive filters 52 and 53 and the LMS algorithm as described above. However, the convergence coefficient α (for example, step size) in the LMS algorithm is determined. If the value of (parameter) is improperly set, the values of the filter coefficients of the adaptive digital filters 52 and 53 vary, and there is a problem that the values do not converge to the optimum values even when adaptive control is performed for a long time.

【0007】さらに説明する。Filtered−XLMSアル
ゴリズムとは、例えば、図7において、ダクト30の電
気音響系Hと均等な適応フィルタ44,45を備えて補
償された制御系において、一次騒音マイク31から参照
信号を入力し、残留騒音マイク32の残留騒音信号を得
て、両信号の誤差eの2乗を最小とするように適応デジ
タルフィルタ42のフィルタ係数を更新することによ
り、アンチノイズスピーカ33から放射される相殺音を
残留騒音マイク32位置で騒音を最小にするものにリア
ルタイムで変化させるシステムである。図9は上記Filt
ered−XLMSアルゴリズムにおける収束係数αの作用
を説明するための図であり、2次の適応フィルタでの評
価関数J=e2とフィルタ係数W0,W1の関係を示した
ものである(『自動車用AMCシステムの開発』、自動
車技術、Vol.45,No.12,1991.参照)。なお、Filtered−
XLMSアルゴリズムでは適応デジタルフィルタ42を
下記数1に基づいて更新する。
Further description will be made. The Filtered-XLMS algorithm is, for example, in FIG. 7, in a control system that is compensated by including adaptive filters 44 and 45 that are equal to the electroacoustic system H of the duct 30, the reference signal is input from the primary noise microphone 31, and the residual signal is input. By obtaining the residual noise signal of the noise microphone 32 and updating the filter coefficient of the adaptive digital filter 42 so as to minimize the square of the error e of both signals, the canceling sound emitted from the anti-noise speaker 33 remains. It is a system that changes in real time to one that minimizes noise at the position of the noise microphone 32. Figure 9 above is Filt
are diagrams for explaining the operation of the convergence factor α in ered-x LMS algorithm shows the evaluation function J = e 2 and the filter coefficient W 0, W 1 relationship with the second-order adaptive filter ( " Development of AMC system for automobiles ", Automotive Technology, Vol.45, No.12, 1991.). Note that Filtered-
In the XLMS algorithm, the adaptive digital filter 42 is updated based on the following Expression 1.

【0008】[0008]

【数1】 図9において、Jはフィルタ係数W0,W1を変数とした
二次曲面であり、Error Surfaceと呼ばれ
る二次曲面64の勾配方向65に向かってWが更新され
る。この更新ベクトルの大きさを決めるαは収束係数と
呼ばれ、収束速度とどこまで最適値Joptに近づけるか
を決める制御定数である。
[Equation 1] In FIG. 9, J is a quadratic surface with the filter coefficients W 0 and W 1 as variables, and W is updated toward the gradient direction 65 of the quadratic surface 64 called Error Surface. Α that determines the size of the update vector is called a convergence coefficient, and is a control constant that determines the convergence speed and how close to the optimum value J opt .

