KR101864478B1 - 전기-음향 변환기를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

전기-음향 변환기를 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

변환기(9), 및 바람직한 전송 거동을 생성하고 상기 변환기를 과부하로부터 보호하는 추가적인 수단을 이용하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치 및 방법이 개시된다. 이러한 종류의 변환기는 예를 들면 라우드스피커, 헤드폰 및 다른 기계적 또는 음향적 액추에이터이다. 상기 추가적인 수단은 제어기(1), 전력 증폭기(7) 및 검출기(11)를 포함한다. 상기 검출기는 자극에 의해 상기 변환기의 충분한 여자를 제공하는 경우에 변환기 모델의 파라미터(P[n])를 식별한다. 상기 검출기는 상기 변환기에 공급되는 임의의 자극에 대하여 상기 변환기의 시변 속성(S *(t))을 영구적으로 식별한다. 이 정보가 제공되는 상기 제어기는 바람직한 선형 또는 비선형 전송 거동을 생성하며, 특히 전기 제어는 고진폭의 입력 신호에서 상기 변환기를 전기적, 열적 및 기계적 과부하에 대하여 선형화, 안정화 및 보호한다.

Description

전기-음향 변환기를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR CONTROLLING AN ELECTRO-ACOUSTICAL TRANSDUCER}
본 발명은 일반적으로 변환기(transducer), 및 바람직한 전송 거동(transfer behavior)을 생성하고 상기 변환기를 과부하로부터 보호하는 추가의 수단을 이용하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 종류의 변환기는 라우드스피커, 헤드폰 및 기계적 또는 음향적 액추에이터가 있다. 상기 추가의 수단은 변환기의 순시 속성을 식별하여 전기 제어에 의해 바람직한 선형 또는 비선형 전송 거동을 생성하며; 특히 변환기를 고진폭 입력 신호에서 전기적, 열적 및 기계적 과부하에 대하여 선형화, 안정화 및 보호한다.
전기-음향 변환기는 사용가능한 동작 범위를 제한하는 출력 신호(p(t))의 불안정 및 신호 왜곡을 야기하는 고유의 비선형성을 갖는다. 미국 특허 제4,709,391호 및 미국 특허 제5,438,625호에는 출력 신호(p(t))의 왜곡을 감소시키고 전체 시스템(제어기 + 변환기)을 선형화할 목적으로 입력 신호(z(t))를 사전처리하는 것에 대하여 개시되어 있다. 제어 시스템은 전기-역학 변환기의 물리적 모델링의 결과를 이용하고, 여기에서 수학식 1 및 수학식 2의 비선형 미적분 방정식은 음성 코일, 진동판(diaphragm) 및 완충 장치(suspension)와 같은 기계적 진동 요소의 변위(x)에 의존하는 총괄적(lumped) 비선형 파라미터인 수학식 3의 힘계수(force factor), 수학식 4의 기계적 완충 장치의 강성도(stiffness) 및 수학식 5의 음성 코일 인덕턴스를 이용하여 전기 단자 전압(u), 입력 전류(i) 및 음성 코일 변위(x) 사이의 관계를 설명하고 있다.
Figure 112015045228876-pct00001
Figure 112015045228876-pct00002
Figure 112015045228876-pct00003
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수학식 1 및 수학식 2에서의 선형 파라미터는 음성 코일 저항(Re), 및 라플라스 연산자(s)를 이용하는 유리 전달 함수인 수학식 6과 같은 기계 임피던스이다.
Figure 112015045228876-pct00006
역 라플라스 변환 L-1{}을 적용함으로써, 상기 기계 임피던스는 시간 도메인에서 변위(x)와 함께 연산자(*)를 이용함으로써 콘볼루션될 수 있다. 상기 유리 전달 함수의 계수(ai, ci)는 결합형 음향-기계 시스템을 나타내는 휴지(rest) 위치에서의 기계적 강성도(Kms(x=0)), 저항(Rms), 이동 질량(Mms) 및 부하 임피던스(Zload(s))를 나타낸다.
차수(M)는 상기 유리 전달 함수(Zm(s))에서 극(pole) 및 0(영)의 수를 나타낸다. 밀폐형 인클로저 내에 장착된 변환기는 이차 함수 Zm(s)에 의해 모델링될 수 있고, 한편 벤트박스(vented box) 시스템, 패널 또는 혼(horn)에서는 극 및 0의 수가 증가하여 선형 파라미터의 식별을 더욱 어렵게 만든다.
미국 특허 제4,709,391호 및 제5,438,625호에 개시된 발명은 만일 변환기가 안정되게 동작하고 모델의 자유 파라미터가 특정 변환기에 대하여 정확히 식별되면 바람직하지 않은 선형 및 비선형 왜곡을 보상할 수 있다.
수학식 7의 파라미터 벡터로 요약되는 모델의 자유 파라미터(Pj)는, 환경, 피로도, 연령 및 기타의 외부적 영향에 의해 변환기의 특성이 시간에 따라 변하기 때문에, 통상의 오디오 신호(예를 들면, 음악)를 재생하는 동안 각 변환기에서 적응적으로 식별되어야 한다.
Figure 112015045228876-pct00007
DE 4332804 및 UE 6,059,195에 개시된 발명은 모델링된 전류 신호(i'(t))와 측정 전류(i(t)) 간의 차를 나타내는 수학식 8의 에러 신호를 최소화함으로써 파라미터(Pj)를 결정한다.
Figure 112015045228876-pct00008
특허 DE 5,523715, US 6269318, US 5,523715, DE 4334040는 전기-역학 변환기가 액추에이터 및 센서로서 동시에 사용되는 발명을 개시하고 있다. 수학식 9의 비용 함수에서 평균 제곱 오차의 최소치에 대한 검색은 수학식 10의 조건을 유도하고, 수학식 10의 조건은 수학식 11의 위너호프 방정식(Wiener-Hopf-equation)을 이용하여 최적의 파라미터 값을 결정하는 기초로 된다.
Figure 112015045228876-pct00009
Figure 112015045228876-pct00010
Figure 112015045228876-pct00011
자기상관 행렬(R)과 교차 상관 행렬(Y)은 측정 입력 전류(i)로부터의 기대치 E( ...)f에 수학식 12와 같은 기울기 벡터(G(t))를 곱한 것을 이용하여 계산된다.
Figure 112015045228876-pct00012
대안적으로, 수학식 13의 최적의 파라미터 벡터는 통계적 경사 근사법(stochastic gradient method)(LMS 알고리즘)을 이용하여 반복적으로 결정될 수 있고, 오차 신호(e(t))는 학습 속도에 대응하는 스텝 사이즈(μj)에 의해 스케일링된 기울기 신호(Gj(t))와 곱해진다.
Figure 112015045228876-pct00013
공지된 제어 및 보호 시스템은 변환기의 충분히 정확한 모델링을 필요로 한다. 변환기의 기계적 완충 장치에서 사용하는 물질들은 점탄성(visco-elastic) 특성을 나타내고, 이것은 비선형 강성도(Kms(x)) 및 기계적 저항(Rms)으로 표시될 수 없다. 에프. 애거비스트(F. Agerkvist) 및 티. 리터(T. Ritter)는 2010년 11월 4-7일에 샌프란시스코에서 개최한 음향 기술자 학회의 129차 회의에서 제출한 논문 "지연 스펙트럼을 이용한 라우드스피커 완충 장치의 점탄성 모델링"(Modeling Viscoelasticity of Loudspeaker Suspensions using Retardation Spectra)의 견본 인쇄(preprint) 8217로 상기 특성의 선형 모델을 발표하였다. 이 모델은 소진폭의 변환기를 나타내지만 큰 신호 영역에서의 비선형 특성과의 상호작용은 무시한다. 이것은 변환기의 비대칭 비선형성에 의해 생성되는 직류 성분의 예측에 영향을 준다.
전기-역학 변환기의 효율은 무게, 크기 및 비용을 증가시키지 않고 비선형 힘 계수(Bl(x))를 가진 모터를 이용함으로써 개선될 수 있다. 그러나, 그러한 효율적인 모터 구조는 왜곡을 감소시키고 출력 신호의 진폭을 감소시키는 분기, 점핑 효과를 생성하는 소정의 조건 하에서 기계적 진동이 불안정해지는 단점이 있다. 이러한 불안정성은 업계에 공지된 제어 시스템으로 보상되지 않는다. 특허 US 8,058,195에는 강성도 특성의 최소치로 또는 힘 계수 특성(Bl(x))의 최소치로 음성 코일 휴지 위치의 정적 이동에 대하여 개시되어 있다. 이 접근법은 변환기의 파라미터 벡터(P)의 측정이 자극에 의해 변환기를 영속적으로 여자시킬 것을 요구하기 때문에 모든 조건하에서 변환기를 안정화시키기에는 충분하지 않다.
만일 자극이 성긴 스펙트럼을 갖고 단지 수 개의 톤(tone)을 포함하면, 자기상관 행렬(R)이 양반한정(positive semi-definite)으로 되고, 자기상관 행렬(R)의 계수(rank)(rk(R))는 벡터(P)의 자유 파라미터의 수(J)보다 더 낮다. 이 경우에는 행렬(R)의 역이 없고 최적화 문제에 대한 무한수의 해법이 있다. LMS 알고리즘은 변환기 파라미터의 최적치를 염두에 두지 않고 잘못된 결과를 제공한다. 또한, 악조건 행렬(R)은 학습 속도 및 파라미터 측정 처리의 정확성을 감소시킨다. 변환기 모델의 불완전성(예를 들면, 점탄성 특성) 및 외부 영향(예를 들면, 기후)은 종래 기술에 의해 적시에 식별될 수 없는 불안정성(예를 들면, 분기)에 기인하여 변환기 파라미터의 시변성 및 변환기 상태의 예측 불가능한 변화를 야기한다. 유효한 상태 및 파라미터 정보를 갖지 않으면, 제어 시스템은 신호 왜곡을 보상할 수 없고 전체 시스템에서 바람직한 전송 거동을 제공할 수 없다.
DE 4336608, US 5,528,695, US 6931135, US 7372966, US 8019088, WO2011/076288a1, EP 1743504, EP 2453670 및 EP 2398253에 개시된 것과 같은 능동 보호 시스템은 음성 코일 변위(x(t)) 및 음성 코일 온도(Tv(t))와 같은 관련 상태 변수들을 예측하고 과부하 상황을 검출하기 위한 유효 파라미터 벡터(P)를 또한 요구한다. 예를 들면, 자동차 기기에서 사용하는 라우드스피커의 기계적 완충 장치의 강성도는 높은 주변 온도에서 얼마 동안 자동차를 주차한 후 크게 낮아질 것이고, 저온에서 측정한 강성도 값 K[x=0,n-1]은 음성 코일 피크 변위의 더 낮은 추정치를 제공한다. 이러한 불일치에 기인하여, 보호 시스템은 유효 파라미터가 식별될 때까지 기계 시스템의 과부하(예를 들면, 음성 코일 보터밍(bottoming))를 방지할 수 없다.
US 5,528,695의 발명은 기계적 과부하가 발생하기 전에 음성 코일의 피크 변위를 예측하고 입력 신호(w(t))의 저주파수 성분을 감쇠시키는 기계적 보호 시스템에 대하여 개시하고 있다. 종래 기술은 힐버트 변환 또는 음성 코일의 속도를 이용하여 변위의 엔벨로프를 추정한다. 종래 기술의 구현은 예측된 피크 변위의 정확성을 해치고 보호 시스템의 신뢰도 및 성능을 제한하는 추가적인 시간 지연 및 위상 왜곡을 야기한다.
US 6,058,195, US 2005/031139, WO 201/03466 및 WO 2011/076288의 발명은 음성 코일 온도(Tv)에 대응하는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 음성 코일의 직류 저항(Re)을 측정하는 열적 보호 시스템에 대하여 개시하고 있다. 만일 측정치(Tv)가 용인할 수 있는 한계치(Tlim)를 넘으면, 입력 신호(w(t))는 열적 과부하를 피하기 위해 감쇠될 것이다. 상기 종래 기술에서 개시된 방법들은 FFT-길이 또는 적응 알고리즘의 학습 속도에 대응하는 식별 저항(Re)에서 대기시간(tm)을 생성한다. 상기 대기시간 때문에, 음성 코일 온도는 용인가능 한계치(Tlim)를 일시적으로 초과하여 변환기를 손상시킬 수 있다.
변환기의 열적 모델링은 [1] 2004년도의 음향 기술자 학회지 52, 제52권, 제1,2호 3-25 페이지에 더블유. 클리펠(W. Klippel)이 기고한 논문 "라우드스피커의 열 전송의 비선형 모델링"(Nonlinear Modeling of the Heat Transfer in Loudspeakers)에 개시되어 있으며, 여기에서 음성 코일 온도(Tv)는 열적 파라미터로부터 도출된다. 이 대안적인 접근법도 또한, 외부 영향 인자(예를 들면, 주변 온도)가 시뮬레이션에서 고려되지 않기 때문에, 변환기의 신뢰성 있는 보호를 제공하지 못한다.
변환기 비선형성의 비대칭을 보상하는 비선형 제어 시스템은 전력 증폭기를 통해 변환기 단자에 전송되어야 하는 출력 신호(w(t))의 직류 성분(w=)을 생성한다. 그러나, 오디오 기기에서 사용하는 전력 증폭기는 고역 통과 특성을 가지며, 고주파수의 정상적인 오디오 신호를 통과시키면서 변환기를 손상시킬 수 있는 상기 직류 신호 및 다른 저주파수 성분을 감쇠시킨다. 비선형 제어에 의해 생성된 직류 신호의 감쇠는 변환기의 선형화 및 신뢰성 있는 보호를 해치는 실제 변환기 및 제어 시스템의 상태 변수들 간의 불일치를 야기한다.
