KR102000036B1 - Divergence suppression method and apparatus for active noise control system - Google Patents

Divergence suppression method and apparatus for active noise control system Download PDF

Info

Publication number
KR102000036B1
KR102000036B1 KR1020160180680A KR20160180680A KR102000036B1 KR 102000036 B1 KR102000036 B1 KR 102000036B1 KR 1020160180680 A KR1020160180680 A KR 1020160180680A KR 20160180680 A KR20160180680 A KR 20160180680A KR 102000036 B1 KR102000036 B1 KR 102000036B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
divergence
control system
noise
modeled
Prior art date
Application number
KR1020160180680A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180076477A (en
Inventor
오동호
김현석
Original Assignee
충남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교 산학협력단 filed Critical 충남대학교 산학협력단
Priority to KR1020160180680A priority Critical patent/KR102000036B1/en
Publication of KR20180076477A publication Critical patent/KR20180076477A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102000036B1 publication Critical patent/KR102000036B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/142—Emission reduction of noise acoustic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/09—Reducing noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3023—Estimation of noise, e.g. on error signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3028—Filtering, e.g. Kalman filters or special analogue or digital filters

Abstract

본 발명은 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상쇄신호에 의해 능동소음제거 처리중인 신호의 발산 현상을 감지한 경우, 상쇄신호의 크기를 일정 수준 이하로 제어함으로써 소음의 발산을 억제하는 방법 및 그 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 스피커에서 발생시키는 상쇄신호에 의해 능동적으로 소음을 제거하는 시스템에서, 능동소음제거 처리된 신호의 크기가 일정 수준 이상 값에 이르게 되는 경우 이를 소음의 발산으로 판단하여, 상쇄신호의 크기를 일정 수준 이하로 제어함으로써, 예기치 않은 소음의 발산 현상을 근본적으로 차단하는, 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치를 제공한다.The present invention relates to a method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system, and more particularly, to a method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system, To a method for suppressing divergence of noise and an apparatus for performing the method.
According to the present invention, in a system that actively removes noise by a cancel signal generated by a speaker, when the magnitude of the signal subjected to the active noise reduction process reaches a predetermined level or more, it is determined that the noise is divergent, A method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system that fundamentally blocks unexpected divergence of the noise by controlling the magnitude below a certain level.

Figure R1020160180680
Figure R1020160180680

Description

능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치{DIVERGENCE SUPPRESSION METHOD AND APPARATUS FOR ACTIVE NOISE CONTROL SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system,

본 발명은 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상쇄신호에 의해 능동소음제거 처리중인 신호의 발산 현상을 감지한 경우, 상쇄신호의 크기를 일정 수준 이하로 제어함으로써 소음의 발산을 억제하는 방법 및 그 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system, and more particularly, to a method and apparatus for suppressing divergence of an active noise control system, To a method for suppressing divergence of noise and an apparatus for performing the method.

차량 내부에서 발생하는 소음에는, 차체 진동에 의한 소음, 주행중 타이어에서 발생하는 소음, 주행중 풍절음 등의 다양한 원인의 소음을 포함한다. 이와 같은 소음을 억제하기 위하여, 능동적으로 상쇄신호를 발생시키는 방법에 관한 연구가 많이 수행되어 왔다. 그러나 그와 같은 능동소음제어 방식을 적용하더라도, 다양한 원인으로 발생하는 소음과 능동상쇄신호의 예기치 못한 상호작용으로 인해 어느 순간 소음이 점점 증폭되는 현상, 즉 발산이 일어나는 문제점이 있었다. 이와 같은 발산 현상은 능동소음제거 시스템에 있어서는 치명적인 결함으로서, 자동차의 경우에는 소음 문제로 인한 리콜을 당할 수도 있는 문제점이 되어 왔다.The noise generated in the interior of the vehicle includes noise due to body vibration, noise generated in the running tires, and noise caused by various causes such as wind phe- nomenon during running. In order to suppress such noise, many studies have been carried out on a method of actively generating offset signals. However, even when such an active noise control method is applied, there has been a problem that noise is gradually amplified, that is, divergence occurs at some moment due to unexpected interaction between noise generated due to various causes and active canceling signal. Such a divergence phenomenon is a fatal defect in the active noise canceling system, and in the case of an automobile, it may be recalled due to a noise problem.