【0009】したがって、収束係数αの設定の仕方が不
適切である場合には、いくら演算を繰り返しても最適値
にたどり着くことができなかったり、最適値にたどり着
くまで長時間が必要になってしまうのである。システム
同定の目的は、能動的消音を実現するために正確な電気
音響系に対応するフィルタ係数を特定することである
が、何を基準にして正確な電気音響系に対応するフィル
タ係数であるかが不明確であり、最適値Joptへの収束
演算の過程において現在どのあたりにいるのかが分から
ないため、収束係数αの決め方は試行錯誤的にならざる
を得ないのである。
Therefore, if the method of setting the convergence coefficient α is improper, no matter how many times the calculation is repeated, it is impossible to reach the optimum value, or it takes a long time to reach the optimum value. Of. The purpose of system identification is to identify the filter coefficient corresponding to the accurate electroacoustic system in order to realize active muffling. What is the standard for the filter coefficient corresponding to the accurate electroacoustic system? Is not clear and it is not known where it is currently in the process of the convergence calculation to the optimum value J opt , so that the method of determining the convergence coefficient α must be trial and error.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、システム同定作業を効率化するとともに、
実際のANC制御において応答性および精度の良い制御
を達成できる能動的消音装置およびその方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and makes system identification work more efficient, and
It is an object of the present invention to provide an active silencer and a method thereof capable of achieving responsive and accurate control in actual ANC control.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の能動的消音装置は、能動的消音を行う
とする電気音響系の所定位置に相殺音発生手段、一次騒
音検出手段、残留騒音検出手段をそれぞれ配置し、少な
くとも残留騒音検出手段からの誤差信号に基づいて残留
騒音を最小にするように相殺音発生手段を制御するアク
ティブノイズ制御手段を備えた能動的消音装置におい
て、ランダムノイズ信号を発生させるランダムノイズ信
号発生手段と、騒音検出手段の騒音信号とデジタルフィ
ルタ部を介したランダムノイズ信号との差を取り、誤差
信号を生成する演算手段と、その誤差信号が最小値とな
るようにデジタルフィルタ部のフィルタ係数を更新させ
るアクティブノイズ制御手段とを備え、デジタルフィル
タ部のフィルタ係数をアクティブノイズ制御により逐次
更新して、収束したデジタルフィルタの値を相殺音発生
手段と騒音検出手段との間の電気音響特性として得るシ
ステム同定処理も行う構成となっており、さらにある時
点のデジタルフィルタのフィルタ係数の総和を算出する
算出手段と、ある時点から所定時間経過後のフィルタ係
数の総和を算出する算出手段と、両総和の差を算出する
差算出手段と、算出された差に基づいてアクティブノイ
ズ制御における収束係数を決定する収束係数設定手段と
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the active muffling apparatus according to claim 1 has a canceling sound generating means and a primary noise detecting means at a predetermined position of the electroacoustic system for performing active muffling. Means and a residual noise detecting means, respectively, and an active noise suppressor including active noise controlling means for controlling the canceling noise generating means so as to minimize residual noise based on an error signal from at least the residual noise detecting means. , A random noise signal generating means for generating a random noise signal, an arithmetic means for calculating an error signal by taking a difference between the noise signal of the noise detecting means and the random noise signal through the digital filter section, and the error signal is the minimum. An active noise control unit for updating the filter coefficient of the digital filter unit so that the value becomes a value. It is also configured to perform system identification processing that sequentially updates by active noise control and obtains the converged digital filter value as electroacoustic characteristics between the canceling sound generation means and the noise detection means. Calculation means for calculating the sum of the filter coefficients, calculation means for calculating the sum of the filter coefficients after a predetermined time has passed from a certain time point, difference calculation means for calculating the difference between the two sums, and based on the calculated difference. Convergence coefficient setting means for determining a convergence coefficient in active noise control.

【0012】請求項2の能動的消音装置は、収束係数設
定手段が複数の基準値を有し、差と複数の基準値の大小
比較に基づいて、複数の収束係数から最も適切な収束係
数を選択する構成となっている。
According to another aspect of the active muffler of the present invention, the convergence coefficient setting means has a plurality of reference values, and the most appropriate convergence coefficient is selected from the plurality of convergence coefficients based on the difference and the comparison of the plurality of reference values. The configuration is selected.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の能動的消音装置によれば、フィルタ
係数の総和の差を求めて、その差に基づいてアクティブ
ノイズ制御における収束係数を決定するので、収束係数
を決定する段階で収束度合いを考慮した上で、最適な収
束係数を設定することができる。したがってシステム同
定処理が短時間で行える。請求項2の能動的消音装置に
よれば、収束係数設定手段が複数の基準値を有し、差と
複数の基準値の大小比較に基づいて、複数の収束係数か
ら最も適切な収束係数を選択するので、収束度合いに応
じてより細かく収束係数を設定できる。
According to the active muffler of the first aspect, the difference in the total sum of the filter coefficients is obtained and the convergence coefficient in the active noise control is determined based on the difference. Therefore, the convergence degree is determined in the step of determining the convergence coefficient. The optimum convergence coefficient can be set in consideration of the above. Therefore, the system identification process can be performed in a short time. According to the active muffler of claim 2, the convergence coefficient setting means has a plurality of reference values, and the most suitable convergence coefficient is selected from the plurality of convergence coefficients based on the difference and the comparison of the plurality of reference values. Therefore, the convergence coefficient can be set more finely according to the degree of convergence.