많은 가전제품 및 전문가 기기는 최소의 하드웨어 자원, 전력 및 제조 노력을 이용하면서 충분한 진폭, 음질 및 효율로 출력 신호를 생성하는 작고 가벼운 오디오 재생 시스템을 요구한다. 제어 시스템은 바람직한 전송 거동을 생성하고, 모든 조건에서 안정성을 보장하며, 고진폭의 자극에 의해 야기되는 열적 및 기계적 과부하로부터 변환기를 보호할 것이다. 시스템의 동작을 단순화하기 위해, 검출기는 연령, 피로도, 기후, 기계적 및 음향적 부하의 변화, 및 사용자에 의한 오작동을 보상하도록 음악을 포함하는 임의의 신호를 재생함으로써 변환기의 모든 관련 속성들을 적응적으로 식별할 것이다. 제어 시스템은 임의의 추가적인 기계적 및 음향적 센서를 회피해야 하고, AD 및 DA 컨버터 및 종래 전력 증폭기의 고역 통과 특성에 의해 야기되는 임의의 대기시간(latency)에 대처하여야 한다.
본 발명에 따르면, 수동 변환기는 전기 제어 및 신호 처리에 의해 실질적으로 보상될 수 없는 크기, 무게, 비용, 효율, 방향성 및 기타의 속성들과 관련하여 최적화된다. 예를 들면, 유연한 기계적 완충 장치와 결합된 짧은 음성 코일 오버행(overhang)을 가진 모터 구조는 주어진 비용 및 하드웨어 자원에 대하여 최고의 감도 및 효율과 최저의 차단 주파수를 제공한다. 그러나, 이러한 종류의 변환기는 상당한 비선형 신호 왜곡을 생성하고, 소정의 조건(예를 들면, 공진 주파수 위에서의 분기)에서 불안정으로 될 수 있다.
바람직하지 않은 변환기 특성은 적응형 검출기에 의해 식별되는 순시 변환기 속성 및 특성에 관한 정보가 영구적으로 제공되는 제어기에 의해 억제될 수 있다.
제어기는 임의의 입력 자극에 대하여 언제든지 변환기를 안정화하고, 보호하고, 선형화하고 균등화한다. 변환기의 능동적 안정화는 본 발명에서 개시되는 새로운 특징이고 다른 제어 목적(보호, 선형화 및 균등화)을 해결하기 위한 기본적인 필요조건이다. 안정화 및 보호는 식별 및 제어 처리의 매우 짧은 응답 시간을 요구한다. 본 발명에 따르면, 이러한 문제는 변환기의 높은 시변 속성에 대하여 별도의 식별 처리를 도입하고 물리적 모델링으로부터의 정보를 선험적으로 이용하여 임계 상태를 예상함으로써 해결된다.
검출기와 제어기는 모두 느린 시변 파라미터, 높은 시변 속성 및 상태 변수를 이용하는 모델에 기초를 둔다. 이동 질량(Mms)은 거의 시불변 파라미터이다. 다른 파라미터들은 시간적으로 느리게 변화하고, 한편 다른 속성들은 짧은 시구간(1초 이내) 내에서 크게 변화한다. 변위, 전류, 음압과 같은 상태 변수들은 단자에 공급되는 순시 자극에 의존한다.
수학식 14에 나타낸 3개의 비선형 파라미터들이 음성 코일 휴지 위치로부터의 공통 오프셋(xoff(t))을 이용하여 모델링되는 것은 본 발명의 고유한 특징이다.
Figure 112015045228876-pct00014
오프셋(xoff(t))은 고도의 시변성이고 직류 변위의 동적 생성, 저주파수에서 완충 장치의 점탄성 특성, 중력 및 기타 외부 영향에 의존한다. 오프셋(xoff(t))을 도입함으로써, 수학식 14의 계수 bi, ki 및 li의 시변성은 이러한 계수들이 모터 및 완충 장치 지오메트리에만 의존하기 때문에 크게 감소될 수 있다.
휴지 위치(x=0)에서 완충 장치의 강성도(Kms(x=0))도 또한 완충 장치의 점탄성 특성 및 기후 의존성 때문에 고도의 시변성을 갖는다. 수학식 2에서 강성도 변이(kv(t))를 분리하면 수학식 15로 되고, 여기에서 휴지 위치(Kms(0))에서의 강성도 및 기계 임피던스(Zm(s))는 더욱 시불변성으로 되고 느린 학습 처리로 갱신될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00015
수학식 1에서 순시 전기 직류 저항(Re(t))의 정확한 추정은 xoff(t) 및 kv(t)의 적응적 결정을 위한 기본적인 필요조건이다. 종래 기술에서 개시된 것과 같은 주파수 또는 시간 도메인에서 Re(t)의 직접 측정은 너무 느려서 자극에 의해 공급된 전력의 소산에 의해 야기되는 Re(t)의 빠른 변화를 따라갈 수 없다. 이 때문에, 추가적인 시변성 파라미터(rv(t))가 수학식 16에 도입되고, 이것은 파라미터(Re)의 변동(variance)을 감소시킨다. 순시 저항 변이(rv(t))는 열 저항(Rtc), 열 시상수(ε) 및 열 전도 계수(α)와 같은 변환기의 열적 및 전기적 파라미터를 이용하여 수학식 18과 같은 예측 저항 변이를 계산하고 수학식 19와 같은 1차 적분을 수행함으로써 수학식 17과 같은 입력 전력으로부터 추정될 수 있다. 이러한 파라미터들은 거의 시불변성이고 검출기에서 느린 학습 처리에 의해 식별될 수 있으며, 파라미터 벡터(P)에 의해 제어기에 제공된다.
Figure 112015045228876-pct00016
Figure 112015045228876-pct00017
Figure 112015045228876-pct00018
Figure 112015045228876-pct00019
검출기는 음성 코일 오프셋(xoff(t)), 강성도 변이(kv(t)) 및 저항 변이(rv(t))를 식별하고 이 정보를 수학식 20과 같은 시변 속성 벡터로 제어기에게 영구적으로 제공한다.
Figure 112015045228876-pct00020
벡터 S *(t)의 속성은 파라미터로서 해석되지만, 모델링되지 않은 다이나믹, 변화하는 음향 부하, 인간 조작자의 상호작용, 기후 및 기타 외부 영향에 기인하여 파라미터 벡터(P)의 요소들보다 훨씬 더 높은 시변성을 갖는다. 벡터 S *(t)의 속성은 또한 저항 변이(rv(t))가 예를 들면 음성 코일 온도(Tv(t))에 직접 대응하기 때문에 상태 변수로서 해석될 수 있다. 그러나, 벡터 S *(t)의 성분들은 (오디오) 입력 신호(z(t))와 일치하지 않고 변위(x(t)), 입력 전류(i(t)), 변위(x(t)), 속도(v(t)) 및 음압(p(t))과 같은 변환기의 다른 상태 변수와 같이 예측가능한 것이 아니다. 그러므로, 벡터 S *(t)의 시변 속성의 식별은 임의의 입력 신호(z(t))에 대하여 변환기를 안정화, 보호, 선형화 및 균등화하기 위해 영구적으로 활성이어야 한다.
벡터 S *(t)는 또한 S *(t)의 신호들이 가청주파수 대역보다 훨씬 낮은 매우 낮은 주파수의 스펙트럼 성분들만을 포함하기 때문에 다른 상태 변수와 다르다. 벡터 S *(t)는 검출기로부터 약간의 대기시간을 갖고서 제어기에게 전송될 수 있다. 이것은 시스템 안정화를 위해 종래 기술에서 사용하는 서보 피드백 시스템에서는 가능하지 않은 것이다.
벡터 S *(t)에서 강한 시변 파라미터를 분리함으로써, 벡터 P의 나머지 파라미터들은 더 낮은 시변성을 갖는다. 만일 검출기에서의 학습 처리가 비활성화되면, 파라미터 추정치(P[n])의 최근의 갱신이 메모리에 저장되고 검출기에서의 학습 처리가 재활성화된 때 초기치로서 사용될 수 있다. 벡터 S *(t)의 기대치 E{S *(t)}=0이고 이 벡터는 긴 시구간 동안 유효한 정보를 제공하지 않기 때문에 시변 속성 벡터(S *(t))를 저장할 필요는 없다.
만일 자극이 변환기의 충분한 여자를 제공하지 않고 자기상관 행렬(R)의 계수(rk(R))가 벡터 P의 자유 파라미터의 수(J)보다 더 낮으면, 최저 시변성(예를 들면, 이동 질량)을 갖는 변환기 파라미터의 추정은 감소된 파라미터 벡터(P)의 나머지 요소들의 양한정 자기상관 행렬(R)을 보장하기 위해 일시적으로 비활성화될 것이다.
시변 속성 벡터(S *(t))의 식별은 항상 활성이고 높은 학습 속도로 수행되어 언제든지 제어기에게 유효 정보를 제공한다. 검출기는 또한, G*(t)의 기울기 신호가 독립적으로 유지되고 수학식 21의 자기상관 행렬이 가장 임계적인 자극인 싱글톤에 대해서도 양한정으로 유지되기 때문에 S *(t)의 독특하고 최적인 추정치를 제공하는 임의의 자극에 대처할 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00021
본 발명의 추가적인 특징은 검출기에 의해 식별되어야 하는 변환기 모델에서 최소수의 자유 파라미터를 사용하는 것이다. 각각의 파라미터(Pj)에 대하여, 비용 함수(C)에서 평균 제곱 모델링 오차의 감소를 위해 이 파라미터의 기여도를 평가하는 중요도 값(Wj)이라고 부르는 새로운 특성이 계산된다. 낮은 중요도 값(Wi)을 가진 i번째 파라미터는 식별 처리를 단순화하기 위해 모델로부터 제거된다. 적은 수의 자유 파라미터를 가진 덜 복잡한 모델은 식별 처리의 강건성을 또한 증가시키고 검출기의 처리 부하를 감소시킨다. 이것은 수학식 6의 기계적 전송(Zm(s))에 있어서 최적 수(M)의 극 및 0을 구하고 비선형 파라미터의 멱급수 전개의 차수(N)를 감소시키기 위해 중요하다.
본 발명의 제어기는 변환기의 단자에 전력 증폭기를 통해 전송되어야 하는 제어 출력의 직류 성분을 생성한다. 만일 전력 증폭기가 스펙트럼 성분을 가청 주파수 대역 이하로 감쇠시키는 고역 통과 특성을 가지면, 제어기는 제어 입력 신호(z(t))에 추가되는 대응하는 직류 신호(y=)를 생성함으로써 제어기 출력 신호(w(t))의 직류 신호(w=)를 보상한다.
만일 전력 증폭기가 직류 신호를 전송할 수 있으면, 제어기는 제어 입력 신호(z(t))에 추가되는 직류 전압(zoff)을 생성함으로써 오프셋(xoff)을 보상할 수 있다.
전력 증폭기의 이득(Gv)은 일반적으로 일정하지 않고, 수작업으로 변경되거나 제어기에 의해 제공되는 능동적 안정화, 선형화 및 보호를 해치는 배터리 구동형 오디오 장치의 공급 전압에 따라 변할 수 있다. 따라서, 검출기는 상기 이득(Gv)을 영구적으로 식별해야 하고, 제어기는 이득(Gv)의 순시 변이를 능동적으로 보상해야 한다.
본 발명에 따르면, 능동적 안정화, 선형화 및 균등화는 밀접하게 관련되고, 입력 신호의 높은 진폭에 의해 생성된 기계적 및 열적 과부하에 대한 변환기의 능동적 보호와 결합되어야 한다. 제어기는 수학식 23과 같은 순시 음성 코일 저항으로부터 수학식 22와 같은 순시 음성 코일 온도를 산출하고, 만일 음성 코일 온도(Tv(t))가 용인가능 한계치(Tlim)를 초과하면 입력 신호(w(t))를 감쇠시킨다. 순시 저항 변이(rv(t))는 자극의 영향을 고려하기 위해 수학식 17에 따라 입력 전력으로부터 산출되고, 한편 파라미터(Re)는 주변 온도(Ta)의 영향을 포착하기 위한 측정에 의해 식별된다.
Figure 112015045228876-pct00022
Figure 112015045228876-pct00023
rv(t)의 열적 모델링과 Re의 직접 측정치를 결합함으로써, 음성 코일 온도(Tv(t))는 대기시간 없이 결정되어 열 보호 시스템을 적시에 활성화하고 한계 피크치(Tlim) 이상으로 피크 온도치가 오버슈트하는 것을 회피할 수 있다.
열 보호 시스템의 성능 및 강건성은 정상 상태의 음성 코일 온도치에 대응하는 수학식 24의 예측 음성 코일 저항이 주어진 때 수학식 18에 따른 예측 저항 변이(rp(t))를 상기 순시 저항 변이(rv(t)) 대신에 이용함으로써 더욱 개선될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00024
변위의 피크치의 예측은 음성 코일, 콘 또는 기계 시스템의 다른 이동 부품의 신뢰성 있는 보호를 제공하기 위해 또한 중요하다. 종래의 US 5,528,695에 개시된 발명과 대조적으로, 최대 피크치는 신호의 엔벨로프로부터 도출되지 않고 검출기에 의해 제공된 파라미터 벡터(P)와 벡터 S *를 이용하여 비선형 변환기 모델에 의해 시뮬레이트된 순시 위치(x'+xoff)를 이용하여 비선형 예측에 의해 결정된다. 오프셋(xoff(t))이 코일을 완충 장치의 비선형 영역으로 또는 보터밍이 발생하는 백 플레이트로 이동시키기 때문에, 음성 코일 휴지 위치로부터 변위(x') 및 순시 오프셋(xoff(t))을 고려하여 순시 위치를 결정하는 것은 본 발명의 중요한 특징이다.
비선형 예측은 순시 음성 코일 위치(x'+xoff) 및 그 고차 도함수를 이용하여 이동을 음성 코일의 가속 및 감속을 나타내는 특징 단계로 분리한다. 각 단계에 대하여, 특수한 비선형 모델을 이용하여 변위의 피크치를 예상한다. 예상된 피크치는 종래 기술에서 사용한 변위의 순시 엔벨로프보다 훨씬 더 높을 수 있다. 비선형 예측은 음질을 저감시키는 가청 인공물 및 추가적인 신호 왜곡을 회피하면서 입력 신호의 저주파수 성분을 감쇠시키기 위해 제어가능한 차단 주파수와 함께 고역 통과를 비교적 느리게 활성화하기에 충분하게 임계적인 기계적 과부하를 조기에 검출한다.