(선행문헌 1) Sommerfeldt, S.D. and J. Tichy, 1990, “Adaptive Control of two-stage vibration isolation mount”, JASA 88, pp938-944 (Prior Art 1) Sommerfeldt, S.D. and J. Tichy, 1990, " Adaptive Control of two-stage vibration isolation mount ", JASA 88, pp 938-944 (선행문헌 2) Sommerfeldt, S.D., 1991, “Multi-channel adaptive control of structural vibration”, Noise control engineering journal 37(2), pp77-89(Prior art 2) Sommerfeldt, S.D., 1991, "Multi-channel adaptive control of structural vibration", Noise control engineering journal 37 (2), pp77-89 (선행문헌 3) ErikssonL. J., 1991, “Development of the filtered-U algorithm for active noise control”, JASA 89(1), pp257-265(Prior Art 3) Eriksson L. et al. J., 1991, " Development of the filtered-U algorithm for active noise control ", JASA 89 (1), pp 257-265 (선행문헌 4) Swanson, D.C., 1993, “The generalized multichannel filtered-X algorithm”, Proceedings Recent Advances in Active Noise Control of Sound and Vibration, pp 550-561(Prior Art 4) Swanson, D.C., 1993, "The generalized multichannel filtered-X algorithm", Proceedings Recent Advances in Active Noise Control of Sound and Vibration, pp 550-561 (선행문헌 5) Kuo, S. M., Mingjie Wang, and Ke Chen, 1992, “ Active noise control system with parallel on-line error path modeling algorithm”, Noise control engineering journal 39(3), pp119-127"Active Noise Control System with Parallel On-line Error Path Modeling Algorithm", Noise control engineering journal 39 (3), pp119-127 (1992), Kuo, S. M., Mingjie Wang,

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스피커에서 발생시키는 상쇄신호에 의해 능동적으로 소음을 제거하는 시스템에서, 능동소음제거 처리된 신호의 크기가 일정 수준 이상 값에 이르게 되는 경우 이를 소음의 발산으로 판단하여, 상쇄신호의 크기를 일정 수준 이하로 제어함으로써, 예기치 않은 소음의 발산 현상을 근본적으로 차단하는, 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such problems and it is an object of the present invention to provide a noise canceling system in which, in a system for actively removing noise by a canceling signal generated by a speaker, And an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for suppressing divergence of an active noise control system which basically blocks unexpected divergence of a noise by controlling the magnitude of the cancel signal to a predetermined level or lower.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템은, 모델링된 원소음 신호 및 모델링된 마이크 신호를 생성하고, 상쇄제어출력신호의 산출을 위한 가중치에 대하여, 시간 영역 신호를 이용하여, 발산이 억제된 새로운 가중치를 업데이트하여 생성하는 발산 억제 장치; 진동을 감지하는 가속도계 출력을 모델링한 값에, 가중치를 적용하여, 능동상쇄신호를 생성하는 스피커의 입력신호인 상쇄제어출력 신호를 산출하는 상쇄제어출력부를 포함하고, 상기 발산 억제 장치는, 모델링된 원소음 신호 r(n)을 생성하는 원소음 신호 생성부; 모델링된 마이크 신호 e'(n)을 생성하는 마이크 신호 생성부; 모델링된 마이크 신호 e'(n)을 이용하여 LMS 업데이트 알고리즘을 통해 E[e'(n)2]을 최소화하는 어댑티브 필터; 및 상기 어댑티브 필터의 출력신호 fy(n)과 마이크 신호 e(n)으로부터 모델링된 원소음 신호 r(n)과, 마이크 신호 e(n)의 파워를 모니터링하고 그 크기를 비교하여, 마이크 신호 e(n)가 일정 수준 이상일 경우 가중치 W를 감소시킴으로써, 가중치 W의 발산을 억제하는 가중치 제어 모듈을 포함하며, 상기 r(n)과 e(n)의 비교는,

Figure 112019062138756-pat00016
에 의해 이루어진다.
상기 모델링된 원소음 신호는, 마이크 신호와 어댑티브 필터 C의 합을 통해 산출될 수 있다.