【0014】[0014]

【発明の効果】上記作用において説明したように、請求
項1の発明によれば、以下の特有の効果を奏する。 (イ)最適な収束係数を設定できることから、収束にま
で要する時間が短縮され、能動的消音装置のシステム同
定処理が短時間で行える。 (ロ)能動的消音装置のシステム同定処理において、様
々な音響特性に対してフィルタ係数の各タップでのばら
つきが極力抑えられた、より正確な電気音響特性が得ら
れるので、得られた電気音響特性を組み込んだ実際の能
動的消音装置において応答性および精度の良いANC制
御を達成できる。
As described in the above operation, according to the invention of claim 1, the following unique effects are exhibited. (A) Since the optimum convergence coefficient can be set, the time required for convergence can be shortened, and the system identification process of the active silencer can be performed in a short time. (B) In the system identification process of the active muffler, more accurate electroacoustic characteristics can be obtained in which variations in filter coefficient at each tap are suppressed as much as possible for various acoustic characteristics. Responsive and accurate ANC control can be achieved in an actual active silencer incorporating the characteristics.

【0015】請求項2の発明は、請求項1の効果に加え
て、収束度合いに応じてより細かく最適な収束係数を設
定できるのでシステム同定処理における時間を短縮で
き、より正確な電気音響特性が得られるという特有の効
果を奏する。
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, since the optimum convergence coefficient can be set more finely according to the degree of convergence, the time in the system identification processing can be shortened and more accurate electroacoustic characteristics can be obtained. It has a unique effect of being obtained.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1は本発明に係る能動的消音装置の一実施
例を示すブロック図である。この能動的消音装置1はシ
ステム同定部4を含んで構成され、システム同定をしよ
うとする電気音響系の所定位置に配設されたアンチノイ
ズスピーカ33と、一次騒音マイク31、残留騒音マイ
ク(図1において図示せず)とをそれぞれシステム同定
部4を接続した構成となっている。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an active silencer according to the present invention. This active noise suppressor 1 is configured to include a system identification unit 4, and is provided with an anti-noise speaker 33 arranged at a predetermined position of an electroacoustic system for system identification, a primary noise microphone 31, and a residual noise microphone (Fig. (Not shown in FIG. 1) and the system identification unit 4 are connected to each other.

【0017】システム同定部4はランダムノイズを発生
させるM系列ノイズ発生部5と、LMSアルゴリズムに
従って所定適応制御を行うLMSアルゴリズム部6と、
デジタルフィルタ部7と、減算部8と、収束係数設定部
9とを含んで構成している。収束係数設定部9は、図2
に示すようにデジタルフィルタ部7のフィルタ係数の総
和を求める加算部11と、算出された総和を保持する保
持部12と、総和の差を算出する差算出部13と、収束
係数の値が記憶された収束係数記憶部14と、基準値が
記憶された基準値記憶部15と、差算出部13が算出し
た総和の差と基準値を比較して、収束係数記憶部に複数
記憶された収束係数の値から1つの収束係数を決定する
決定部16と、所定時間の経過後、フィルタ係数の総和
を求めるように加算部11に指令信号を送る収束係数制
御部17を有している。
The system identification unit 4 includes an M-sequence noise generation unit 5 for generating random noise, an LMS algorithm unit 6 for performing a predetermined adaptive control according to the LMS algorithm,
The digital filter unit 7, the subtraction unit 8, and the convergence coefficient setting unit 9 are included. The convergence coefficient setting unit 9 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, an addition unit 11 that obtains the sum of the filter coefficients of the digital filter unit 7, a holding unit 12 that holds the calculated sum, a difference calculator 13 that calculates the difference between the sums, and a value of the convergence coefficient are stored. The convergence coefficient storage unit 14 and the reference value storage unit 15 in which the reference value is stored are compared with the difference between the total sums calculated by the difference calculation unit 13 and the reference value, and the plurality of convergence values stored in the convergence coefficient storage unit are compared. It has a determination unit 16 that determines one convergence coefficient from the coefficient values, and a convergence coefficient control unit 17 that sends a command signal to the addition unit 11 so as to obtain the total sum of the filter coefficients after a lapse of a predetermined time.