제어기는 변환기가 최초로 자극에 의해 여자되고 검출기가 특정 변환기의 속성들을 아직 식별하지 않은 경우에도 파라미터 벡터(P)의 유효치를 필요로 한다. 이것은 특히 시동중에 변환기의 신뢰성 있는 보호를 제공하기 위해 중요하다. 현재의 발명에 따르면, 제어기는 시동중에 제어 이득(Gw)를 감소시키고, 변환기가 자극에 의해 충분히 여자되고 벡터(P)의 유효 파라미터가 검출기에 의해 식별될 때까지 변환기를 안전한 작은 신호 도메인에서 동작시킨다. 동작 범위의 용인가능한 한계는 검출기에 접속된 변환기의 비선형 및 열적 파라미터로부터 도출된다. 본 발명에 따르면, 음성 코일 위치의 순시 오프셋(xoff(t))을 고려하여야 한다. 보호 시스템을 활성화한 후에, 제어 이득(Gw(t1))은 변환기를 큰 신호 도메인에서 동작시키기 위해 증가될 것이다. 제어 이득(Gw(t1))은 파라미터 벡터(P)와 함께 저장되고 제어기가 꺼진 후 재개될 때 시작 값으로서 사용될 수 있다.
초기 식별은 변환기의 영속적 여자를 보장하기 위해 제어 시스템에서 생성된 정상 상태 신호(s(t))를 임의의 입력 신호(z(t)) 대신에 사용함으로써 가속화될 수 있다.
변환기는 추가의 설비 및 수동 수단에 의해 안정화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 변환기를 벤트박스 대신에 밀폐형 인클로저 내의 유연한 완충 장치로 동작시키는 것이 유용하다. 밀폐된 풍량(air volume)의 추가적인 강성도는 시스템 공진 주파수(ft)을 변환기의 공진 주파수(fs) 이상으로 이동시키고 불안정이 발생하는 주파수 영역을 감소시킨다. 그러나, 변환기 비선형성에 의해 생성되는 직류력(dc force)은 밀폐형 라우드스피커 인클로저가 또한 변화하는 정적 기압을 보상하기 위해 의도적인 누출을 갖기 때문에 공기 강성도(air stiffness)를 보이지 않을 것이다. 따라서, 직류력은 나머지 완충 장치 강성도의 낮은 값 때문에 높은 직류 변위를 생성할 것이다. 비록 상기 직류 변위가 모델에 의해 정확히 예측될 수 없지만, 검출기는 이 직류 변위를 반응 시간(tm) 후 제어기에 의해 보상가능한 오프셋(xoff)으로서 식별한다. 상기 직류 변위는 제어기의 반응 시간보다 더 길어야 하는 시상수(τ)(τ>tm)에 의해 상기 직류력을 따른다. 이 조건은 적당한 크기의 누출 및 박스의 풍량을 이용하여 쉽게 실현될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 특징, 양태 및 장점들은 이하의 도면, 설명 및 특허 청구범위를 참조함으로써 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 능동 변환기 시스템을 보인 도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 적응적 검출기를 보인 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 능동 변환기 시스템을 보인 도이다.
도 4는 파라미터 벡터(P)와 시변 속성 벡터(S *)의 별도 추정을 위해 2개의 변환기 모델을 이용하는 검출기의 일 실시형태를 보인 도이다.
도 5는 파라미터 벡터(P)와 시변 속성 벡터(S *)의 별도 추정을 위해 1개의 변환기 모델을 이용하는 검출기의 일 실시형태를 보인 도이다.
도 6은 예측 음성 코일 저항을 추정하기 위한 검출기의 일 실시형태를 보인 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제어기의 일 실시형태를 보인 도이다.
도 8은 기계적 보호 시스템의 일 실시형태를 보인 도이다.
도 9는 고역 통과 필터를 구비하는 전력 증폭기 및 동작 범위의 자동 검출을 이용하는 제어기의 일 실시형태를 보인 도이다.
첨부 도면의 모든 도에 있어서, 동일하거나 적어도 동일한 기능을 가진 요소, 특징 및 신호들은 다른 방식으로 명백하게 설명하지 않는 한 동일한 참조 부호로 표시된다.
도 1은 변환기(9)를 제어하기 위한 종래 기술에 따른 능동 변환기 시스템을 보인 것이다. 제어기(1)는 입력(3)을 통해 입력 신호(z(t))를 수신하고 출력(5)에서 제어 출력 신호(w(t))를 생성하며, 상기 출력 신호는 전력 증폭기(7)를 통해 증폭된 제어 출력 신호로서 변환기(9)의 입력에 공급된다. 센서(13)에 의해 측정된 변환기의 입력 전류(i(t)) 및 단자 전압(u(t))은 검출기(11)의 입력(17, 19)에 공급된다. 검출기(11)는 파라미터 출력(15)에서 파라미터 벡터(P[n])를 생성한다.
도 2는 종래 기술에 따른 적응적 검출기(11)를 보인 것이다. 입력(19)으로부터 단자 전압(u(t))이 제공되는 모델 장치(25)는 추정 전류 신호(i'(t))를 생성하고, 상기 추정 전류 신호는 오차 생성기(23)의 비반전 입력에 공급된다. 오차 생성기(23)는 또한 입력(17)으로부터 측정 전류 신호(i(t))가 제공되는 반전 입력, 및 파라미터 추정기(27)의 입력에 공급되는, 수학식 8에 따라 오차 신호(e(t))를 생성하는 출력을 갖는다. 수학식 1 및 수학식 2에 대응하는 모델 장치(25)는 상태 벡터(S(t))를 생성한다. 기울기 계산 시스템(29)은 상기 상태 벡터(S(t))를 수신하고 파라미터 추정기(27)에 공급되는 기울기 벡터(G)를 생성한다. 파라미터 추정기(27)는 수학식 13에 따라 파라미터 벡터(P[n])를 생성하고, 상기 파라미터 벡터(P[n])는 종래 기술에 따라 모델 장치(25) 및 파라미터 출력(15)에 공급된다.
도 3은 본 발명에 따른 능동 변환기 시스템을 보인 것이다. 검출기(11)는 수학식 20에 대응하는 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터(S *(t))는 제어기(1)의 추가 입력(37)에 영구적으로 공급된다.
도 4는 본 발명에 따른 검출기(11)의 일 실시형태를 보인 것이다. 검출기(11)는 오차 생성기(23), 기울기 계산 시스템(29) 및 파라미터 추정기(27)를 포함하고, 상기 요소들은 도 2의 대응하는 요소들과 동일한 방식으로 접속된다. 수학식 14, 15 및 16에 따른 제1 모델 장치(25)는 널 벡터(S *(t)=0)가 공급되는 추가 입력(48)을 포함한다.
활성화기(activator)(41)는 제어 벡터(μ(t))를 생성하고, 상기 제어 벡터(μ(t))는 수학식 13의 적응적 LMS 알고리즘에서 스텝 사이즈를 결정하는 파라미터 추정기(27)의 제어 입력(47)에 공급된다. 만일 중요도 값(Wj) 파라미터(Pj)가 규정된 역치(wlim) 미만이면, 수학식 25의 활성화 신호(스텝 사이즈) 및 파라미터가 0으로 될 것이다. 이것은 파라미터(Pj)를 변환기 모델링으로부터 영구적으로 배제하고, 벡터 P[n]에서 파라미터의 가상 번호(free number)(Jop)를 감소시킨다.
Figure 112015045228876-pct00025
수학식 26과 같은 중요도 값은 수학식 12로부터의 기울기 신호(Gj(t)) 및 파라미터(Pj)를 이용해서 또는 수학식 9에서 총 비용 함수(C)를 수학식 27에 의해 감소시켜서 파라미터(Pj)의 기여도를 계산함으로써 산출될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00026
Figure 112015045228876-pct00027
부분 비용 함수(C(Pj))는 파라미터를 설정하고(Pj=0) 나머지 파라미터(Pi)(여기에서 i=1,...,J이고 i≠j임)의 최적치를 이용하기 위한 평균 제곱 오차를 나타낸다.
활성화기(41)는 만일 자극이 변환기의 영속적 여자를 제공하지 않고 수학식 11의 상관 행렬(R)이 양반한정으로 되면, 최저 변동(v(Pj))을 갖는 파라미터(Pj)의 학습 처리를 일시적으로 비활성화한다. 감소하는 시변성(v(Pj)>v(Pj +1), 여기에서 j=1,...,J-1임)에 따라 파라미터 벡터(P)의 요소를 재배열함으로써, 벡터 제어 벡터(μ(t))의 학습 상수는 수학식 28에 의해 산출된다.
Figure 112015045228876-pct00028
검출기(11)는 모델(25)과 동일하고 전압 신호(u(t)) 및 파라미터 벡터(P[n])가 또한 제공되는 제2 모델(39)을 포함한다. 상기 제어 모델(39)은 제2 오차 생성기(43)에 공급되는 예측 전류 신호(i*(t))를 생성하고, 상기 제2 오차 생성기(43)는 오차 신호(e*(t)=i*(t)-i(t))를 생성한다.
모델(39)에서 생성된 상태 벡터(S 2(t))는 제2 기울기 계산 시스템(51)의 입력에 공급되고, 상기 제2 기울기 계산 시스템(51)은 수학식 29의 기울기 벡터를 생성한다.
Figure 112015045228876-pct00029
오차 신호(e*(t)) 및 기울기 신호(G*(t))가 제공되는 영구 추정기(permanent estimator)(49)는 검출기의 속성 출력(35)에 및 제2 모델(39)의 입력(50)에도 또한 공급되는 시변 속성 벡터(S *(t))를 생성한다. 제1 모델(25)의 입력(48)에는 파라미터 벡터(P)의 고유한 해법을 보장하는 제약(constraint)을 생성하기 위해 널 벡터(S *(t)=0)가 공급된다.
도 5는 제2 모델(39), 오차 생성기(43) 및 기울기 계산 시스템(51)을 제거한 검출기(11)의 대안적인 실시형태를 보인 것이다. 영구 추정기(49)에는 오차 생성기(23)로부터의 오차 신호(e(t)) 및 기울기 계산 시스템(29)으로부터의 기울기 신호(G*(t))가 제공된다. 활성화기(41)로부터의 제어 벡터(μ(t))가 또한 제어 입력(52)에 공급되고, 대안 실시형태에서 붕괴 상수로서 사용된다.
예를 들면, 음성 코일 오프셋(xoff)은 수학식 14에서의 비선형 계수 bi, ki, li에 대한 학습 상수와 대응하는 학습 상수(μ*) 및 붕괴 상수(μj)와 함께 수학식 31의 기울기를 이용한 수학식 30의 수정 LMS 알고리즘을 이용하여 반복적으로 결정될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00030
Figure 112015045228876-pct00031
수학식 32와 같은 강성도 변이는 수학식 6의 선형 계수 ai, ci의 학습 상수에 대응하는 붕괴 상수(μj)를 이용하여 동일 알고리즘에 의해 추정될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00032
xoff(t) 및 kv(t)의 적응적 학습 처리는 벡터(P)의 파라미터의 갱신과 대조적으로 높은 학습 속도(|μ*|>>|μj|)를 이용하여 영구적으로 수행된다. 수학식 30 및 32의 붕괴 상수(μj)는 파라미터 식별의 고유한 해법을 보장하기 위해 수학식 33과 같은 추가의 제약을 생성한다.
Figure 112015045228876-pct00033
도 4에 도시된 검출기의 제1 실시형태에서의 영구 추정기(49)는 수학식 30 및 32의 붕괴 상수(μj)를 비활성화하는 널 벡터(μ(t)=0)를 제어 입력(45)에서 수신한다.
도 6은 순시 저항 변이(rv(t)) 및 예측 저항 변이(rp(t))를 결정하기 위한 검출기(11)의 일 실시형태를 보인 것이다. 전력 추정기(53)는 측정 전류 신호(i(t)) 및 전압 신호(u(t))가 제공되고 수학식 17에 따라 변환기(9)의 순시 입력 전력(Pe(t))을 생성한다. 입력 전력(Pe(t)) 및 파라미터 벡터(P)가 제공되는 저항 예측기(58)는 예측 저항 변이(rp(t))를 생성하고, 이어지는 적분기(56)는 수학식 18에 따라 순시 저항 변이(rv(t))를 생성한다. 저속 시변 파라미터(Re) 및 저항 변이(rv(t))가 제공되는 가산기(57)는 수학식 23에 따라 순시 음성 코일 저항(Re ,i(t))을 생성한다. 상기 변수 rp(t), rv(t) 및 Re ,i(t)는 시변 속성 벡터(S *(t))로 검출기(11)의 다른 컴포넌트에 및 속성 출력(35)을 통해 제어기(1)에 공급된다.
검출기(11)는 도 3에 도시한 것처럼 제어기(1)의 출력(5)으로부터 출력 신호(w(t))가 제공되는 추가의 입력(10)을 구비한다. w(t) 및 입력(19)으로부터의 단자 전압(u(t))이 제공되는 제3 오차 생성기(18)는 오차 신호 e2(t)=w(t)-u(t)를 생성한다. 오차 신호(e2(t)) 및 단자 전압(u(t))이 제공되는 영구 추정기(20)는 전력 증폭기(70)의 순시 이득(Gv(t))을 식별하고, 이 값을 시변 속성 벡터(S *(t))를 통해 제어기(1)의 입력(37)에 공급한다.
도 7은 제어기(1)에서 음성 코일의 예측 저항(Re ,p(t)) 및 순시 저항(Re ,i(t))을 추정하기 위한 본 발명의 대안적인 실시형태를 보인 것이다. 자극(a(t)), 파라미터 벡터(P) 및 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 모델(67)은 전력 추정기(63)의 입력인 변환기(9)의 단자에서 전압(u'(t)) 및 전류(i'(t))를 생성한다. 수학식 17에 의해 산출된 입력 전력(P'e(t))은 파라미터 벡터(P)를 이용하여 수학식 18에 따라 예측 저항 변이(rp(t))를 생성하는 예측기(55)에 공급된다. 가산기(62)는 피할 수 없는 대기시간을 가진 검출기에 의해 식별된 저항치(Re)와 rp(t)를 결합하여 음성 코일 저항의 예측치(Re ,p(t))를 생성한다. 예측치(Re ,p(t))가 제공되는 적분기(64)는 가열 및 냉각 처리의 열 동역학을 고려하여 순시 저항(Re ,i(t))을 생성한다. 상기 변수 rp(t), Re ,p(t) 및 Re ,i(t)는 시변 속성 벡터(S *(t))로 모델(67) 및 전송 요소(65)에 공급된다.
