KR19990042877A - Method of controlling active noise of automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적응필터 이외의 보조필터를 사용하여 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오류가 발생될 경우에도 최소한의 소음 제어 성능을 유지하도록 한 자동차의 능동 소음 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an active noise control method of an automobile which maintains a minimum noise control performance even when an error occurs due to deterioration of an error microphone, hardware change of a controller, or divergence of an adaptive filter using an auxiliary filter other than an adaptive filter .
Description
본 발명은 자동차의 능동 소음 제어방법에 관한 것으로, 특히 적응필터 이외의 보조필터를 사용하여 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오류가 발생될 경우에도 최소한의 소음 제어 성능을 유지하도록 한 자동차의 능동 소음 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling active noise of an automobile, and more particularly, to a method of controlling an active noise of an automobile by using an auxiliary filter other than the adaptive filter, even when an error occurs due to deterioration of an error microphone, To a method for controlling an active noise of an automobile.
주지와 같이 자동차에는 엔진 소음과 실내 소음이 공진을 일으켜 발생하는 엔진 붐잉(Booming)소음을 제어할 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같은 능동 소음 제어(Active Noise Control; ANC)장치가 적용된다.An active noise control (ANC) apparatus as shown in FIG. 1 is applied to control an engine booming noise generated by engine noise and an indoor noise caused by resonance of an indoor noise.
한편, 밀폐된 차실내 공간에서의 소음은 엔진 소음과 노면에서 전파되는 소음 그리고 주행중에 유입되는 바람소리 등을 포함되는데, 이 중 엔진 소음은 엔진의 회전수와 연계가 강하며 차실내 소음중 상당량을 차지하고 있다.On the other hand, the noise in the closed car interior space includes the engine noise, the noise propagating from the road surface, and the sound of wind that flows into the vehicle while the engine noise is strong in connection with the number of revolutions of the engine. Respectively.
따라서, 차실내 소음 특성은 엔진의 회전수에 따라 변화하는 특성을 가지므로 제어기의 입력을 엔진의 회전수로 하여 차실내 유입되는 소음을 예측하는 피이드포워드(Feedforward) 방식의 제어기로 간략화 할 수 있다.Therefore, since the noise characteristic of the vehicle interior changes according to the number of revolutions of the engine, it can be simplified to a feedforward type controller that predicts the noise introduced into the vehicle using the input of the controller as the number of revolutions of the engine .
도 2는 이러한 피이드포워드 방식의 적응제어기로 자주 사용되는 필터리드-X LMS(Filtered-X Least Mean Square) 능동 소음 제어장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 주로 덕트와 같은 공조기의 1차원 소음 제어에 이용되는데 차실과 같이 3차원 공간상의 여러점에서의 소음 제어에 있어서는 그 제어기 구조가 다중으로 확장된다.FIG. 2 is a block diagram of a filter-X LMS (LMS) active noise control apparatus which is often used as an adaptive controller of the feed forward system, and is mainly used for one-dimensional noise control of an air conditioner such as a duct In the control of the noise at various points on the 3D space like the car, its controller structure is extended to multiple.
도면에서, X(n)은 소음원이고, e(n)은 오차신호이며, P는 소음원으로부터 제어 스피커까지 즉, 1차 소음원의 전달경로 전달함수이고, S는 제어 스피커의 전달함수이며, E는 오차경로의 전달함수이고, C는 제어 스피커 입력과 오차 마이크로폰 출력 사이의 전달함수 즉, 2차경로의 전달함수(S·E)를 오프라인 기법으로 측정하여 고정시킨 전달함수이며, W1은 적응필터이고, LMS는 적응필터(W1)의 계수를 갱신하기 위한 알고리즘이다.In the figure, X (n) is the noise source, e (n) is the error signal, P is the propagation path transfer function of the first noise source from the noise source to the control speaker, S is the transfer function of the control speaker, C is a transfer function in which the transfer function between the control speaker input and the error microphone output, that is, the transfer function (S · E) of the secondary path, is measured and fixed by an off-line technique, and W 1 is an adaptive filter And the LMS is an algorithm for updating the coefficient of the adaptive filter W 1 .
그리고, 상기 C와 W1및 LMS은 DSP(Digital Signal Processor) 보드에 소프트 웨어로 프로그램된다.The C, W 1, and LMS are programmed as software on a DSP (Digital Signal Processor) board.
이와 같은 종래 필터리드-X LMS 장치의 동작을 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of such a conventional filter read-X LMS device will now be described with reference to FIG.
먼저, 소음원 X(n)에서 소음이 발생되면 1차 소음원의 전달경로로 소음이 전달됨과 동시에 마이크로폰에 의해 센싱되어 DSP보드로 입력된다.First, when noise is generated in the noise source X (n), noise is transmitted to the transmission path of the first noise source, and at the same time, the noise is sensed by the microphone and input to the DSP board.