【0018】能動的消音装置1はM系列ノイズ発生部5
からのノイズ信号によりアンチノイズスピーカ33を駆
動してノイズ音を発生させるとともに、ノイズ信号をL
MSアルゴリズム部6とデジタルフィルタ部7とに入力
するようにしている。そして、減算部8によってデジタ
ルフィルタ部7により適応制御された信号と一次騒音マ
イク31からの騒音信号との差を取り、LMSアルゴリ
ズム部6がその差信号(誤差信号)の二乗値が最小にな
るように、デジタルフィルタ部7のフィルタ係数を逐次
更新するように構成している。
The active silencer 1 includes an M-sequence noise generator 5
Drive the anti-noise speaker 33 by the noise signal from the
Input is made to the MS algorithm unit 6 and the digital filter unit 7. Then, the subtraction unit 8 takes the difference between the signal adaptively controlled by the digital filter unit 7 and the noise signal from the primary noise microphone 31, and the LMS algorithm unit 6 minimizes the square value of the difference signal (error signal). As described above, the filter coefficient of the digital filter unit 7 is configured to be sequentially updated.

【0019】そして、デジタルフィルタ部7のデジタル
フィルタにおいて収束した最適値は一次騒音マイク31
とアンチノイズスピーカ33との電気音響特性(図6に
おけるB)を補償する適応フィルタ(図6における<B
>)となるように構成されている。つまり、アンチノイ
ズスピーカ33から放射されたノイズ音はアンチノイズ
スピーカ33と一次騒音マイク31の音響特性分だけ変
化したノイズ音となっているので、減算部8に入力され
るノイズ信号と一次騒音マイク31からの騒音信号の差
の二乗値が最小となるようにデジタルフィルタ部7を収
束させることは、電気的にアンチノイズスピーカ33と
一次騒音マイク31の音響特性を再現したものとなるの
である。なお、上記M系列ノイズ発生部5、減算部8、
および収束係数設定部9は、例えば、図7に示すような
ANC騒音制御装置41において、ソフトウエア処理手
段(CPUによるソフトウエア処理)によって構成され
る。
The optimum value converged by the digital filter of the digital filter unit 7 is the primary noise microphone 31.
Adaptive filter (<B in FIG. 6) for compensating the electroacoustic characteristics (B in FIG. 6) between the speaker and the anti-noise speaker 33.
>). That is, since the noise sound radiated from the anti-noise speaker 33 is a noise sound that is changed by the acoustic characteristics of the anti-noise speaker 33 and the primary noise microphone 31, the noise signal input to the subtraction unit 8 and the primary noise microphone are input. By converging the digital filter unit 7 so that the square value of the difference between the noise signals from 31 is minimized, the acoustic characteristics of the anti-noise speaker 33 and the primary noise microphone 31 are electrically reproduced. In addition, the M-sequence noise generation unit 5, the subtraction unit 8,
The convergence coefficient setting unit 9 is configured by software processing means (software processing by the CPU) in the ANC noise control device 41 as shown in FIG. 7, for example.