비교기(59)는 예측치(Re ,p(t))를 최대 음성 코일 온도(Tlim)에 대응하는 역치(Rlim)와 비교하여, 만일 조건 Re ,p(t)>Rlim이 변환기의 열적 과부하를 표시하면 제어 신호(Ci(t))를 통해 전송 요소(65)의 감쇠 요소(60)를 활성화한다. 감쇠된 입력 신호를 적시에 생성함으로써, 순시 저항(Re ,i(t))과 음성 코일 온도(Tv(t))는 허용 역치(Rlim. Tlim)를 각각 초과하지 않을 것이다.
가산기(31)는 직류 신호(z=(t))와 보정 신호(zoff(t))를 입력(3)으로부터의 제어 입력(z(t))에 가산함으로써 수학식 34와 같은 전송 요소(65)의 입력 신호를 생성한다. 오프셋 보상기(33)는, 학습 상수(μ*) 및 벡터(S*(t))에서의 식별된 오프셋(xoff)을 사용함으로써, 수학식 35와 같은 보정 신호를 반복적으로 생성한다. 파라미터 벡터(P)가 제공되는 보정 시스템(66)은 US 6,058,195의 수학식 8에 따라 직류 신호(z=(t))를 생성하고 음성 코일의 정적 휴지 위치를 보정한다.
Figure 112015045228876-pct00034
Figure 112015045228876-pct00035
도 8은 본 발명에 따라 기계적 과부하로부터 변환기(9)를 보호하기 위한 제어기(1)의 일 실시형태를 보인 것이다. 종래 기술과는 대조적으로, 모델(67)은 파라미터 벡터(P) 및 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되고, 순시 음성 코일 위치(x'(t)+xoff(t))를 생성한다. 이어지는 미분기(69)는 음성 코일 위치의 제1의 고차 도함수를 산출하고 이 신호들을 수학식 36과 같이 벡터로 요약한다.
Figure 112015045228876-pct00036
종래 기술에서 개시된 예측 보호 시스템과 대조적으로, 벡터(D)는 오프셋(xoff), 강성도 변이(kv(t)) 및 벡터(S *(t))의 순시 저항 변이(rv(t))와 같은, 변환기의 시변 속성으로부터 산출된 음성 코일의 정확한 위치를 고려하고 음성 코일 이동의 가속도(a) 및 저크(jerk)(j)를 포함한다.
벡터(D)가 제공되는 위상 검출기(73)는 속도(v), 가속도(a) 및 저크(j)를 이용하여 수학식 37과 같이 음성 코일 이동의 위상 수를 식별한다.
Figure 112015045228876-pct00037
위상은 다음과 같이 해석될 수 있다.
n=1: 외측 감속
n=2: 내측 가속
n=3: 외측 과대 가속
n=4: 외측 가속
n=5: 외측 과대 감속
n=6: 내측 과대 감속
n=7: 내측 감속
위상 검출기(73)는 또한 제로 교차에서 코일의 위치, 속도 및 가속도를 나타내는 수학식 38의 상태 벡터를 생성한다.
Figure 112015045228876-pct00038
위상 수(n(t)), 벡터(D) 및 상태 벡터(S D)가 제공되는 예측기(71)는 각 위상에 대하여 특수한 비선형 모델을 이용함으로써 음성 코일 이동의 피크치(xpeak(t))를 예상한다. 예를 들면, 최초의 2개의 위상은 D 및 S D의 변수들을 이용하여 수학식 39 및 수학식 40을 제공하는 정상 상태 모델에 의해 표현된다.
Figure 112015045228876-pct00039
Figure 112015045228876-pct00040
위상 n=3-7은 천이 과정을 나타내고, 이때 위치 에너지와 운동 에너지의 합은 증가(3≤n≤6)되거나 또는 감소(n=6)된다. 피크치는 파라미터 βn을 이용하여 하기 수학식 41 내지 수학식 43의 근사치에 의해 추정될 수 있다.
Figure 112015045228876-pct00041
Figure 112015045228876-pct00042
Figure 112015045228876-pct00043
비교기(72)는 예측 피크치(xpeak(t))를 용인가능 역치(xlim)와 비교하고 전송 요소(65)에 공급되는 제어 신호(Cx(t))를 생성한다. 조건 |xpeak(t)|>|xlim|에서, 감쇠기(74) 또는 변화하는 차단 주파수에 의한 고역 통과가 활성화되고 용인가능 한계(xlim) 이상의 오버슈트 및 가청 인공물의 발생을 회피하기 위해 적시에 입력 신호(z(t))를 감쇠시킨다.
도 9는 본 발명에 따른 제어기(11)의 일 실시형태를 보인 것이고, 여기에서 제어 출력 신호(w(t))는 고역 통과 특성을 가진 전력 증폭기(76)를 통하여 변환기(9)에 공급된다. 증폭기의 입력부에 있는 고역 통과 필터(75)는 직류를 차단하고 비선형 전송 요소(65)에 의해 생성된 출력 신호(w(t))에서 다른 저주파수 성분을 감쇠시킨다. 증폭기의 고역 통과 특성에 대처하기 위해, 수정된 입력 신호(y(t)=z(t)-y=)가 상기 비선형 전송 요소(65)에 공급되고, 상기 비선형 전송 요소(65)는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 저주파수 성분을 감소시킨다. 보상 신호(y=)는 전력 증폭기의 차단 주파수에 대응하는 차단 주파수를 가진 저역 통과 필터(79)에 w(t)를 공급함으로써 생성될 수 있다. 대안적으로, 검출기에 위치된 저역 통과 및 저주파수 신호(y=)는 제어기(1)의 감산기(77)에 시변 속성 벡터(S *(t))로 공급될 수 있다.
제어기(1)는 또한 특수 변환기(9)의 최대 동작 범위를 결정하는 이득 제어기(95)를 포함한다. 이득 제어기(95)는 파라미터 입력(21)에서 파라미터 벡터(P)의 유효성을 체크하고, 만일 파라미터 벡터(P)에 유효 데이터가 없으면 또는 오차 신호(e(t))가 용인가능 한계를 초과(|e(t)|>elim)하면 초기 학습 절차를 활성화 또는 재활성화한다. 상기 오차 신호는 오차 생성기(23)에서 생성되고 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼 시변 속성 벡터(S *(t))를 통해 제어기(1)에 영구적으로 공급된다.
초기 식별의 시작시에, 이득 제어기(95)는 전송 요소(65)로부터의 출력 신호(q(t))가 제공되고 제어 출력(w(t)=Gwq(t))을 생성하는 보상 증폭기(87)의 이득을 감소시키도록 이득 제어 이득(Gw)을 출력(91)에서 생성한다. 초기 식별 중에, 변환기(9)는 변환기(9)의 과부하 및 손상을 방지하도록 작은 신호 도메인에서 안전하게 동작된다. 시동중에 식별되는 파라미터(Re(t=0))는 주변 온도에서의 음성 코일 저항을 나타내고 수학식 22에서 기준치로서 사용된다. 활성화기(41)는 만일 변환기(9)의 영속적 여자가 있으면 도 6의 적응적 파라미터 추정기(27)에서 파라미터 벡터(P)의 학습 처리를 활성화하고, 이득 제어기(95)는 비선형 파라미터(bi, ki) 또는 파라미터 벡터(P)의 음성 코일 저항(Re)의 증가가 용인가능한 동작 범위를 표시할 때까지 상기 제어 이득(Gw)을 서서히 증가시킨다. 이득 제어기(95)는 또한 출력(93)에서 제어 신호(Cw)를 생성하고, 상기 제어 신호(Cw)는 초기 식별 중에 신호원(83)에 의해 생성된 영속적 여자 신호(s(t))를 선택하고 시간 t1에서 상기 초기 식별의 완료 후에 제어 입력으로서 외부 신호(z(t))를 선택하는 체인지오버 스위치(85)에 공급된다.
영구 추정기(20)에 의해 식별된 전력 증폭기(76)의 이득(Gw(t))은 시변 속성 벡터(S *(t))로 입력(37)을 통해 이득 제어기(95)에 또한 전송된다. 제어 이득(Gw(t1)), 이득(Gv(t1)) 및 파라미터 벡터(P(t1))는 시간 t1에서 제어기에 저장되고 전원 차단 후 제어가 재개될 때 시작 값으로서 사용된다.
초기 식별 후(t>t1) 이득 제어기(95)는 수학식 44의 관계에 의해 보상 증폭기(87)의 제어 이득(Gw(t))을 생성하여 전력 증폭기(76)의 이득(Gv(t)) 변이를 보상하고 전송 요소(65)의 출력에서의 신호(q(t))와 변환기(9)의 단자에서의 전압 사이의 일정한 총 전송 이득을 생성한다.
Figure 112015045228876-pct00044
변환기(9)는 음성 코일 위치를 안정화하기 위해 필요한 시상수를 생성하도록 정적 기압 조정을 위한 작은 누출부(12)를 갖는 거의 밀폐된 인클로저(10) 내에 장착된다.
추가 실시형태
1. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하고; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하며, 상기 검출기(11)는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고; 상기 검출기(11)는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고; 상기 제어기(1)는 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하며, 상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여, 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동 및/또는 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호 및/또는 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
2. 실시형태 1에 있어서, 상기 파라미터 벡터(P[n])는 적어도 하나의 제1 파라미터를 포함하는 것이고; 상기 검출기(11)는, 상기 파라미터 벡터(P[n])를 수신하는 파라미터 입력, 상기 시변 속성 벡터(S *(t))를 수신하는 제2 입력 및 상기 변환기(9)의 예측 상태 신호(i'(t))를 생성하는 출력을 구비하는 모델 장치(25)- 상기 검출기(11)는 상기 모델 장치(25)의 출력에서의 상기 예측 상태 신호(i'(t)) 및 상기 측정 장치(13)로부터의 상기 감지 신호(i(t))가 제공되고 상기 예측 상태 신호(i'(t))와 상기 감지 신호(i(t)) 간의 편차를 나타내는 오차 신호(e(t))를 생성하는 오차 생성기(23)를 더 포함하는 것임 -와; 상기 제어 출력 신호(w(t))의 속성을 분석하여 상기 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간을 나타내는 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 활성화기(41)와; 상기 오차 신호(e(t))가 제공되는 입력 및 상기 오차 신호(e(t))를 최소화함으로써 제1 파라미터의 고유한 최적의 추정치 생성을 활성화하는 상기 활성화기(41)로부터의 상기 활성화 신호를 수신하는 제어 입력(47)을 구비하는 파라미터 추정기(27)와; 상기 오차 신호(e(t))를 최소화함으로써 상기 속성 출력(35)에 공급되는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 갱신을 영구적으로 생성하는 영구 추정기(49) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
3. 실시형태 2에 있어서, 상기 활성화기(41)는 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 입력을 구비하고, 상기 활성화기(41)는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 각 파라미터의 시간적 변화를 나타내는 값을 생성하고, 더 높은 변화를 갖는 다른 파라미터의 갱신을 활성화하는 동안 상기 시간적 변화의 최저치를 갖는 파라미터의 갱신을 비활성화하는 상기 활성화 신호(μ(t))를 생성하도록 또한 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
4. 실시형태 2 또는 3에 있어서, 상기 활성화기(41)는 상기 오차 생성기(23)로부터의 오차 신호(e(t)) 또는 상기 파라미터 추정기(27)로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되고, 상기 활성화기(41)는 상기 변환기(9)의 모델링에 대한 각 파라미터의 기여도를 나타내는 중요도 값을 생성하고, 역치보다 낮은 중요도 값을 갖는 파라미터의 추정을 비활성화하는 상기 활성화 신호(μ(t))를 생성하도록 또한 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
5. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 시변 속성 벡터(S *(t))는 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 위치의 순시 오프셋(xoff(t)) 및/또는 상기 변환기(9)의 기계적 완충 장치의 순시 강성도 변이(kv(t)) 및/또는 상기 변환기의 순시 저항 변이(rv(t)) 및/또는 상기 변환기(9) 또는 전력 증폭기(7)의 임의의 다른 시변 파라미터 중 적어도 하나의 정보를 포함하고, 상기 시변 파라미터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
6. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 오프셋(xoff(t))이 제공되는 제1 입력, 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제2 입력 및 오프셋 보상 신호(a(t))를 생성하는 출력을 구비하는 오프셋 보상기(33, 31)를 포함하고; 상기 오프셋 보상기(33, 31)는 상기 오프셋(xoff(t))을 보상하는 상기 오프셋 보상 신호(a(t))의 추가적인 저주파수 성분을 생성하도록 구성되고; 상기 제어기(1)는 상기 오프셋 보상기(33, 31)의 출력으로부터의 상기 오프셋 보상 신호(a(t))가 제공되는 제1 입력 및 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하며; 상기 전송 요소(65)는 그 제1 입력과 그 출력 사이에서 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) 및 상기 파라미터 벡터(P[n])에 의존하는 전송 거동을 갖는 것인, 신호 변환 장치.
7. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65)를 포함하고, 상기 제어 출력 신호(w(t))는 저주파수 성분을 포함하며; 상기 제어기(1)와 상기 변환기(9) 사이에 배치되어 상기 변환기(9)에 대한 증폭된 제어 출력 신호(u(t))를 생성하도록 구성되는 전력 증폭기(7)를 더 포함하고; 상기 제어 출력 신호(w(t)) 및/또는 상기 증폭된 제어 출력 신호(u(t))의 저주파수 성분을 감쇠시키도록 구성되는 고역 통과 필터(75)를 더 포함하며; 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제1 입력, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 제2 입력, 및 상기 전송 요소(65)의 입력에 공급되는 보상 신호(y(t))를 생성하는 출력을 구비하는 보상기(79, 77)를 포함하고; 상기 보상기(79, 77)는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 저주파수 성분을 감소시키는 상기 보상 신호(y(t))의 추가적인 저주파수 성분을 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
8. 실시형태 7에 있어서, 상기 보상기(79, 77)는 상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 입력 및 상기 제어 출력 신호(w(t))에 기초하여 저주파수 신호(y=(t))를 생성하는 출력을 구비하는 저역 통과 필터(79)와; 상기 입력 신호(z(t))와 상기 저주파수 신호(y=(t)) 간의 차를 계산함으로써 상기 보상 신호(y(t))를 생성하는 감산기(77)를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
9. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 파라미터 입력(21)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 입력 및 상기 파라미터 벡터(P[n])의 유효성에 의존하는 제어 이득(Gw)을 생성하는 출력(91)를 구비하는 이득 제어기(95)를 포함하고; 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 입력 및 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하며, 상기 파라미터 벡터(P[n])는 상기 전송 요소(65)의 상기 입력과 출력 사이의 전송 거동을 결정하는 것이고; 상기 제어기(1)는 상기 전송 요소(65)의 출력에 접속되어 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하며 상기 이득 제어기(95)의 출력(91)으로부터의 상기 제어 이득(Gw)이 제공되는 제어 입력을 구비하는 보상 증폭기(87)를 포함하고; 상기 보상 증폭기(87)는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우에 감쇠된 제어 출력 신호를 생성하는 것인, 신호 변환 장치.
10. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 내부 신호(s(t))를 생성하는 출력을 구비하는 신호원(83)을 포함하고; 상기 제어기(1)는 상기 신호원(83)의 출력으로부터의 내부 신호가 제공되는 제1 입력, 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제2 입력, 제어 입력, 및 상기 전송 요소(65)의 입력에 접속된 출력을 구비하는 체인지오버 스위치(85)를 포함하며; 상기 이득 제어기(95)는 상기 체인지오버 스위치(85)의 제어 입력에 공급되는 제어 신호(Cw)를 생성하는 출력(93)을 구비하고; 상기 이득 제어기(95)는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우 상기 신호원(83)으로부터의 내부 신호(s(t))를 선택하고 상기 파라미터 벡터의 모든 파라미터가 유효인 경우 상기 입력 신호(z(t))를 선택하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
11. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 입력 및 제어 신호(q(t))를 생성하는 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하고; 상기 제어기(1)는 상기 제어기(1)와 상기 변환기(9) 사이에 배치되어, 시변 증폭기 이득(Gv(t))에 의해 상기 제어 출력 신호(w(t))를 증폭하고 상기 변환기(9)용의 상기 증폭된 제어 출력 신호(u(t))를 생성하도록 구성되는 전력 증폭기(70)를 포함하며; 상기 제어기(1)는 제어 이득(Gw)에 의해 상기 제어 신호(q(t))를 스케일링함으로써 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 보상 증폭기(87)를 포함하고; 상기 보상 증폭기(87)는 상기 전송 요소(65)의 출력과 상기 변환기(9)의 입력 사이에서 일정한 전체 이득을 보장하도록 상기 시변 증폭기 이득(Gv(t))의 변이를 보상하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
12. 실시형태 11에 있어서, 상기 검출기(11)는 상기 제어기(1)의 출력(5)으로부터의 상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 입력(10)을 구비하고, 상기 검출기(11)는 상기 증폭기 이득(Gv(t))을 결정하도록 구성되며; 상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 상기 증폭기 이득(Gv(t))이 제공되는 입력 및 상기 증폭기 이득(Gv(t))의 역인 상기 제어 이득(Gw)을 생성하는 제어 출력(91)을 구비하는 이득 제어기(95)를 포함한느 것인, 신호 변환 장치.
13. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 상기 변환기(9)에 공급되는 순시 입력 전력(Pe'(t))을 나타내는 값을 생성하는 출력을 구비하는 전력 추정기(53; 63)를 포함하고; 상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 저항 예측기(55; 62)를 포함하며, 상기 저항 예측기(55; 62)는 상기 전력 추정기(53; 63)의 출력으로부터의 상기 입력 전력 및 상기 파라미터 벡터(P[n])에서 제공되는 직류 저항(Re)의 갱신 추정치에 기초하여 상기 직류 저항의 예측치(Re ,p(t))를 생성하도록 구성되고, 상기 직류 저항은 상기 변환기(9)의 전기 입력 임피던스를 모델링하기 위해 사용되고; 상기 제어기(1)는 비교기(59)를 포함하고, 상기 비교기(59)는 상기 예측치(Re ,p(t))와 용인가능 한계치(Rlim)를 비교하여 제어 신호(Ct(t))를 생성하도록 구성되며; 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))와 상기 제어 신호(Ct(t))에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65)를 포함하고, 상기 제어 신호(Ct(t))는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 진폭을 감쇠시키고 상기 예측치(Re ,p(t))가 용인가능 한계치(Rlim)를 초과하는 경우에 상기 변환기(9)의 열적 과부하를 방지하는 것인, 신호 변환 장치.
14. 실시형태 13에 있어서, 상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 상기 저항 예측기(55; 62)의 출력으로부터의 상기 예측치(Re ,p(t))가 제공되어 순시 직류 저항(Re ,i(t))을 생성하는 적분기(64)를 포함하고, 상기 적분기(64)는 상기 변환기(9)의 열 시상수에 대응하는 시상수를 갖는 것인, 신호 변환 장치.
15. 임의의 선행 실시형태에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t)) 또는 상기 제어 출력 신호(w(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]), 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보(x'+xoff)를 생성하도록 구성되는 모델 장치(67)와; 상기 기계적 진동 요소의 상기 위치 정보가 제공되고 상기 제공된 위치 정보에 기초하여 상기 기계적 진동 요소의 속도 정보 및 고차 도함수 정보를 생성하는 미분기(69)와; 상기 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보, 상기 속도 정보 및 상기 고차 도함수 정보에 기초하여 상기 기계적 진동 요소의 위치의 예측된 피크치(xpeak(t))를 생성하는 출력을 구비하는 예측기(71)와; 상기 예측기(71)의 출력으로부터의 상기 예측 피크치(xpeak(t))에 기초하여 제어 신호(Cx(t))- 이 제어 신호(Cx(t))는 상기 예측 피크치(xpeak(t))가 용인가능 역치(xlim)를 초과할 때 상기 변환기의 예상되는 기계적 과부하를 표시하는 것임 -를 생성하는 비교기(72)와; 상기 입력 신호(z(t))와 상기 제어 신호(Cx(t))가 제공되고 상기 입력 신호(z(t))와 상기 제어 신호(Cx(t))- 상기 제어 신호(Cx(t))는 상기 전송 요소(65)의 전송 거동을 변경하고, 상기 변환기(9)의 기계적 과부하를 방지하도록 상기 제어 출력 신호(w(t))의 신호 성분을 감쇠시키도록 구성되는 것임 -에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
16. 실시형태 15에 있어서, 상기 예측기는 상기 기계적 진동 요소의 움직임을 일련의 이동 단계(moving phase)로 나누도록 구성되는 위상 검출기(73)를 포함하고, 상기 일련의 이동 단계 중 적어도 하나의 단계는 상기 기계적 진동 요소의 가속을 나타내고, 상기 일련의 이동 단계 중 적어도 하나의 다른 단계는 상기 기계적 진동 요소의 감속을 나타내며; 상기 예측기(71)는 상기 일련의 이동 단계 중 각 단계의 속성을 고려한 비선형 모델을 이용하여 예측 피크치(xpeak(t))를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
17. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 및/또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서, 입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 및/또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계와; 초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계와; 상기 수신된 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계와; 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하고 및/또는 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하며 및/또는 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계와; 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계와; 상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계와; 상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계를 포함하는 신호 변환 방법.
18. 실시형태 17에 있어서, 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계는, 상기 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 특성을 모델링하는 단계와; 상기 변환기(9)의 모델링된 동작의 결과와 상기 변환기(9)의 실제 동작 간의 편차를 나타내는 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 제어 신호(w(t))의 순시 속성에 기초하여 상기 파라미터 벡터(P[n])의 각각의 단일 파라미터에 대한 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 단계와; 상기 활성화 신호가 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의한 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 표시하는 경우 상기 오차 신호를 최소화함으로써 상기 파라미터의 고유한 최적 추정치를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
19. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 시변 속성 벡터(S *(t))를 생성하는 단계는 상기 입력 신호(z(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 적어도 하나의 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 특성을 모델링하는 단계와; 상기 변환기(9)의 모델링된 동작의 결과와 상기 변환기(9)의 실제 동작 간의 편차를 나타내는 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 오차 신호를 최소화함으로써 상기 시변 속성 벡터의 상기 파라미터의 최적 추정치를 영구적으로 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
20. 실시형태 18에 있어서, 상기 순시 활성화 신호를 생성하는 단계는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 각 파라미터에 대한 기울기 신호- 이 기울기 신호는 상기 파라미터에 대한 오차 신호의 부분 도함수임 -를 생성하는 단계와; 상기 활성화 신호에 의해 활성화되는 파라미터의 2개의 기울기 신호 사이의 적어도 하나의 상관치를 포함하는 상관 행렬을 생성하는 단계와; 상기 상관 행렬의 계수(rank)를 결정하는 단계와; 상기 파라미터 벡터의 각 파라미터의 시간 변화를 평가하는 단계와; 상기 상관 행렬이 완전한 계수를 갖는 경우 상기 상관 행렬을 고려하여 각 파라미터의 갱신을 활성화하고 상기 상관 행렬이 계수 손실이 있는 경우 최저 시간 변화를 갖는 상기 파라미터 벡터 내 파라미터의 갱신을 비활성화하는 활성화 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
21. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 변환기의 기계적 진동 요소의 오프셋(xoff(t))을 나타내는 시변 파라미터를 생성하는 단계와; 상기 시변 속성 벡터(S *(t))로 제공된 오프셋에 기초하여 보상 신호(zoff(t))를 생성하는 단계와; 상기 보상 신호를 상기 입력 신호(z(t))에 가산하여 합 신호(a(t))를 생성하는 단계와; 상기 합 신호에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
22. 실시형태 6 또는 21에 있어서, 상기 변환기(9)는 정적 기압의 변동을 보상하기 위한 작은 누출부(12)를 가진 밀폐형 인클로저(10)에서 동작하는 라우드스피커이고; 상기 인클로저(10)의 체적 및/또는 상기 누출부(12)의 크기는 상기 오프셋(xoff(t)) 및 상기 보상 신호(zoff(t))의 생성을 위해 필요한 지속기간보다 더 큰 시상수를 규정하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치 또는 신호 변환 방법.
23. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 보상 신호(y=)를 제공하는 단계와; 상기 입력 신호(z(t)) 및 상기 보상 신호(y=)에 기초하여 보상된 입력 신호(y(t))를 생성하는 단계와; 상기 보상된 입력 신호(y(t))에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계와; 상기 제어 출력 신호(w(t))에서 차단 주파수 이하의 신호 성분을 감쇠시킴으로써 고역 통과 필터링된 제어 신호(u(t))를 생성하는 단계와; 상기 고역 통과 필터링된 제어 신호(u(t))를 상기 변환기(9)의 단자에 공급하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
24. 실시형태 23에 있어서, 상기 보상된 입력 신호(y(t))를 생성하는 단계는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 저역 통과 필터링에 의해 보상 신호(y=)를 생성하는 단계와; 상기 입력 신호(z(t))로부터 상기 보상 신호(y=)를 감산함으로써 상기 보상된 입력 신호(y(t))를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
25. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 파라미터들의 유효성을 체크하는 단계와; 상기 파라미터 벡터 내의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우 제어 이득(Gw)을 감소시키는 단계와; 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신이 상기 변환기(9)의 과부하를 표시하지 않는 경우 상기 제어 이득(Gw)을 증가시키는 단계와; 상기 입력 신호(z(t))의 선형 또는 비선형 처리에 의해 처리된 신호(q(t))를 생성하는 단계와; 상기 처리된 신호(q(t))를 상기 제어 이득(Gw)으로 스케일링하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
26. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 상기 변환기(9)의 감지 상태 및 상기 제어 출력 신호(w(t))를 이용하여 전력 증폭기(7)의 순시 이득(Gv(t))을 식별하는 단계와; 상기 전력 증폭기(7)에 의해 상기 제어 출력 신호(w(t))를 나중에 상기 변환기(9)에 공급되는 증폭된 제어 출력 신호(u(t))로 변환하는 단계와; 상기 순시 이득(Gv(t))의 변이를 보상하고 상기 제어 출력 신호(w(t))와 상기 증폭된 제어 출력 신호(u(t)) 간의 일정한 전달 함수를 생성하도록 상기 순시 이득(Gv(t))을 이용하여 제어 이득(Gw)을 생성하는 단계와; 상기 입력 신호(z(t))에 기초하여 처리된 신호(q(t))를 생성하는 단계와; 상기 처리된 신호(q(t))를 상기 생성된 제어 이득(Gw)으로 스케일링하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
27. 실시형태 18에 있어서, 상기 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 단계는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 각 파라미터에 대한 중요도 값- 이 중요도 값은 상기 변환기의 모델링에 대한 대응하는 파라미터의 기여도를 나타내는 것임 -을 생성하는 단계와; 상기 파라미터의 상기 중요도 값이 미리 규정된 역치 미만인 경우 상기 파라미터의 추정을 비활성화하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
28. 실시형태 27에 있어서, 상기 중요도 값을 생성하는 단계는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 모든 파라미터가 상기 모델링에 사용되는 동안 상기 변환기의 특성과 상기 모델링의 결과 간의 편차를 나타내는 총 비용 함수(C)를 생성하는 단계와; 하나의 파라미터를 0으로 설정하고 상기 파라미터 벡터(P[n])의 나머지 모든 파라미터를 이용하는 동안 상기 변환기의 특성과 상기 모델링의 결과 간의 편차를 나타내는 부분 비용 함수를 생성하는 단계와; 상기 부분 비용 함수 및 상기 총 비용 함수(C)를 이용하여 상기 중요도 값을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
29. 실시형태 27에 있어서, 상기 중요도 값을 생성하는 단계는 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터에 대한 기울기 신호- 이 기울기 신호는 대응하는 파라미터에 대한 오차 신호의 부분 도함수임 -를 생성하는 단계와; 제곱 기울기 신호의 기대치를 계산하는 단계와; 상기 제곱 기울기 신호의 상기 기대치 및 상기 파라미터를 이용하여 상기 중요도 값을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
30. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 상기 변환기(9)에 공급되는 순시 입력 전력(Pe'(t))의 값을 상기 제어 출력 신호(w(t)) 또는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여 생성하는 단계와; 상기 변환기(9)의 전기 단자에서의 시변 직류 저항을 나타내는 저항 파라미터(Re)를 변화하는 주변 조건의 영향을 고려하도록 상기 변환기(9)의 상기 감지 상태에 기초하여 갱신하는 단계와; 상기 순시 입력 전력(Pe'(t)) 및 상기 파라미터 벡터(P[n])의 저항 파라미터(Re)를 이용하여 상기 시변 직류 저항의 예측치(Re ,p(t))를 추정하는 단계와; 상기 예측치(Re ,p(t))를 미리 규정된 한계치(Rlim)와 비교하여 상기 변환기(9)의 예상되는 열적 과부하를 표시하는 제어 신호(Ct(t))를 생성하는 단계와; 상기 제어 출력 신호(w(t))의 진폭을 적시에 감소시키고 상기 열적 과부하를 방지하기 위해 상기 제어 신호(Ct(t))를 이용하여 상기 제어 입력 신호(z(t))로부터 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
31. 실시형태 30에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 상기 변환기(9)의 열 시상수에 대응하는 시상수로 상기 예측치(Re ,p(t))를 적분하여 순시치(Re ,i(t))를 생성하는 단계와; 상기 순시 직류 저항(Re ,i(t))의 시간적 변이를 보상함으로써 상기 변환기(9)의 입력 신호(z(t))와 출력 신호(p(t)) 사이의 미리 규정된 전송 거동을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
32. 임의의 선행 방법 실시형태에 있어서, 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 위치(x'+xoff)의 예측된 피크치(xpeak(t))를 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 추정하는 단계와; 상기 예측 피크치(xpeak(t))를 상기 변환기(9)의 기계적 과부하를 예상하는 용인가능 한계치(xlim)와 비교하여 제어 신호(Cx(t))를 생성하는 단계와; 기계적 과부하를 방지하고 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 위치(x'+xoff)를 상기 용인가능 한계치 이하로 유지하기 위해 상기 제어 신호(Cx(t))를 이용하여 상기 제어 입력 신호(z(t))의 저주파수 성분을 감쇠시키는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
33. 실시형태 32에 있어서, 상기 예측 피크치(xpeak(t))를 추정하는 단계는 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 오프셋을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 순시 파라미터(xoff(t))를 생성하는 단계와; 상기 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))를 이용하여 상기 변환기(9)의 상기 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보(x'+xoff)를 생성하는 단계와; 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 속도 정보 및 상기 위치 정보(x'+xoff)의 고차 도함수 정보를 생성하는 단계와; 상기 기계적 진동 요소의 움직임을 복수의 단계- 상기 복수의 단계 중 적어도 하나의 단계는 상기 기계적 진동 요소의 가속을 나타내고 상기 복수의 단계 중 적어도 하나의 다른 단계는 상기 기계적 진동 요소의 감속을 나타내는 것임 -로 나누는 단계와; 각 단계의 속성을 고려한 비선형 모델을 이용하여 상기 예측 피크치(xpeak(t))를 추정하는 단계를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
발명의 장점
본 발명은 전기-기계 변환기의 물적 자원을 활용하기 위해 디지털 신호 처리를 이용함으로써 라우드스피커, 헤드폰 및 다른 오디오 재생 시스템의 크기, 무게 및 비용을 감소시킨다. 식별 및 제어 시스템은 사용하기에 단순하고 하드웨어 컴포넌트(변환기, 증폭기)에 대한 선험적 정보를 요구하지 않는다. 출력 신호는 연령, 피로도, 기후, 사용자 상호작용 및 다른 비예측성 영향을 보상하면서 변환기의 수명 시간 동안에 특수한 응용을 위해 필요한 진폭 및 품질로 생성된다.