상기 부등식을 만족하지 않으면, 발산하지 않는 것으로 판단하여, 상기 가중치는, 상쇄제어출력부에 의해 업데이트될 수 있고, 상기 부등식을 만족하면, 발산하는 것으로 판단하여, 상기 가중치는,
Figure 112019062138756-pat00011
에 의해 업데이트될 수 있으며, 상기 α는 가중치 조정 계수이다.
상기 α는 기 설정된 값을 사용하거나 또는,
Figure 112019062138756-pat00012
에 의해 업데이트될 수 있다.In order to achieve the above object, an active noise control system having a divergence suppression device according to the present invention generates a modeled original noise signal and a modeled microphone signal, A divergence suppressing device for generating and updating a new weight value with divergence suppressed by using an area signal; And an offset control output section for calculating an offset control output signal, which is an input signal of a speaker for generating an active offset signal, by applying a weight to a value modeled by an accelerometer output for sensing vibration, An original noise signal generator for generating the original noise signal r (n); A microphone signal generator for generating a modeled microphone signal e '(n); An adaptive filter that minimizes E [e '(n) 2 ] through the LMS update algorithm using the modeled microphone signal e'(n); And the power of the noise signal r (n) modeled from the output signal fy (n) of the adaptive filter and the microphone signal e (n) and the magnitude of the microphone signal e (n) is less than a predetermined level, thereby suppressing the divergence of the weight W. The comparison of r (n) and e (n)
Figure 112019062138756-pat00016
.
The modeled original noise signal can be calculated through the sum of the microphone signal and the adaptive filter C. [

If the inequality is not satisfied, it is determined that the divergence does not occur, the weight can be updated by the offset control output unit, and if it satisfies the inequality,
Figure 112019062138756-pat00011
And? Is a weight adjustment coefficient.
The < RTI ID = 0.0 > a < / RTI >
Figure 112019062138756-pat00012
Lt; / RTI >

본 발명에 의하면, 스피커에서 발생시키는 상쇄신호에 의해 능동적으로 소음을 제거하는 시스템에서, 능동소음제거 처리된 신호의 크기가 일정 수준 이상 값에 이르게 되는 경우 이를 소음의 발산으로 판단하여, 상쇄신호의 크기를 일정 수준 이하로 제어함으로써, 예기치 않은 소음의 발산 현상을 근본적으로 차단하는, 능동소음제어 시스템의 발산 억제 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, in a system that actively removes noise by a cancel signal generated by a speaker, when the magnitude of the signal subjected to the active noise reduction process reaches a predetermined level or more, it is determined that the noise is divergent, There is an effect of providing a method and an apparatus for suppressing divergence of an active noise control system that fundamentally blocks unexpected divergence of noise by controlling the size to a certain level or less.

도 1은 종래 능동소음제어 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 능동소음제어 시스템의 발산 문제를 해결하기 위하여 제시된 종래 능동소음제어 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 발산 억제 알고리즘이 적용된 능동소음제어 시스템의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing a configuration of a conventional active noise control system.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an active noise control system.
3 is a diagram illustrating a configuration of an active noise control system to which a divergence suppression algorithm according to the present invention is applied.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 종래 능동소음제어 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a configuration of a conventional active noise control system 100. As shown in FIG.

가속도계(accelerometer)는 차체에 설치되어 차체의 진동을 측정한다. 운전자가 착석한 경우 운전자의 귀가 있을 위치에 마이크(120)를 설치한다. 차체 진동에 따라 가속도계(110)를 통하여 출력되는 소음 신호 및 차량 내의 다른 원인들에 의한 소음 신호가 합해져서 원소음 d(n)으로서 마이크에 입력되도록 하고, 차량 스피커(130)를 통하여 소음을 상쇄하기 위한 능동상쇄신호(131)가 마이크에 입력되도록 하여, 운전자의 귀에서 차체 진동에 의한 소음이 상쇄된 상태로 들리도록 하는 시스템이다.The accelerometer is mounted on the body and measures the vibration of the body. When the driver is seated, the microphone 120 is installed at a position where the driver's ear is present. The noise signal output through the accelerometer 110 and the noise signals due to other causes in the vehicle are added to the microphone as the original noise d (n) according to the body vibration, and the noise is canceled through the vehicle speaker 130 The active cancel signal 131 is input to the microphone so that the noise caused by the vehicle body vibration is heard in the ear of the driver in a canceled state.