【0020】図3は上記能動的消音装置のシステム同定
処理の基本的動作に付け加える、収束係数設定動作の特
徴的処理を説明するためのフローチャートである。この
フローチャートに基づいて、システム同定をしようとす
る電気音響系の所定位置にアンチノイズスピーカ、一次
騒音マイク、残留騒音マイクをそれぞれ所定位置に配置
した状態で、一次騒音マイクに関するシステム同定処理
を行う場合を例に取り説明する。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the characteristic processing of the convergence coefficient setting operation in addition to the basic operation of the system identification processing of the active silencer. Based on this flowchart, when the system identification process for the primary noise microphone is performed with the anti-noise speaker, the primary noise microphone, and the residual noise microphone placed at the prescribed positions at the prescribed positions of the electroacoustic system for system identification. Will be described as an example.

【0021】ステップSP1においてM系列ノイズ発生
部5からM系列ノイズ信号を発生させ、アンチノイズス
ピーカ33からノイズ音を発生させるとともに、デジタ
ルフィルタ部7およびLMSアルゴリズム部6にM系列
ノイズ信号を入力する。次いで、ステップSP2におい
て一次騒音マイク31からの参照信号を入力し、A/D
変換を行い、ステップSP3においてLMSアルゴリズ
ムに基づいて、デジタルフィルタ部7のフィルタ係数を
計算する。
In step SP1, the M-series noise generating section 5 generates an M-series noise signal, the anti-noise speaker 33 generates a noise sound, and the M-series noise signal is input to the digital filter section 7 and the LMS algorithm section 6. . Next, in step SP2, the reference signal from the primary noise microphone 31 is input, and the A / D
Conversion is performed, and in step SP3, the filter coefficient of the digital filter unit 7 is calculated based on the LMS algorithm.

【0022】次いで、ステップSP4において収束係数
制御部17のタイミングに基づいて加算部11がフィル
タ係数の総和[ΣW’(n)]を算出し、ステップSP
5において差算出部13が、前回のループにおいて算出
され、既に保持部13に格納されているフィルタ係数の
総和[ΣW(n)]との差γ[γ=ΣW’(n)−ΣW
(n)]を算出する。
Next, in step SP4, the adder 11 calculates the sum [ΣW '(n)] of the filter coefficients based on the timing of the convergence coefficient controller 17, and the step SP
5, the difference calculation unit 13 calculates the difference γ [γ = ΣW ′ (n) −ΣW from the sum [ΣW (n)] of the filter coefficients calculated in the previous loop and already stored in the holding unit 13.
(N)] is calculated.

【0023】次いで、ステップSP6において決定部1
6が基準値と差γとを比較することにより評価を行い、
ステップSP7において収束係数の切換えが必要である
か否かを判別し、収束係数の切換えが必要でないと判別
された場合は収束係数記憶部14に記憶されている前回
のループで使用した収束係数をそのまま使用してステッ
プSP1に戻る。一方、ステップSP7において収束係
数の切換えが必要であると判別された場合は、ステップ
SP8において収束係数記憶部14に記憶されている切
換用の収束係数を前記評価に基づいて選択することによ
り、前回のループと収束係数を切換えてステップSP1
に戻り、一連の処理を続行する。
Next, in step SP6, the decision unit 1
6 is evaluated by comparing the reference value and the difference γ,
In step SP7, it is determined whether or not the convergence coefficient switching is necessary. If it is determined that the convergence coefficient switching is not necessary, the convergence coefficient used in the previous loop stored in the convergence coefficient storage unit 14 is determined. It is used as it is and returns to step SP1. On the other hand, if it is determined in step SP7 that the convergence coefficient needs to be switched, the convergence coefficient for switching stored in the convergence coefficient storage unit 14 is selected based on the evaluation in step SP8. And the convergence coefficient are switched to step SP1
Return to and continue the series of processing.