본 명세서에서, 본 발명은 발명의 특정의 예시적인 실시형태를 참조하여 설명하였다. 그러나, 첨부된 특허 청구범위에서 규정하는 발명의 광의의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 전술한 실시형태에 대하여 각종의 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 예를 들면, 여기에서 설명한 접속들은 각각의 노드, 유닛 또는 장치로/로부터 예를 들면 중간 장치를 통해 신호를 전송하기에 적당한 접속 유형일 수 있다. 따라서, 다른 방식으로 암시하거나 설명되지 않는 한, 상기 접속은 예를 들면 직접 접속 또는 간접 접속일 수 있다.
본 발명을 구현하는 장치는 대부분 업계에 공지된 전자 컴포넌트 및 회로로 구성되기 때문에, 그러한 회로 및 그 컴포넌트의 세부는, 본 발명의 기본 개념의 이해 및 인식을 위해 및 본 발명의 교시를 불명료하게 하거나 또는 분산시키지 않도록 전술한 바와 같이 필요 이상으로 구체적으로 설명하지 않았다.
전술한 일부 실시형태는, 적용할 때, 여러 가지 상이한 회로 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 도면 및 그 설명의 예시적인 토폴로지는 발명의 각종 양태를 설명함에 있어서 단순히 유용한 참조를 제공하기 위해 제시된 것이다. 물론, 토폴로지의 설명은 설명의 목적으로 단순화되었고, 발명에 따라 사용될 수 있는 많은 상이한 유형의 적당한 토폴로지 중 하나일 뿐이다. 이 기술에 숙련된 사람이라면 각 논리 블록들 간의 경계는 단순히 예시적인 것이고, 다른 실시형태에서는 각 논리 블록 또는 회로 요소들을 합병할 수 있고 또는 각종 논리 블록 또는 회로 요소들에 대하여 다른 기능 분해를 부과할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
따라서, 여기에서 설명한 아키텍처는 단순히 예시한 것이고, 사실상 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 추상적으로 그러나 확정적 감각으로, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의 구성은 소망의 기능이 달성되도록 효과적으로 "연합"된다. 그러므로, 특정의 기능을 달성하도록 여기에서 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트에 관계없이 소망의 기능이 달성되도록 서로 "연합된" 것으로서 보일 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연합된 임의의 2개의 컴포넌트는 소망의 기능을 달성하도록 서로 "작용적으로 접속된" 또는 "작용적으로 결합된" 것으로서 또한 보일 수 있다.
특허 청구범위에 있어서, 괄호 내에 표시한 모든 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 용어 "포함하는"은 청구범위에 리스트된 것 이외의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 단수형으로 표현된 용어들은 복수의 의미를 포함한다. 또한, 청구범위에서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입구의 사용은, 비록 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"와 같은 도입구 및 부정관사를 포함한다 하더라도, 부정관사에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항이 상기 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 단지 그러한 요소 하나만을 포함하는 발명으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 정관사를 사용하는 경우에도 마찬가지이다. 다르게 설명되지 않는 한, "제1" 및 "제2" 등의 용어는 이러한 용어가 나타내는 요소들을 임의로 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 이 용어들은 반드시 그러한 요소의 시간적 또는 다른 방식의 우선순위화를 표시하는 것으로 의도되지 않는다. 특정의 수단이 다른 청구항에서 상호 재인용되는 단순한 사실은 그 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 표시하지 않는다. 청구항에서 제시되는 각종 방법 단계들의 순서는 그 청구항에서 구체적으로 재인용되지 않는 한 그 단계들이 실제로 수행되는 순서를 구속하지 않는다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 도면 내의 요소들은 간편성 및 명확성을 위해 예시된 것이고 반드시 정확한 축척으로 되지 않았다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 선택된 요소들은 본 발명의 각종 실시형태에서 이들 요소의 기능 및 구성의 이해를 돕기 위해서만 사용된다. 또한, 상업적으로 실행가능한 실시형태에서 유용하거나 필요한 공통적이고 잘 알려진 요소들은 대부분 본 발명의 이러한 각종 실시형태의 덜 추상화된 견해를 촉진하도록 묘사되지 않는다. 여기에서 설명한 방법에 있어서의 특정 동작 및/또는 단계들은 특정의 생성 순서대로 설명 또는 묘사되지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 순서와 관련한 그러한 특이성이 실제로는 요구되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용하는 용어 및 표현은 특수한 의미가 다른 방식으로 여기에서 제시된 경우를 제외하고 그들의 대응하는 각각의 조사 및 연구 분야와 관련한 용어 및 표현과 일치하는 보통의 의미를 갖는다는 것을 또한 이해할 것이다. 전술한 명세서에서, 본 발명은 발명의 특정의 예시적인 실시형태를 참조하여 설명하였다. 그러나, 첨부된 특허 청구범위에서 규정하는 발명의 광의의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 전술한 실시형태에 대하여 각종의 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 예를 들면, 여기에서 설명한 접속들은 각각의 노드, 유닛 또는 장치로/로부터 예를 들면 중간 장치를 통해 신호를 전송하기에 적당한 접속 유형일 수 있다. 따라서, 다른 방식으로 암시하거나 설명되지 않는 한, 상기 접속은 예를 들면 직접 접속 또는 간접 접속일 수 있다.
본 발명을 구현하는 장치는 대부분 업계에 공지된 전자 컴포넌트 및 회로로 구성되기 때문에, 그러한 회로 및 그 컴포넌트의 세부는, 본 발명의 기본 개념의 이해 및 인식을 위해 및 본 발명의 교시를 불명료하게 하거나 또는 분산시키지 않도록 전술한 바와 같이 필요 이상으로 구체적으로 설명하지 않았다.
비록 본 발명이 특정의 전도 유형 또는 전위 극성과 관련하여 설명되었지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 전도 유형 및 전위 극성은 반대로 될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
전술한 일부 실시형태는, 적용할 때, 여러 가지 상이한 회로 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 도면 및 그 설명의 예시적인 토폴로지는 발명의 각종 양태를 설명함에 있어서 단순히 유용한 참조를 제공하기 위해 제시된 것이다. 물론, 토폴로지의 설명은 설명의 목적으로 단순화되었고, 발명에 따라 사용될 수 있는 많은 상이한 유형의 적당한 토폴로지 중 하나일 뿐이다. 이 기술에 숙련된 사람이라면 각 논리 블록들 간의 경계는 단순히 예시적인 것이고, 다른 실시형태에서는 각 논리 블록 또는 회로 요소들을 합병할 수 있고 또는 각종 논리 블록 또는 회로 요소들에 대하여 다른 기능 분해를 부과할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
따라서, 여기에서 설명한 아키텍처는 단순히 예시한 것이고, 사실상 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 추상적으로 그러나 확정적 감각으로, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의 구성은 소망의 기능이 달성되도록 효과적으로 "연합"된다. 그러므로, 특정의 기능을 달성하도록 여기에서 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트에 관계없이 소망의 기능이 달성되도록 서로 "연합된" 것으로서 보일 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연합된 임의의 2개의 컴포넌트는 소망의 기능을 달성하도록 서로 "작용적으로 접속된" 또는 "작용적으로 결합된" 것으로서 또한 보일 수 있다.
또한, 본 발명은 프로그램불능 하드웨어로 구현되는 물리적 장치 또는 유닛으로 제한되지 않고, 적당한 프로그램 코드에 따라 동작함으로써 소망의 장치 기능을 수행할 수 있는 프로그램가능 장치 또는 유닛에도 역시 적용할 수 있다. 더 나아가, 소자들은 기능적으로 단일 소자로서 동작하지만 다수의 장치에 걸쳐 물리적으로 분산될 수 있다. 기능적으로 별도의 소자를 형성하는 소자들이 단일의 물리적 소자 내에 집적될 수도 있다.
특허 청구범위에 있어서, 괄호 내에 표시한 모든 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 용어 "포함하는"은 청구범위에 리스트된 것 이외의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 단수형으로 표현된 용어들은 복수의 의미도 포함한다. 또한, 청구범위에서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입구의 사용은, 비록 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"와 같은 도입구 및 부정관사를 포함한다 하더라도, 부정관사에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항이 상기 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 단지 그러한 요소 하나만을 포함하는 발명으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 정관사를 사용하는 경우에도 마찬가지이다. 다르게 설명되지 않는 한, "제1" 및 "제2" 등의 용어는 이러한 용어가 나타내는 요소들을 임의로 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 이 용어들은 반드시 그러한 요소의 시간적 또는 다른 방식의 우선순위화를 표시하는 것으로 의도되지 않는다. 특정의 수단이 다른 청구항에서 상호 재인용되는 단순한 사실은 그 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 표시하지 않는다. 청구항에서 제시되는 각종 방법 단계들의 순서는 그 청구항에서 구체적으로 재인용되지 않는 한 그 단계들이 실제로 실행되는 순서를 구속하지 않는다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 도면 내의 요소들은 간편성 및 명확성을 위해 예시된 것이고 반드시 정확한 축척으로 되지 않았다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 선택된 요소들은 본 발명의 각종 실시형태에서 이들 요소의 기능 및 구성의 이해를 돕기 위해서만 사용된다. 또한, 상업적으로 실행가능한 실시형태에서 유용하거나 필요한 공통적이고 잘 알려진 요소들은 대부분 본 발명의 이러한 각종 실시형태의 덜 추상화된 견해를 촉진하도록 묘사되지 않는다. 여기에서 설명한 방법에 있어서의 특정 동작 및/또는 단계들은 특정의 생성 순서대로 설명 또는 묘사되지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 순서와 관련한 그러한 특이성이 실제로는 요구되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용하는 용어 및 표현은 특수한 의미가 다른 방식으로 여기에서 제시된 경우를 제외하고 그들의 대응하는 각각의 조사 및 연구 분야와 관련한 용어 및 표현과 일치하는 보통의 의미를 갖는다는 것을 또한 이해할 것이다.