이때, DSP 보드에 프로그램된 소프트 웨어에 의해 즉, 알고리즘 LMS에 의해 미리 측정한 S·E에 대한 정보(C)로 적응필터 W1의 계수가 갱신된다.At this time, the coefficient of the adaptive filter W 1 is updated by the software programmed on the DSP board, that is, the information (C) about S · E measured in advance by the algorithm LMS.
그러면, 제어 스피커는 적응필터 W1의 계수에 따른 전달함수에 의해 소음원 X(n)에서 발생된 소음과 위상이 반대인 신호를 출력한다.Then, the control speaker outputs a signal whose phase is opposite to the noise generated in the noise source X (n) by the transfer function according to the coefficient of the adaptive filter W 1 .
따라서, 소음원 X(n)에서 발생된 소음과 제어 스피커가 출력한 신호가 서로 상쇄되어 소음이 감소된다.Therefore, the noise generated in the noise source X (n) and the signal output from the control speaker cancel each other, and the noise is reduced.
한편, 소음의 상쇄 정도에 따라 오차신호 e(n)가 발생되면 이 오차신호 e(n)는 DSP 보드로 피이드백된다.On the other hand, if the error signal e (n) is generated according to the degree of canceling the noise, the error signal e (n) is fed back to the DSP board.
그러면, DSP 보드는 다시 알고리즘 LMS에 의해 적응필터 W1의 계수가 갱신되어 제어 스피커의 신호 출력이 보상되며, 이와 같은 과정이 계속적으로 반복되어 소음원 X(n)에서 발생된 소음이 감소된다.Then, the DSP board again updates the coefficient of the adaptive filter W 1 by the algorithm LMS to compensate the signal output of the control speaker. Such a process is continuously repeated to reduce the noise generated in the noise source X (n).
그러나, 이러한 종래 필터리드-X LMS 장치는 적응필터의 강인성이 보장되지 않는 경우 수시로 필터를 초시화시켜야 하며, 이때 발산을 감지하고 초기화시키면 다시 적응필터가 정상 상태에 도달하기 까지의 시간 동안은 소음 제어 성능이 현저회 저하되는 문제점이 있었다.However, such a conventional filter read-X LMS device must time out the filter if the robustness of the adaptive filter is not ensured. If the divergence is sensed and initialized, then during the time until the adaptive filter reaches the steady state again, There is a problem that the control performance deteriorates considerably.
따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 적응필터 이외의 보조필터를 사용하여 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오류가 발생될 경우에도 최소한의 소음 제어 성능을 유지하도록 한 자동차의 능동 소음 제어방법를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an adaptive filter, And to provide a method of controlling an active noise of a vehicle that maintains noise control performance.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 보조필터를 적응필터에서 얻은 정보를 이용하여 일정 간격마다 갱신하는 단계와, 소음의 미세한 변화분에 대해서 매 스텝마다 갱신되는 적응필터에 의해 추정하는 단계와, 임의 소음 발생기를 이용하여 제어 신호 전달함수를 추정한 후 이 값을 이용하여 소음원으로부터 발생된 소음을 필터링하여 필터의 계수를 추정하는 단계와, 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오차 마이크로폰에서 측정한 잔여 소음의 크기에 따라 선택적으로 적응필터의 계수를 강제로 초기화시키고 미리 계수가 저장된 보조필터만을 이용하여 소음을 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating noise, comprising the steps of: updating an auxiliary filter at regular intervals using information obtained from an adaptive filter; estimating an adaptive filter updated every step with respect to a minute change in noise Estimating a coefficient of a filter by filtering a noise generated from a noise source by using a value of a control signal transfer function using an arbitrary noise generator; A step of forcibly initializing a coefficient of the adaptive filter according to the magnitude of the residual noise measured by the error microphone due to the divergence of the filter, and controlling the noise using only the auxiliary filter in which the coefficient is stored in advance.
도 1은 일반적인 자동차의 능동 소음 제어장치의 구성도.1 is a block diagram of an active noise control apparatus of a general automobile.
도 2는 종래 필터리드-X LMS 능동 소음 제어장치의 구성도.2 is a block diagram of a conventional filter read-X LMS active noise control device.
도 3은 본 발명에 의한 필터리드-X LMS 능동 소음 제어장치의 구성도.3 is a block diagram of a filter lead-X LMS active noise control apparatus according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 필터리드-X LMS 능동 소음 제어장치의 구성도를 나타낸 것으로서, X(n)은 소음원이고, e(n)은 오차신호이며, P는 1차 소음원의 전달경로 전달함수이고, S는 제어 스피커의 전달함수이며, E는 오차경로의 전달함수이고, C는 2차경로의 전달함수(S·E)를 온라인 기법으로 측정한 전달함수이며, W1은 적응필터이고, W0은 적응필터(W1)에 의해 일정 간격마다 갱신되는 보조필터이며, LMS는 적응필터(W1)의 계수를 갱신하기 위한 알고리즘이고, Random Noise Generator는 2차 경로의 전달함수를 추정하기 위한 임의 소음 발생기이다.FIG. 3 is a block diagram of a filter read-X LMS active noise control apparatus according to the present invention, wherein X (n) is a noise source, e (n) is an error signal, P is a propagation path transfer function Where S is the transfer function of the control speaker, E is the transfer function of the error path, C is the transfer function measuring the transfer function (S 占)) of the secondary path by on-line technique, W 1 is the adaptive filter, W 0 is an auxiliary filter that is updated at regular intervals by the adaptive filter W 1 , LMS is an algorithm for updating the coefficients of the adaptive filter W 1 , and the Random Noise Generator estimates the transfer function of the secondary path Is a random noise generator.