【0024】図4,図5に基づいてさらに説明する。図
4はデジタルフィルタの各タップにおけるウェイト値を
示す図であり、横軸にデジタルフィルタのタップ数、縦
軸にデジタルフィルタのウェイト値を取ってある。ある
時点での各タップにおけるウェイト値が図4のようにな
っていたとすると、適応制御の最初の段階では各タップ
のウェイト値は大きくばらつく(振れ幅Dで示す)が、
適応制御の最終の段階では各タップのウェイト値はほと
んど変化しない状態(振れ幅dで示す)になる。
Further description will be given with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the weight value at each tap of the digital filter. The horizontal axis shows the number of taps of the digital filter, and the vertical axis shows the weight value of the digital filter. If the weight value at each tap at a certain point is as shown in FIG. 4, the weight value at each tap greatly varies (indicated by the swing width D) in the first stage of adaptive control.
At the final stage of adaptive control, the weight value of each tap hardly changes (indicated by the swing width d).

【0025】この収束状態では図5に示すようにデジタ
ルフィルタのフィルタ係数の総和ΣW(n)はある一定
値pになる。したがって、ある時点におけるデジタルフ
ィルタのフィルタ係数の総和ΣW(n)とある時点から
所定時間経過後のデジタルフィルタのフィルタ係数の総
和ΣW’(n)の差γを取り、その大きさを調べること
により現在の収束状態を知ることができる。よって、差
γが大きければ収束係数を大きとって更新する量を大き
くして収束を早め、差γが所定範囲であれば収束係数を
小さくとって最適値を探索すれば、LMSアルゴリズム
において収束に時間がかかる問題を解決することができ
る。
In this convergent state, the sum ΣW (n) of the filter coefficients of the digital filter becomes a certain constant value p as shown in FIG. Therefore, the difference γ between the total sum ΣW (n) of the filter coefficients of the digital filter at a certain time point and the total sum ΣW ′ (n) of the filter coefficients of the digital filter after a lapse of a predetermined time from a certain time point is calculated and the magnitude thereof is examined. You can know the current convergence state. Therefore, if the difference γ is large, the convergence coefficient is set to be large and the amount of updating is increased to accelerate the convergence. If the difference γ is within a predetermined range, the convergence coefficient is set to be small and an optimum value is searched for. It can solve problems that take time.

【0026】なお、差の算出において、積分効果を得る
ために、何回かのループのフィルタ係数の複数ループの
総和、例えば、100回ループの総和S(n)(数2に
示す)
In the calculation of the difference, in order to obtain an integration effect, the sum of a plurality of loops of filter coefficients of several loops, for example, the sum S (n) of 100 loops (shown in Equation 2).

【数2】 と総和S’(n)との差γ’(数3に示す)[Equation 2] And the sum S '(n) of γ' (shown in Equation 3)

【数3】 (Equation 3)

【0027】に基づいて収束係数を設定する方法も採用
することができる。図6はこの方法のフローチャートを
説明するための図であり、図3に示すフローチャートと
異なる点は、図3におけるステップSP4〜ステップS
P6の処理をそれぞれ数2、数3に基づく複数ループに
おける算出処理に対応して変えた点のみである。この方
法によれば、差の集積を取るため微小な変化を検出で
き、精度を向上させることができる利点がある。
A method of setting the convergence coefficient based on the above can also be adopted. FIG. 6 is a diagram for explaining the flowchart of this method, and the point different from the flowchart shown in FIG. 3 is that steps SP4 to S in FIG.
The only difference is that the process of P6 is changed corresponding to the calculation process in the plurality of loops based on Formulas 2 and 3, respectively. According to this method, since the difference is accumulated, a minute change can be detected, and there is an advantage that the accuracy can be improved.

【0028】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよう
な実施例を説明する。 (1)前記実施例では一次騒音マイク31を例に取り説
明したが、残留騒音マイク32においても同様にシステ
ム同定できることは明らかである。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various design changes can be made within the scope of the present invention. Hereinafter, such an embodiment will be described. (1) In the above embodiment, the primary noise microphone 31 is taken as an example for description, but it is clear that the residual noise microphone 32 can also be system-identified.