모델링 블럭(140)은, 이와 같은 상쇄신호를 생성하기 위한 모델 'S'(141)를, 정차 상태에서 모델링하기 위하여 구성한 모델링 블럭이며, S(141)가 모델링된 후에는 상쇄제어출력신호 y(n)(154)을 생성하는 상쇄제어출력부(150) 상에 구비되도록 하고(151), 모델링 블럭(140)은 제거된다.The modeling block 140 is a modeling block configured to model the model 'S' 141 for generating such an offset signal in a stationary state. After modeling S 141, the offset control output signal y ( n) 154 on the offset control output 150 to generate 151, and the modeling block 140 is removed.

S(141)의 모델링을 위하여 원소음 d(n)과 능동상쇄신호(131)가 마이크(120)로 입력되고, 이로부터 마이크에서 출력되는 마이크 신호 e(n)은 모델링 블럭(140)으로 입력되어, 모델 S(141)에서 출력되는 모델 상쇄신호(142)와 합해진다(143). 이와 같이 하여 합해진 신호(144)가 최소화되도록 하는 모델 S(141)를 모델링하게 된다. 이와 같이 결정된 모델 S는 상쇄제어출력부(150) 상의 모델 S(151)로 정해지고, 모델링 블럭(140)은 제거된다.The noise signal d (n) and the active offset signal 131 are input to the microphone 120 for modeling the S 141 and the microphone signal e (n) output from the microphone is input to the modeling block 140 And is summed with the model offset signal 142 output from the model S 141 (143). The model S 141 that minimizes the summed signal 144 is modeled. The determined model S is determined by the model S 151 on the offset control output unit 150, and the modeling block 140 is removed.

상쇄제어출력부(150)의 모델 S(151)로는 가속도계의 진동 출력신호 x(n)이 입력되고 이로부터 fx(n) 신호를 출력하며, 이러한 fx(n) 신호와, 전술한 마이크 신호 e(n)이 곱해진 후(152), 여기에 상쇄제어출력 모듈 W(153)에서 생성된 가중치(W)가 적용되어 상쇄제어출력신호 y(n)(154)을 생성하고, 상쇄제어출력신호(154)는 오디오 믹서에서 생성된 제어 스피커 출력신호(101)와 합해져서(102), 스피커(130)에서 능동상쇄신호(131)로 출력되게 된다.The vibration output signal x (n) of the accelerometer is input to the model S 151 of the offset control output unit 150 and the fx (n) signal is output therefrom. The fx (n) (n) 154 is multiplied by a weight W generated by the offset control output module W 153 to generate an offset control output signal y (n) 154. The offset control output signal y (n) The control signal 154 is summed with the control speaker output signal 101 generated in the audio mixer 102 and output from the speaker 130 to the active offset signal 131.

이때 fx(n) 신호의 생성식은,At this time, the generation formula of the fx (n)

Figure 112016128334147-pat00001
Figure 112016128334147-pat00001

로 주어지고, 가중치(W) 생성식은, And the weight (W) generation equation is given by

Figure 112016128334147-pat00002
Figure 112016128334147-pat00002

로 주어지며, 상쇄제어출력신호 y(n)(154)은,, And the offset control output signal y (n) 154 is given by:

Figure 112016128334147-pat00003
Figure 112016128334147-pat00003

로 주어진다..

그러나 이와 같이 능동상쇄기능에 의해 마이크에서 출력된 마이크 신호 e(n)은, 예기치 않게 발산하는 경우가 있어, 이에 대한 보완이 필요하게 된다.However, the microphone signal e (n) output from the microphone by the active canceling function may diverge unexpectedly, and it is necessary to compensate for this.