Claims (34)

  1. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 것이고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하는 것이며; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하는 것인, 신호 변환 장치에 있어서,
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때, 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고;
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하며, 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않고(incoherent);
    상기 검출기(11)는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])를 수신하는 파라미터 입력, 상기 시변 속성 벡터(S *(t))를 수신하는 제2 입력 및 상기 변환기(9)의 예측 상태 신호(i'(t))를 생성하는 출력을 구비하는 모델 장치(25)로서, 상기 입력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 적어도 하나의 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 거동을 모델링하는, 상기 모델 장치(25);
    상기 모델 장치(25)의 출력에서의 상기 예측 상태 신호(i'(t)) 및 상기 측정 장치(13)로부터의 상기 감지 신호(i(t))가 제공되는 오차 생성기(23)로서, 상기 예측 상태 신호(i'(t))와 상기 감지 신호(i(t)) 간의 편차를 나타내는 오차 신호(e(t))를 생성하는, 상기 오차 생성기(23); 및
    상기 오차 신호(e(t))를 최소화함으로써 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 파라미터의 최적 추정치를 영구적으로 생성하는 영구 추정기(permanent estimator)(49)
    를 포함하고,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하고,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여,
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동;
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호; 및
    - 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호
    중 적어도 하나를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터 벡터(P[n])는 적어도 하나의 제1 파라미터를 포함하고;
    상기 검출기(11)는,
    상기 제어 출력 신호(w(t))의 속성을 분석하여, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간을 나타내는 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 활성화기(41)로서, 상기 영속적 여자는 상기 오차 신호에 대한 상기 제1 파라미터의 영향을 평가하는데 사용할 수 있는 것인, 상기 활성화기(41); 및
    상기 오차 신호(e(t))가 제공되는 입력, 및 상기 오차 신호(e(t))를 최소화함으로써 상기 제1 파라미터의 고유한 최적의 추정치 생성을 활성화하는 상기 활성화기(41)로부터의 상기 순시 활성화 신호를 수신하는 제어 입력(47)을 구비하는 파라미터 추정기(27)
    를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 활성화기(41)는 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 입력을 구비하고,
    상기 활성화기(41)는 또한,
    - 상기 파라미터 벡터(P[n])의 각 파라미터의 시간적 변화를 나타내는 값을 생성하고;
    - 더 높은 변화를 갖는 다른 파라미터의 갱신을 활성화하는 동안 상기 시간적 변화의 최저치를 갖는 파라미터의 갱신을 비활성화하는 상기 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 활성화기(41)에는 상기 오차 생성기(23)로부터의 오차 신호(e(t)) 또는 상기 파라미터 추정기(27)로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되고,
    상기 활성화기(41)는 또한,
    - 상기 오차 신호를 평가하는 비용 함수의 감소에 대한 상기 파라미터 벡터의 제1 파라미터의 기여도를 나타내는 중요도 값을 생성하고;
    - 역치보다 낮은 중요도 값을 갖는 상기 제1 파라미터의 추정을 비활성화하는 상기 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시변 속성 벡터(S *(t))는,
    - 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 휴지(rest) 위치의 순시 오프셋(xoff(t));
    - 상기 변환기(9)의 상기 기계적 진동 요소의 상기 휴지 위치에서의 기계적 완충 장치의 순시 강성도 변이(kv(t)); 및
    - 상기 변환기의 순시 저항 변이(rv(t))
    중 적어도 하나의 정보를 더 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기(1)는, 상기 기계적 진동 요소의 순시 오프셋(xoff(t))을 나타내는 상기 시변 속성 벡터가 제공되는 제1 입력, 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제2 입력 및 오프셋 보상된 신호(a(t))를 생성하는 출력을 구비하는 오프셋 보상기(33, 31)를 포함하고; 상기 오프셋 보상기(33, 31)는 상기 순시 오프셋(xoff(t))을 보상하는 상기 오프셋 보상된 신호(a(t)) 내의 추가적인 저주파수 성분을 생성하도록 구성되며;
    상기 제어기(1)는 상기 오프셋 보상기(33, 31)의 출력으로부터의 상기 오프셋 보상된 신호(a(t))가 제공되는 제1 입력 및 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하고; 상기 전송 요소(65)는 상기 전송 요소(65)의 제1 입력과 출력 사이에서 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) 및 상기 파라미터 벡터(P[n])에 의존하는 전송 특성을 갖는 것인, 신호 변환 장치.
  7. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 것이고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하는 것이며; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하는 것인, 신호 변환 장치에 있어서,
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때, 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고;
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하며, 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않고(incoherent);
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하고;
    상기 제어기(1)는 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65)를 포함하고, 상기 제어 출력 신호(w(t))는 저주파수 성분을 포함하며;
    상기 제어기(1)는,
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동;
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호; 및
    - 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호
    중 적어도 하나를 생성하기 위해, 상기 제어기(1)와 상기 변환기(9) 사이에 배치되어 상기 변환기(9)에 공급되는 증폭된 제어 출력 신호(u(t))를 생성하도록 구성되는 전력 증폭기(7)를 더 포함하고;
    상기 제어기(1)는 상기 제어 출력 신호(w(t)) 또는 상기 증폭된 제어 출력 신호(u(t))의 저주파수 성분을 감쇠시키도록 구성되는 고역 통과 필터(75)를 더 포함하고;
    상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제1 입력, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 제2 입력, 및 상기 전송 요소(65)의 입력에 공급되는 보상된 신호(y(t))를 생성하는 출력을 구비하는 보상기(79, 77)를 더 포함하며;
    상기 보상기(79, 77)는 상기 제어 출력 신호(w(t)) 내의 저주파수 성분을 감소시키는 상기 보상된 신호(y(t))의 추가적인 저주파수 성분을 생성하도록 구성되고,
    상기 보상기(79, 77)는,
    상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 입력 및 상기 제어 출력 신호(w(t))에 기초하여 저주파수 신호(y=(t))를 생성하는 출력을 구비하는 저역 통과 필터(79); 및
    상기 입력 신호(z(t))와 상기 저주파수 신호(y=(t)) 간의 차를 계산함으로써 상기 보상된 신호(y(t))를 생성하는 감산기(77)를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 입력(21)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 입력 및 상기 파라미터 벡터(P[n])의 유효성에 의존하는 제어 이득(Gw)을 생성하는 출력(91)를 구비하는 이득 제어기(95)를 포함하고;
    상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 입력 및 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하며, 상기 파라미터 벡터(P[n])는 상기 전송 요소(65)의 상기 입력과 상기 출력 사이의 전송 거동을 결정하고;
    상기 제어기(1)는 상기 전송 요소(65)의 출력에 접속되어 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하며 상기 이득 제어기(95)의 출력(91)으로부터의 상기 제어 이득(Gw)이 제공되는 제어 입력을 구비하는 보상 증폭기(87)를 포함하고; 상기 보상 증폭기(87)는, 상기 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우에 감쇠된 제어 출력 신호를 생성하는 것인, 신호 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기(1)는 내부 신호(s(t))를 생성하는 출력을 구비하는 신호원(83)을 포함하고;
    상기 제어기(1)는, 상기 신호원(83)의 출력으로부터의 내부 신호가 제공되는 제1 입력, 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 제2 입력, 제어 입력, 및 상기 전송 요소(65)의 입력에 접속된 출력을 구비하는 체인지오버 스위치(changeover switch)(85)를 포함하며;
    상기 이득 제어기(95)는 상기 체인지오버 스위치(85)의 제어 입력에 공급되는 제어 신호(Cw)를 생성하는 출력(93)을 구비하고;
    상기 이득 제어기(95)는,
    - 상기 파라미터 벡터(P[n])의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우 상기 신호원(83)으로부터의 내부 신호(s(t))를 선택하고,
    - 상기 파라미터 벡터의 모든 파라미터가 유효인 경우 상기 입력 신호(z(t))를 선택하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  11. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 것이고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하는 것이며; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하는 것인, 신호 변환 장치에 있어서,
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때, 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고;
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하며, 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않고(incoherent);
    상기 제어기(1)는 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하고,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여,
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동;
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호; 및
    - 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호
    중 적어도 하나를 생성하도록 구성되고;
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 입력(21)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 입력 및 상기 파라미터 벡터(P[n])의 유효성에 의존하는 제어 이득(Gw)을 생성하는 출력(91)를 구비하는 이득 제어기(95)를 포함하고;
    상기 제어기(1)는, 상기 입력 신호(z(t))가 제공되는 입력 및 처리된 신호(q(t)))를 생성하는 출력을 구비하는 전송 요소(65)를 포함하고;
    상기 제어기(1)는, 상기 제어기(1)와 상기 변환기(9) 사이에 배치되어, 시변 증폭기 이득(Gv(t))에 증폭기 입력 신호를 증폭하도록 구성되고, 상기 제어 출력 신호를 생성하는 전력 증폭기(7)를 포함하고;
    상기 제어기(1)는, 상기 제어 이득(Gw)에 의해 상기 처리된 신호를 스케일링함으로써 상기 증폭기 입력 신호를 생성하는 보상 증폭기(87)를 포함하고, 상기 보상 증폭기(87)는 상기 전송 요소(65)의 출력과 상기 변환기(9)의 입력 사이에서 일정한 전체 이득을 보장하도록 상기 시변 증폭기 이득(Gv(t))의 변이를 보상하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출기(11)는 상기 제어기(1)의 출력(5)으로부터의 상기 제어 출력 신호(w(t))가 제공되는 입력(10)을 구비하고, 상기 검출기(11)는 상기 시변 증폭기 이득(Gv(t))을 결정하도록 구성되며;
    상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는, 상기 시변 증폭기 이득(Gv(t))이 제공되는 입력 및 상기 시변 증폭기 이득(Gv(t))의 역인 상기 제어 이득(Gw)을 생성하는 제어 출력(91)을 구비하는 이득 제어기(95)를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
  13. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 것이고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하는 것이며; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하는 것인, 신호 변환 장치에 있어서,
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때, 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고;
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하며, 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않고(incoherent);
    상기 제어기(1)는 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하고,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여,
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동;
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호; 및
    - 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호
    중 적어도 하나를 생성하도록 구성되고;
    상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 상기 변환기(9)에 공급되는 순시 입력 전력(Pe'(t))을 나타내는 값을 생성하는 출력을 구비하는 전력 추정기(53; 63)를 포함하고;
    상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 저항 예측기(55; 62)를 포함하며, 상기 저항 예측기(55; 62)는, 상기 전력 추정기(53; 63)의 출력으로부터의 상기 입력 전력 및 상기 파라미터 벡터(P[n])에서 제공되는 직류 저항(Re)의 갱신된 추정치에 기초하여 상기 직류 저항의 예측치(Re,p(t))를 생성하도록 구성되고, 상기 직류 저항은 상기 변환기(9)의 전기 입력 임피던스를 모델링하기 위해 사용되고;
    상기 제어기(1)는 비교기(59)를 포함하고, 상기 비교기(59)는 상기 예측치(Re,p(t))와 용인가능 한계치(Rlim)를 비교하여 제어 신호(Ct(t))를 생성하도록 구성되며;
    상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))와 상기 제어 신호(Ct(t))에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65)를 포함하고, 상기 제어 신호(Ct(t))는 상기 제어 출력 신호(w(t))의 진폭을 감쇠시켜서, 상기 예측치(Re,p(t))가 용인가능 한계치(Rlim)를 초과하는 경우에 상기 변환기(9)의 열적 과부하를 방지하는 것인, 신호 변환 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기(1) 또는 검출기(11)는 상기 저항 예측기(55; 62)의 출력으로부터의 상기 예측치(Re,p(t))가 제공되어 순시 직류 저항(Re,i(t))을 생성하는 적분기(64)를 포함하고, 상기 적분기(64)는 상기 변환기(9)의 열 시상수(thermal time constant)에 대응하는 시상수(time constant)를 갖는 것인, 신호 변환 장치.