【0029】(2)前記実施例では一次騒音マイク、残
留騒音マイクがそれぞれ1つある場合を想定して説明し
たが、一次騒音マイク、残留騒音マイクがそれぞれ複数
個ある場合でも、同様に1つのアンチノイズスピーカと
の電気音響特性を同定することができる。また、ANC
消音装置が複数のアンチノイズスピーカを有している場
合は、アンチノイズスピーカを一つずつ駆動することに
より、順次電気音響特性を同定することができる。
(2) In the above embodiment, the description has been made assuming that there is one primary noise microphone and one residual noise microphone, but one primary noise microphone and one residual noise microphone are also provided in the same manner. It is possible to identify the electro-acoustic characteristics with the anti-noise speaker. Also, ANC
When the silencer has a plurality of anti-noise speakers, the electro-acoustic characteristics can be sequentially identified by driving the anti-noise speakers one by one.

【0030】(3)この発明はANC制御においてデジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新することによりシス
テム同定を行う装置に適用が可能であるから、時間領域
におけるANCアルゴリズムのみならず、周波数領域に
おけるANCアルゴリズムにおいても適用可能である。
(3) Since the present invention can be applied to a device for system identification by updating the filter coefficient of a digital filter in ANC control, not only in the ANC algorithm in the time domain but also in the ANC algorithm in the frequency domain. Is also applicable.

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

【図1】本発明に係る能動的消音装置の一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an active silencer according to the present invention.

【図2】収束係数設定部の詳細構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a convergence coefficient setting unit.

【図3】収束係数設定動作の特徴的処理を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a characteristic process of a convergence coefficient setting operation.

【図4】デジタルフィルタの各タップのウェイト値の一
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of weight values of each tap of a digital filter.

【図5】フィルタ係数の総和が収束するようすを示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing how the sum of filter coefficients converges.

【図6】収束係数設定動作の特徴的処理を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a characteristic process of a convergence coefficient setting operation.

【図7】マフラに適用した従来の能動的消音装置の一例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional active silencer applied to a muffler.

【図8】能動的消音装置のシステム同定を行う装置の一
例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an apparatus for system identification of an active silencer.

【図9】Filtered−XLMSアルゴリズムにおける評価
関数Jとフィルタ係数W0,W1の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an evaluation function J and filter coefficients W 0 and W 1 in the Filtered-XLMS algorithm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…M系列ノイズ発生部、7…デジタルフィルタ部、8
…減算部、11…加算部、12…保持部、13…差算出
部、14…収束係数記憶部、15…基準値記憶部、16
…決定部、17…収束係数制御部、30…ダクト、31
…一次騒音マイク、32…残留騒音マイク、33…アン
チノイズスピーカ、41…ANC騒音制御装置、42…
適応デジタルフィルタ、43…LMSアルゴリズム部。
5 ... M-series noise generator, 7 ... Digital filter, 8
... subtraction unit, 11 ... addition unit, 12 ... holding unit, 13 ... difference calculation unit, 14 ... convergence coefficient storage unit, 15 ... reference value storage unit, 16
... deciding unit, 17 ... convergence coefficient control unit, 30 ... duct, 31
... primary noise microphone, 32 ... residual noise microphone, 33 ... anti-noise speaker, 41 ... ANC noise control device, 42 ...
Adaptive digital filter, 43 ... LMS algorithm part.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 21/00 8842−5J Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H03H 21/00 8842-5E