그리고, 상기 C와 W1, W0및 LMS은 DSP(Digital Signal Processor) 보드에 소프트 웨어로 프로그램된다.The C, W 1 , W 0, and LMS are programmed as software on a DSP (Digital Signal Processor) board.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention constructed as above will be described with reference to FIG.
먼저, 보조필터 W0은 적응필터 W1에서 얻은 정보를 이용하여 일정 간격마다 아래의 식으로 갱신된다.First, the auxiliary filter W 0 is updated at regular intervals using the information obtained from the adaptive filter W 1 in the following manner.
W0= W0+ W1 W 0 = W 0 + W 1
여기서, W0와 W1의 초기값은 0이고, 일정한 간격마다 W1에서 추정하여 전달 경로 P에 해당되는 값 W0을 갱신하게 된다.Here, the initial values of W 0 and W 1 are 0, and it is estimated at W 1 at regular intervals to update the value W 0 corresponding to the transmission path P.
그리고, 미세한 변화분에 대해서는 매 스텝마다 갱신되는 W1에 의해 추정된다.The minute change is estimated by W 1 updated at every step.
또한, 2차경로의 전달함수를 추정하기 위해 임의 소음 발생기를 이용하여 C를 추정한 후 이 값을 이용하여 소음원 X(n)으로부터 발생된 소음을 필터링하여 필터의 계수를 추정하기 위해 LMS의 입력으로 사용한다.In order to estimate the transfer function of the secondary path, we estimate C by using a random noise generator and then use this value to filter the noise generated from the noise source X (n) .
한편, 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오차 마이크로폰에서 측정한 잔여 소음의 크기가 기존의 소음 신호의 크기보다 커질 경우 적응필터 W1의 계수를 강제로 0으로 만들고 미리 계수가 저장된 보조필터 W0에 의해서만 제어장치를 사용하여 최소한의 소음 제어 성능을 유지하게 된다.On the other hand, when the residual noise measured by the error microphone is larger than the conventional noise signal due to deterioration of the error microphone, hardware change of the controller, or divergence of the adaptive filter, the coefficient of the adaptive filter W 1 is forcibly set to 0 The control device is used only by the auxiliary filter W 0 storing the coefficients to maintain the minimum noise control performance.
즉, 적응필터 W1에 이상이 발생되었을 경우에는 보조필터 W0만 사용되어 소음이 제어되고, 적응필터 W1가 정상일 경우에는 적응필터 W1와 보조필터 W0가 동시에 사용되어 소음이 제어된다.That is, when an error occurs in the adaptive filter W 1 , only the auxiliary filter W 0 is used to control the noise. When the adaptive filter W 1 is normal, the adaptive filter W 1 and the auxiliary filter W 0 are simultaneously used to control the noise .
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 적응필터 이외의 보조필터를 사용하여 오차 마이크로폰의 열화나 제어기의 하드웨어 변화 또는 적응필터의 발산으로 인해 오류가 발생될 경우에도 최소한의 소음 제어 성능을 유지하도록 함으로써, 종래 기술과 대비하여 안정성이 향상되어 장치의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by using the auxiliary filter other than the adaptive filter, it is possible to maintain the minimum noise control performance even when an error occurs due to deterioration of the error microphone, hardware change of the controller, or divergence of the adaptive filter. The stability is improved in comparison with the technique, and the reliability of the device is improved.
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| KR1019970063807A KR19990042877A (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Method of controlling active noise of automobile |
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| KR (1) | KR19990042877A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100395464B1 (en) * | 2001-02-12 | 2003-08-25 | 노일섭 | Novel extraction method of Catechin and Catechin containing drinks using this method |
| KR100748425B1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-08-10 | 한양대학교 산학협력단 | Active Noise Control Device and method |
| KR101865531B1 (en) | 2018-03-15 | 2018-06-07 | 한밭대학교 산학협력단 | System for active noise attenuation of machinery considering reflected sound |
| KR20210105661A (en) | 2020-02-19 | 2021-08-27 | 윤우희 | noise reduction device using artificial intelligence of considering reflected sound |
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- 1997-11-28 KR KR1019970063807A patent/KR19990042877A/en not_active IP Right Cessation
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