도 2는 도 1의 능동소음제어 시스템(100)의 발산 문제를 해결하기 위하여 제시된 종래 능동소음제어 시스템(200)의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conventional active noise control system 200 proposed to solve the divergence problem of the active noise control system 100 of FIG.

도 1에서 발산 억제 장치(260)이 추가되어, 소음의 발산을 방지하는 시스템이다. 즉, adaptive filter T(261)와 C(262)는 e'(n) 신호를 이용하여 LMS 업데이트 알고리즘을 통해 E[e'(n)2]을 최소화하게 된다.In FIG. 1, a divergence suppression device 260 is added to prevent the divergence of noise. That is, adaptive filters T (261) and C (262) minimize E [e '(n) 2 ] through the LMS update algorithm using e' (n) signals.

본 도면에서 e(n) 신호는 실제 마이크(220)로부터의 출력신호이고, e'(n) 신호는 모델링 블럭(260)에서의 마이크 출력신호를 의미한다. 즉, 실제 마이크(220) 출력신호 e(n)에서 모델링된 스피커 출력신호 fy(n)을 뺀 값(r(n))은(263) W를 통한 제어출력이 배제된 원소음 신호를 추정하고, 이러한 원소음 신호 r(n)에서 가속도계 신호 x(n)에 의한 마이크(220) 출력신호를 T(261)에 의해 모델링한 값을 뺀 값은(264) 모델링된 마이크 신호 e'(n)을 생성한다. 이러한 e'(n)을 다시 각각 C(262)와 T(261)에 입력하여 주고, T(261)와 C(262)는 e'(n) 신호를 이용하여 LMS 업데이트 알고리즘을 통해 E[e'(n)2]을 최소화하게 되는 것이다. 이와 같이 모델링된 C(262)는 상쇄제어출력부(250)의 모델 S(251)로 사용되게 된다.In the figure, the e (n) signal is an output signal from the actual microphone 220, and the e '(n) signal is a microphone output signal from the modeling block 260. That is, a value r (n) obtained by subtracting the modeled speaker output signal fy (n) from the actual microphone 220 output signal e (n) estimates the original noise signal excluding the control output through (263) The value obtained by subtracting the value obtained by modeling the output signal of the microphone 220 by the accelerometer signal x (n) from the noise signal r (n) by the T (261) is (264) . The e (n) is input to C (262) and T (261), and T (261) and C (262) '(n) 2 ] is minimized. The model C (262) thus modeled is used as the model S (251) of the cancellation control output unit 250.

전술한 동작을 수학식으로 표현하면, 모델링된 마이크 출력신호 e'(n)은,Expressing the above-described operation in the following equation, the modeled microphone output signal e '(n)

Figure 112016128334147-pat00004
Figure 112016128334147-pat00004

와 같이 표현될 수 있으며, 여기서 P는 가속도계 신호 x(n)으로부터 마이크 신호 e(n)까지의 시스템, H는 스피커 신호 y(n)으로부터 마이크 신호 e(n)까지의 시스템을 의미한다. 여기서 r(n)=e(n)-fy(n)은 제어출력이 배제된 원소음 신호를 추정하고, C는 H를 추정하므로 C를 상쇄제어출력부(250)의 모델 S(251)로 사용할 수 있다.Where P denotes the system from the accelerometer signal x (n) to the microphone signal e (n), and H denotes the system from the speaker signal y (n) to the microphone signal e (n). Here, r (n) = e (n) -fy (n) estimates the original noise signal from which the control output is excluded and C estimates H, so C is sent to the model S 251 of the offset control output section 250 Can be used.

그러나 이와 같은 발산 억제 장치(260)를 구비한 시스템에서도 예기치 않은 상황에서 소음 출력이 발산하는 상황이 절대적으로 방지되는 것은 아니며, 자동차에서 이와 같은 소음 출력의 발산은 전술한 바와 같이 결정적인 자동차 품질 문제로 판단될 수 있으므로 더욱 신뢰할만하게 소음 발산을 억제하는 장치가 필요하게 된다.However, even in a system having such a divergence suppressing device 260, the situation in which the noise output is not prevented in an unexpected situation is not absolutely prevented, and the divergence of the noise output in the vehicle is caused by the decisive automobile quality problem It is necessary to provide a device for suppressing noise emission more reliably.