  15. 변환기(9), 제어기(1), 검출기(11) 및 측정 장치(13)를 구비하여 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 장치로서, 상기 제어기(1)는 상기 입력 신호(z(t))를 수신하여 상기 변환기(9)에 공급되는 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 것이고; 상기 측정 장치(13)는 상기 변환기(9)의 상태 변수를 포함하는 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 제공하는 것이며; 상기 검출기(11)는 상기 측정 장치(13)로부터 상기 적어도 하나의 감지 신호(i(t))를 수신하는 것인, 신호 변환 장치에 있어서,
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성이 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때, 그 순간(n) 동안 상기 변환기(9)의 속성을 나타내는 파라미터 벡터(P[n])를 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 파라미터 출력(15)를 구비하고;
    상기 검출기(11)는, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 임의 속성에 대한 상기 변환기(9)의 순시 속성을 나타내는 시변 속성 벡터(S *(t))를 영구적으로 상기 감지 신호(i(t))에 기초하여 생성하는 속성 출력(35)을 구비하고, 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하며, 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않고(incoherent);
    상기 제어기(1)는 상기 파라미터 출력(15)으로부터의 상기 파라미터 벡터(P[n])가 제공되는 파라미터 입력(21) 및 상기 속성 출력(35)으로부터의 상기 시변 속성 벡터(S *(t))가 제공되는 속성 입력(37)을 구비하고,
    상기 제어기(1)는, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여,
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 간의 미리 규정된 전송 거동;
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하기 위한 제어 출력 신호; 및
    - 상기 변환기(9)를 과부하로부터 보호하기 위한 제어 출력 신호
    중 적어도 하나를 생성하도록 구성되고;
    상기 제어기(1)는,
    - 상기 입력 신호(z(t)) 또는 상기 제어 출력 신호(w(t)),
    - 상기 파라미터 벡터(P[n]),
    - 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여, 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보(x'+xoff)를 생성하도록 구성되는 모델 장치(67);
    상기 기계적 진동 요소의 상기 순시 위치 정보가 제공되고 상기 제공된 순시 위치 정보에 기초하여 상기 기계적 진동 요소의 속도 정보 및 고차 도함수 정보를 생성하는 미분기(69);
    상기 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보, 상기 속도 정보 및 상기 고차 도함수 정보에 기초하여 상기 기계적 진동 요소의 위치의 예측 피크치(xpeak(t))를 생성하는 출력을 구비하는 예측기(71);
    상기 예측기(71)의 출력으로부터의 상기 예측 피크치(xpeak(t))에 기초하여 제어 신호(Cx(t))를 생성하는 비교기(72)로서, 상기 제어 신호(Cx(t))는 상기 예측 피크치(xpeak(t))가 용인가능 역치(xlim)를 초과할 때 상기 변환기의 예상되는 기계적 과부하를 표시하는 것인, 상기 비교기(72); 및
    상기 입력 신호(z(t))와 상기 제어 신호(Cx(t))가 제공되고, 상기 입력 신호(z(t)) 및 상기 제어 신호(Cx(t))에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 전송 요소(65)로서, 상기 제어 신호는 상기 전송 요소(65)의 전송 거동을 변경하고, 상기 변환기(9)의 기계적 과부하를 방지하도록 상기 제어 출력 신호(w(t)) 내의 신호 성분을 감쇠시키도록 구성되는 것인, 상기 전송 요소(65)
    중 적어도 하나를 포함하는 것인, 신호 변환 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예측기는 상기 기계적 진동 요소의 움직임을 일련의 이동 단계로 나누도록 구성되는 위상 검출기(73)를 포함하고, 상기 일련의 이동 단계 중 적어도 하나의 단계는 상기 기계적 진동 요소의 가속을 나타내며, 상기 일련의 이동 단계 중 적어도 하나의 다른 단계는 상기 기계적 진동 요소의 감속을 나타내고;
    상기 예측기(71)는 상기 일련의 이동 단계 중 각 단계의 속성을 고려한 비선형 모델을 이용하여 예측 피크치(xpeak(t))를 생성하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
  17. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계;
    상기 수신된 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만을 포함하는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 입력 신호와 일치하지 않음(incoherent) - 의 적어도 하나의 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 거동을 모델링하는 단계;
    상기 변환기의 모델링된 동작의 결과와 상기 변환기의 실제 동작 간의 편차를 나타내는 오차 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 오차 신호를 최소화함으로써 상기 시변 속성 벡터의 상기 파라미터의 최적 추정치를 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하는, 신호 변환 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 제1 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 거동을 모델링하는 단계;
    상기 변환기(9)의 모델링된 동작의 결과와 상기 변환기(9)의 실제 동작 간의 편차를 나타내는 오차 신호를 생성하는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성에 기초하여 상기 파라미터 벡터(P[n])의 상기 제1 파라미터에 대한 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 단계; 및
    상기 순시 활성화 신호가 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의한 상기 변환기(9)의 영속적 여자 - 상기 영속적 여자는 상기 오차 신호에 대한 상기 제1 파라미터의 영향을 평가하는데 사용할 수 있음 - 를 표시하는 경우, 상기 오차 신호를 최소화함으로써 상기 제1 파라미터의 고유한 최적 추정치를 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  19. 삭제
  20. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 수신된 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 제1 파라미터를 이용하여 상기 변환기(9)의 거동을 모델링하는 단계;
    상기 변환기(9)의 모델링된 동작의 결과와 상기 변환기(9)의 실제 동작 간의 편차를 나타내는 오차 신호를 생성하는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))의 순시 속성에 기초하여 상기 파라미터 벡터(P[n])의 상기 제1 파라미터에 대한 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 단계; 및
    상기 순시 활성화 신호가 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의한 상기 변환기(9)의 영속적 여자 - 상기 영속적 여자는 상기 오차 신호에 대한 상기 제1 파라미터의 영향을 평가하는데 사용할 수 있음 - 를 표시하는 경우, 상기 오차 신호를 최소화함으로써 상기 제1 파라미터의 고유한 최적 추정치를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 순시 활성화 신호를 생성하는 단계는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 각 파라미터에 대한 기울기 신호- 상기 기울기 신호는 상기 파라미터에 대한 상기 오차 신호의 부분 도함수임 -를 생성하는 단계;
    상기 순시 활성화 신호에 의해 활성화되는 파라미터의 2개의 기울기 신호 사이의 적어도 하나의 상관치를 포함하는 상관 행렬을 생성하는 단계;
    상기 상관 행렬의 계수(rank)를 결정하는 단계;
    상기 파라미터 벡터의 각 파라미터의 시간 변화를 평가하는 단계; 및
    상기 상관 행렬이 완전한 계수를 갖는 경우 상기 상관 행렬에서 고려되는 상기 제1 파라미터의 갱신을 활성화하고, 상기 제1 파라미터가 최저 시간 변화를 갖고 상기 상관 행렬이 계수 손실을 갖는 경우 경우 상기 파라미터 벡터의 상기 제1 파라미터의 갱신을 비활성화하는 순시 활성화 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  21. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는,
    상기 변환기의 기계적 진동 요소의 순시 오프셋(xoff(t))을 나타내는 상기 시변 속성 벡터의 특성(characteristic)을 생성하는 단계;
    상기 시변 속성 벡터(S *(t))에서 제공된 상기 순시 오프셋에 기초하여 보상 신호(zoff(t))를 생성하는 단계;
    상기 보상 신호를 상기 입력 신호(z(t))에 가산하여 합 신호(a(t))를 생성하는 단계; 및
    상기 합 신호에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 변환기(9)는 정적 기압의 변동을 보상하기 위한 작은 누출부(12)를 가진 밀폐형의(sealed) 인클로저(enclosure)(10)에서 동작하는 라우드스피커이고; 상기 인클로저(10)의 체적 및 상기 누출부(12)의 크기 중 적어도 하나는, 상기 순시 오프셋(xoff(t)) 및 상기 보상 신호(zoff(t))의 생성을 위해 필요한 지속기간보다 더 큰 시상수(time constant)를 규정하도록 구성되는 것인, 신호 변환 방법.
  23. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 수신된 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는,
    상기 제어 출력 신호(w(t))의 저역 통과 필터링에 의해 보상 신호(y=)를 생성하는 단계;
    상기 입력 신호(z(t))로부터 상기 보상 신호(y=)를 차감함으로써 보상된 신호(y(t))를 생성하는 단계;
    상기 보상된 신호(y(t))에 기초하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))에서 차단 주파수 아래의 신호 성분을 감쇠시킴으로써 고역 통과 필터링된 제어 신호(u(t))를 생성하는 단계; 및
    상기 고역 통과 필터링된 제어 신호(u(t))를 상기 변환기(9)의 단자에 공급하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  24. 삭제
  25. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 파라미터들의 유효성을 체크하는 단계;
    상기 파라미터 벡터 내의 적어도 하나의 파라미터가 무효인 경우, 제어 이득(Gw)을 감소시키는 단계;
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신이 상기 변환기의 과부하를 표시하지 않는 경우, 상기 제어 이득(Gw)을 증가시키는 단계;
    상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여, 상기 입력 신호(z(t))의 선형 또는 비선형 처리에 의해 처리된 신호(q(t))를 생성하는 단계;
    상기 처리된 신호(q(t))를 상기 제어 이득(Gw)으로 스케일링하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 상기 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하는 신호 변환 방법.
  26. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 변환기(9)의 감지 상태 및 제어 출력 신호(w(t))를 이용하여 전력 증폭기(7)의 순시 이득(Gv(t))을 식별하는 단계;
    상기 전력 증폭기(7)에 의해 상기 제어 출력 신호(w(t))를, 이후에 상기 변환기(9)에 공급되는 증폭된 제어 출력 신호(u(t))로 변환하는 단계;
    상기 순시 이득(Gv(t))의 변이를 보상하고 상기 제어 출력 신호(w(t))와 상기 증폭된 제어 출력 신호(u(t)) 간의 일정한 전달 함수를 생성하도록 상기 순시 이득(Gv(t))을 이용하여 제어 이득(Gw)을 생성하는 단계;
    상기 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 처리된 신호(q(t))를 생성하는 단계;
    상기 처리된 신호(q(t))를 상기 생성된 제어 이득(Gw)으로 스케일링하여 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하는 신호 변환 방법.
  27. 제18항에 있어서,
    상기 순시 활성화 신호(μ(t))를 생성하는 단계는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 제1 파라미터에 대한 중요도 값 - 상기 중요도 값은 상기 변환기의 상기 모델링을 평가하는 상기 오차 신호의 감소에 대한 상기 제1 파라미터의 기여도를 나타내는 것임 - 을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 파라미터의 상기 중요도 값이 미리 규정된 역치 미만인 경우, 상기 제1 파라미터의 추정을 비활성화하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 중요도 값을 생성하는 단계는,
    상기 파라미터 벡터(P[n])의 모든 파라미터가 상기 모델링에 사용되는 동안, 상기 변환기의 거동과 상기 모델링의 결과 간의 편차를 나타내는 총 비용 함수(C)를 생성하는 단계;
    제1 파라미터를 0으로 설정하고 상기 파라미터 벡터(P[n])의 나머지 모든 파라미터를 이용하는 동안, 상기 변환기의 거동과 상기 모델링의 결과 간의 편차를 나타내는 부분 비용 함수를 생성하는 단계; 및
    상기 부분 비용 함수와 상기 총 비용 함수(C) 간의 차이를 평가함으로써 상기 제1 파라미터의 상기 중요도 값을 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 중요도 값을 생성하는 단계는,
    파라미터 벡터(P[n])의 상기 제1 파라미터에 대한 기울기 신호 - 상기 기울기 신호는 상기 제1 파라미터에 대한 오차 신호의 부분 도함수임 - 를 생성하는 단계;
    제곱(squared) 기울기 신호의 기대치를 계산하는 단계; 및
    상기 기대치를 제1 파라미터의 제곱으로 승산함으로써 상기 중요도 값을 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  30. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    제어 출력 신호(w(t)) 또는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여 상기 변환기(9)에 공급되는 순시 입력 전력(Pe'(t))의 값을 생성하는 단계;
    변화하는 주변 조건의 영향을 고려하도록 상기 변환기(9)의 상기 감지된 상태에 기초하여 상기 변환기(9)의 전기 단자에서의 시변 직류 저항을 나타내는 저항 파라미터(Re)를 갱신하는 단계;
    상기 순시 입력 전력(Pe'(t)) 및 상기 파라미터 벡터(P[n])의 저항 파라미터(Re)를 이용하여 상기 시변 직류 저항의 예측치(Re,p(t))를 추정하는 단계;
    상기 예측치(Re,p(t))를 미리 규정된 한계치(Rlim)와 비교하여 상기 변환기(9)의 예상되는 열적 과부하를 표시하는 제어 신호(Ct(t))를 생성하는 단계;
    상기 수신된 입력 신호, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여, 상기 제어 출력 신호(w(t))의 진폭을 적시에 감소시키고 상기 열적 과부하를 방지하기 위해 상기 제어 신호(Ct(t))로 상기 입력 신호를 스케일링함으로써 상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하는 신호 변환 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계는,
    상기 변환기(9)의 열 시상수(thermal time constant)에 대응하는 시상수(time constant)로 상기 예측치(Re,p(t))를 적분하여 순시치(Re,i(t))를 생성하는 단계; 및
    상기 순시치(Re,i(t))의 시간적 변이를 보상함으로써 상기 변환기(9)의 입력 신호(z(t))와 출력 신호(p(t)) 사이의 미리 규정된 전송 거동을 생성하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  32. 전기 입력 신호(z(t))를 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))로 변환하는 방법에 있어서,
    입력 신호(z(t))를 수신하는 입력과 기계적 또는 음향적 출력 신호(p(t))를 출력하는 변환기(9)를 제공하는 단계;
    초기 파라미터 벡터(P[n]) 및 초기 시변 속성 벡터(S *(t))를 제공하는 단계;
    상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))에 기초하여 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 위치(x'+xoff)의 예측 피크치(xpeak(t))를 추정하는 단계;
    상기 예측 피크치(xpeak(t))를 용인가능 한계치(xlim)와 비교함으로써, 상기 변환기(9)의 기계적 과부하를 예상하는 제어 신호(Cx(t))를 생성하는 단계;
    기계적 과부하를 방지하고 상기 변환기(9)의 기계적 진동 요소의 위치(x'+xoff)를 상기 용인가능 한계치 아래로 유지하기 위해, 상기 제어 신호(Cx(t))를 이용하여 제어 입력 신호(z(t))의 저주파수 성분을 감쇠시키고, 상기 수신된 입력 신호, 상기 파라미터 벡터 및 상기 시변 속성 벡터에 기초하여 제어 출력 신호(w(t))를 생성하는 단계;
    - 상기 입력 신호(z(t))와 상기 출력 신호(p(t)) 사이에서 미리 규정된 전송 거동을 생성하도록,
    - 상기 변환기(9)의 진동을 안정화하도록, 또는
    - 과부하에 대하여 상기 변환기(9)를 보호하도록, 상기 제어 출력 신호(w(t))로 상기 변환기(9)를 동작시키는 단계;
    상기 제어 출력 신호(w(t))로 동작되는 상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상태의 감지 정보에 기초하여, 제어 출력 신호(w(t))가 상기 변환기(9)의 영속적 여자를 제공할 때의 순간에 상기 변환기의 속성을 나타내는 상기 파라미터 벡터(P[n])의 갱신을 생성하는 단계; 및
    상기 변환기(9)의 상태의 상기 감지 정보에 기초하여, 임의의 신호 속성을 가진 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 여자된 상기 변환기(9)의 시변 순시 속성을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t)) - 상기 시변 속성 벡터는 상기 제어 출력 신호(w(t))에 의해 공급되지 않는 저주파수 성분만 포함하며 상기 입력 신호와 일치하는 않음(incoherent) - 의 갱신을 영구적으로 생성하는 단계
    를 포함하는 신호 변환 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 예측 피크치(xpeak(t))를 추정하는 단계는,
    상기 변환기(9)의 상기 기계적 진동 요소의 순시 오프셋을 나타내는 상기 시변 속성 벡터(S *(t))의 특성(characteristic)을 생성하는 단계;
    상기 입력 신호(z(t)), 상기 파라미터 벡터(P[n]) 및 상기 시변 속성 벡터(S *(t))를 이용하여 상기 변환기(9)의 상기 기계적 진동 요소의 순시 위치 정보를 생성하는 단계;
    상기 변환기(9)의 상기 기계적 진동 요소의 속도 정보 및 상기 순시 위치 정보의 고차 도함수 정보를 생성하는 단계;
    상기 기계적 진동 요소의 움직임을 복수의 단계- 상기 복수의 단계 중 적어도 하나의 단계는 상기 기계적 진동 요소의 가속을 나타내고, 상기 복수의 단계 중 적어도 하나의 다른 단계는 상기 기계적 진동 요소의 감속을 나타내는 것임 -로 나누는(segmenting) 단계; 및
    각 단계의 속성을 고려한 비선형 모델을 이용하여 상기 예측 피크치(xpeak(t))를 추정하는 단계
    를 포함하는 것인, 신호 변환 방법.
  34. 제6항에 있어서,
    상기 변환기(9)는 정적 기압의 변동을 보상하기 위한 작은 누출부(12)를 가진 밀폐형의(sealed) 인클로저(enclosure)(10)에서 동작하는 라우드스피커이고; 상기 인클로저(10)의 체적 및 상기 누출부(12)의 크기 중 적어도 하나는, 상기 순시 오프셋(xoff(t))의 생성을 위해 필요한 지속기간보다 더 큰 시상수(time constant)를 규정하도록 구성되는 것인, 신호 변환 장치.
KR1020157012390A 2012-10-17 2013-10-17 전기-음향 변환기를 제어하는 방법 및 장치 KR101864478B1 (ko)

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