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 能動的消音を行うとする電気音響系(3
0)の所定位置に相殺音発生手段(33)、一次騒音検
出手段(31)、残留騒音検出手段(32)をそれぞれ
配置し、少なくとも残留騒音検出手段(32)からの誤
差信号に基づいて残留騒音を最小にするように相殺音発
生手段(33)を制御するアクティブノイズ制御手段
(42)(43)を備えた能動的消音装置(41)にお
いて、 ランダムノイズ信号を発生させるランダムノイズ信号発
生手段(5)と、騒音検出手段(31)(32)の騒音
信号とデジタルフィルタ部(7)を介したランダムノイ
ズ信号との差を取り、誤差信号を生成する演算手段
(8)と、その誤差信号が最小値となるようにデジタル
フィルタ部(7)のフィルタ係数を更新させるアクティ
ブノイズ制御手段(6)とを備え、デジタルフィルタ部
(7)のフィルタ係数をアクティブノイズ制御により逐
次更新して、収束したデジタルフィルタの値を相殺音発
生手段(33)と騒音検出手段(31)(32)との間
の電気音響特性として得るシステム同定処理も行う構成
となっており、さらにある時点のデジタルフィルタのフ
ィルタ係数の総和を算出する算出手段(11)(12)
(17)と、ある時点から所定時間経過後のフィルタ係
数の総和を算出する算出手段(11)(12)(17)
と、両総和の差(γ)(γ’)を算出する差算出手段
(13)と、算出された差(γ)(γ’)に基づいてア
クティブノイズ制御における収束係数を決定する収束係
数設定手段(14)(15)(16)とを有することを
特徴とする能動的消音装置。
1. An electro-acoustic system (3) for active muffling
0) The canceling sound generating means (33), the primary noise detecting means (31), and the residual noise detecting means (32) are respectively arranged at predetermined positions, and the residual noise is generated based on at least the error signal from the residual noise detecting means (32). In an active silencer (41) having active noise control means (42) (43) for controlling a canceling sound generation means (33) so as to minimize noise, a random noise signal generation means for generating a random noise signal (5), arithmetic means (8) for generating an error signal by calculating the difference between the noise signal of the noise detection means (31) (32) and the random noise signal passed through the digital filter section (7), and its error An active noise control means (6) for updating the filter coefficient of the digital filter section (7) so that the signal becomes a minimum value, and the filter of the digital filter section (7) A system identification process is also performed in which the coefficient is sequentially updated by active noise control, and the converged value of the digital filter is obtained as an electroacoustic characteristic between the canceling sound generating means (33) and the noise detecting means (31) (32). The calculation means (11) (12) for calculating the sum of the filter coefficients of the digital filter at a certain point
(17) and calculating means (11) (12) (17) for calculating the sum of filter coefficients after a predetermined time has passed from a certain time point.
And a difference calculating means (13) for calculating a difference (γ) (γ ′) between both sums, and a convergence coefficient setting for determining a convergence coefficient in active noise control based on the calculated difference (γ) (γ ′). An active silencer comprising means (14) (15) (16).
【請求項2】 収束係数設定手段(14)(15)(1
6)が複数の基準値を有し、差(γ)(γ’)と複数の
基準値の大小比較に基づいて、複数の収束係数から最も
適切な収束係数を選択する構成となっている請求項1に
記載の能動的消音装置。
2. Convergence coefficient setting means (14) (15) (1)
6) has a plurality of reference values, and is configured to select the most appropriate convergence coefficient from the plurality of convergence coefficients based on the magnitude comparison of the difference (γ) (γ ′) and the plurality of reference values. Item 1. The active silencer according to Item 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999053476A1 (en) * 1998-04-15 1999-10-21 Fujitsu Limited Active noise controller
WO2003030147A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Takenaka Corporation Noise reduction apparatus
US7492911B2 (en) 2003-05-15 2009-02-17 Takenaka Corporation Noise reducing device
US9596540B2 (en) 2012-07-02 2017-03-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Active noise reduction device and active noise reduction method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999053476A1 (en) * 1998-04-15 1999-10-21 Fujitsu Limited Active noise controller
US6683960B1 (en) 1998-04-15 2004-01-27 Fujitsu Limited Active noise control apparatus
WO2003030147A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Takenaka Corporation Noise reduction apparatus
US7492911B2 (en) 2003-05-15 2009-02-17 Takenaka Corporation Noise reducing device
US9596540B2 (en) 2012-07-02 2017-03-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Active noise reduction device and active noise reduction method

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