도 3은 본 발명에 따른 발산 억제 알고리즘이 적용된 능동소음제어 시스템(300)의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an active noise control system 300 to which a divergence suppression algorithm according to the present invention is applied.

도 3의 능동소음제어 시스템(300)에는, 도 2의 발산 억제 장치(260)에, 가중치 제어 모듈(265)을 더 포함하는 것이다.The active noise control system 300 of FIG. 3 further includes a weight control module 265 in the divergence suppression device 260 of FIG.

도 3에 나타난 MFXLMS(multiple filtered-X LMS) 블럭(250), 즉 상쇄제어출력부(250)의 W 업데이트 과정의 오류로 인해 W가 발산하게 되는 경우, y(n)이 커지고 e(n)이 증가하게 되면서 수학식 5를 만족하게 되는 시점이 발생한다.When w is diverted due to an error in the W update process of the multiple filtered-X LMS (MFXLMS) block 250, i.e., the offset control output unit 250 shown in FIG. 3, y (n) The time to satisfy the expression (5) occurs.

Figure 112016128334147-pat00005
Figure 112016128334147-pat00005

이와 같이 r(n) 신호와 e(n) 신호의 파워를 모니터링하고 그 크기를 비교함으로써 W의 불안정성 여부를 판단할 수 있다.In this way, the power of the r (n) signal and the power of the e (n) signal can be monitored and the size of the signal can be compared to determine whether W is unstable.

즉, 본 발명에서는 수학식 5의 조건이 만족되는 경우, MFXLMS(multiple filtered-X LMS)를 이용한 W의 업데이트 대신, 가중치 제어 모듈(265)에서 수학식 6과 같이 W를 감소시켜 W의 발산을 억제함으로써 소음의 증폭을 차단하게 된다.That is, in the present invention, when the condition of Equation (5) is satisfied, instead of updating W using MFXLMS (MFXLMS), the weight control module 265 reduces W as shown in Equation (6) So that the amplification of the noise is blocked.

Figure 112016128334147-pat00006
Figure 112016128334147-pat00006

여기서 α는 1보다 작은 수로서 고정값 또는 E[rm(n)2],E[em(n)2],Tth,m을 이용하여 얻을 수 있고, rm(n)의 power 추정치 E[rm(n)2], em(n)의 power 추정치 E[em(n)2] 또한 알려진 다양한 추정 기법을 통해 얻을 수 있다. 이 경우 α는 다음과 같이 E[rm(n)2], E[em(n)2] 및 Tth,m의 함수로써 구할 수 있다.Where α is a fixed value or E [r m (n) 2 ] a number less than 1, E [e m (n ) 2], T th, can be obtained using a m, power estimate of r m (n) The power estimate E [e m (n) 2 ] of E [r m (n) 2 ], e m (n) can also be obtained through various known estimation techniques. In this case, α can be obtained as a function of E [ rm (n) 2 ], E [e m (n) 2 ] and T th, m as follows.

α= function of (E[rm(n)2], E[em(n)2], Tth,m)α = function of (E [r m (n) 2], E [e m (n) 2], T th, m)

한편, 전술한 모든 설명에서는 시간 도메인에서 설명하였으나, 관련된 모든 수식을 주파수 도메인으로 변환하여도 성립하게 된다. 이 경우, 발산이 일어나는 특정 주파수 대역에 대하여 전술한 발산 억제 알고리즘을 사용하여 효과적으로 발산을 차단할 수 있다.In the above description, all the related expressions are converted into the frequency domain, but they are also established. In this case, divergence can be effectively blocked by using the divergence suppression algorithm for a specific frequency band where divergence occurs.

100: 종래 능동소음제어 시스템
110: 가속도계(accelerometer)
120: 마이크
130: 스피커
131: 능동상쇄신호
140: 모델링 블럭
141: 모델 S
142: 모델 상쇄신호
150: 상쇄제어출력부
151: 모델 S
153: 상쇄제어출력 모듈
154: 상쇄제어출력 신호
200: 종래 능동소음제어 시스템
210: 가속도계(accelerometer)
220: 마이크
230: 스피커
231: 능동상쇄신호
250: 상쇄제어출력부
251: 모델 S
253: 상쇄제어출력 모듈
254: 상쇄제어출력 신호
300: 본 발명의 능동소음제어 시스템
265: 가중치 제어 모듈100: Conventional active noise control system
110: accelerometer
120: microphone
130: Speaker
131: active offset signal
140: Modeling block
141: Model S
142: Model offset signal
150: offset control output section
151: Model S
153: offset control output module
154: offset control output signal
200: Conventional active noise control system
210: Accelerometer
220: microphone
230: Speaker
231: active offset signal
250: offset control output
251: Model S
253: offset control output module
254: offset control output signal
300: active noise control system of the present invention
265: Weight control module

Claims (6)

발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템으로서,
모델링된 원소음 신호 및 모델링된 마이크 신호를 생성하고, 상쇄제어출력신호의 산출을 위한 가중치에 대하여, 시간 영역 신호를 이용하여, 발산이 억제된 새로운 가중치를 업데이트하여 생성하는 발산 억제 장치;
진동을 감지하는 가속도계 출력을 모델링한 값에, 가중치를 적용하여, 능동상쇄신호를 생성하는 스피커의 입력신호인 상쇄제어출력 신호를 산출하는 상쇄제어출력부
를 포함하고,
상기 발산 억제 장치는,
모델링된 원소음 신호 r(n)을 생성하는 원소음 신호 생성부;
모델링된 마이크 신호 e'(n)을 생성하는 마이크 신호 생성부;
모델링된 마이크 신호 e'(n)을 이용하여 LMS 업데이트 알고리즘을 통해 E[e'(n)2]을 최소화하는 어댑티브 필터; 및
상기 어댑티브 필터의 출력신호 fy(n)과 마이크 신호 e(n)으로부터 모델링된 원소음 신호 r(n)과, 마이크 신호 e(n)의 파워를 모니터링하고 그 크기를 비교하여, 마이크 신호 e(n)가 일정 수준 이상일 경우 가중치 W를 감소시킴으로써, 가중치 W의 발산을 억제하는 가중치 제어 모듈
을 포함하며,
상기 r(n)과 e(n)의 비교는,
Figure 112019062138756-pat00017

에 의해 이루어지는,
발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템.An active noise control system comprising a divergence suppression device,
A divergence suppression device for generating a modeled original noise signal and a modeled microphone signal and for updating a new weight with divergence suppressed by using a time domain signal with respect to a weight for calculating an offset control output signal;
An offset control output section for calculating an offset control output signal which is an input signal of a speaker for generating an active offset signal by applying a weight to a value modeled by an accelerometer output for sensing vibration,
Lt; / RTI >
Wherein the divergence suppressing device comprises:
An original noise signal generator for generating a modeled original noise signal r (n);
A microphone signal generator for generating a modeled microphone signal e '(n);
An adaptive filter that minimizes E [e '(n) 2 ] through the LMS update algorithm using the modeled microphone signal e'(n); And
Noise signal r (n) modeled from the output signal fy (n) of the adaptive filter and the microphone signal e (n), and compares the magnitudes of the powers of the microphone signal e (n) n) is equal to or greater than a predetermined level, a weight control module
/ RTI >
The comparison of r (n) and e (n)
Figure 112019062138756-pat00017

Lt; / RTI >
Active noise control system with divergence suppression device. 청구항 1에 있어서,
상기 모델링된 원소음 신호는,
마이크 신호와 어댑티브 필터 C의 합을 통해 산출되는 것
을 특징으로 하는 발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템.

The method according to claim 1,
The modeled original sound signal may be a sound signal,
Calculated through the sum of the microphone signal and adaptive filter C
Wherein the active noise control system includes a divergent suppression device.

삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 부등식을 만족하지 않으면, 발산하지 않는 것으로 판단하여, 상기 가중치는,
상쇄제어출력부에 의해 업데이트되고,
상기 부등식을 만족하면, 발산하는 것으로 판단하여, 상기 가중치는,
Figure 112019062138756-pat00014

에 의해 업데이트되며,
상기 α는 가중치 조정 계수인 것
을 특징으로 하는 발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템.The method according to claim 1,
If the inequality is not satisfied, it is determined that the divergence does not occur,
Updated by the offset control output,
If the inequality is satisfied, it is determined that the divergence is divergent,
Figure 112019062138756-pat00014

Lt; / RTI >
Is a weight adjustment coefficient
Wherein the active noise control system includes a divergent suppression device. 청구항 5에 있어서,
상기 α는 기 설정된 값을 사용하거나 또는,
Figure 112018045655750-pat00015

에 의해 업데이트되는 것을 특징으로 하는 발산 억제 장치를 구비하는 능동소음제어 시스템.The method of claim 5,
The < RTI ID = 0.0 > a < / RTI >
Figure 112018045655750-pat00015

Wherein the active noise control system is updated by the active noise control system.
KR1020160180680A 2016-12-28 2016-12-28 Divergence suppression method and apparatus for active noise control system KR102000036B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160180680A KR102000036B1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Divergence suppression method and apparatus for active noise control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160180680A KR102000036B1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Divergence suppression method and apparatus for active noise control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180076477A KR20180076477A (en) 2018-07-06
KR102000036B1 true KR102000036B1 (en) 2019-07-15

Family

ID=62921073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160180680A KR102000036B1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Divergence suppression method and apparatus for active noise control system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102000036B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210107996A (en) * 2020-02-25 2021-09-02 충남대학교산학협력단 Method and system for stabilization of frequency range in active noise controlling by integrating feedback and feedforward block

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3340141B2 (en) * 1991-07-17 2002-11-05 日産自動車株式会社 Active noise control device
JPH0844371A (en) * 1994-07-26 1996-02-16 Nissan Motor Co Ltd Active vibration control device and active noise control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210107996A (en) * 2020-02-25 2021-09-02 충남대학교산학협력단 Method and system for stabilization of frequency range in active noise controlling by integrating feedback and feedforward block
KR102364070B1 (en) 2020-02-25 2022-02-18 충남대학교산학협력단 Method and system for stabilization of frequency range in active noise controlling by integrating feedback and feedforward block

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180076477A (en) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6685087B2 (en) Adaptive noise control system with improved robustness
JP4186932B2 (en) Howling suppression device and loudspeaker
KR20200066181A (en) Adaptation enhancement for a road noise cancellation system
US11043202B2 (en) Active noise control system, setting method of active noise control system, and audio system
JP2021504768A (en) Active noise control methods and systems
KR20200066171A (en) Noise mitigation for road noise cancellation systems
WO2019158216A1 (en) Active noise control with feedback compensation
KR102000036B1 (en) Divergence suppression method and apparatus for active noise control system
Lan et al. An active noise control system using online secondary path modeling with reduced auxiliary noise
Sahib et al. Comparison of performance and computational complexity of nonlinear active noise control algorithms
CN114127845A (en) System and method for eliminating road noise in microphone signals
KR102012679B1 (en) Active noise control method and apparatus by frequency-dependent divergence suppression
CN114616619A (en) Active noise reduction device, mobile body device, and active noise reduction method
KR102364070B1 (en) Method and system for stabilization of frequency range in active noise controlling by integrating feedback and feedforward block
US11756524B2 (en) Automatic noise control
WO2007063467A2 (en) Noise reduction system and method
Gupta et al. Ambulance siren noise reduction using noise power scheduling based online secondary path modeling for ANC System
EP3933837B1 (en) In-vehicle communication support system
Habib et al. Open IEN issues of active noise control applications
EP3994682B1 (en) Automatic noise control
Djigan et al. Modified hybrid active noise control system
JP4495581B2 (en) Audio output device
US11922916B2 (en) Active noise control system
JP7449186B2 (en) In-vehicle system
Gupta et al. Different techniques of secondary path modeling for active noise control system: A review

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant