JPH06161467A - 振動緩和装置 - Google Patents
振動緩和装置Info
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- JPH06161467A JPH06161467A JP4308658A JP30865892A JPH06161467A JP H06161467 A JPH06161467 A JP H06161467A JP 4308658 A JP4308658 A JP 4308658A JP 30865892 A JP30865892 A JP 30865892A JP H06161467 A JPH06161467 A JP H06161467A
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- Japan
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- coefficient
- frequency
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- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 能動騒音制御システムにおいて用いられる適
応型デジタルフィルタが開示される。このデジタルフィ
ルタでは、２次付加音データＹを演算により生成するの
に必要な９０度の時間遅延を有する振動データがシフト
レジスタから得られる。これに加えて、２次付加音発生
および残留振動検出経路において生じる信号の伝搬遅延
を、遅延データメモリ内に記憶された計測データに基づ
いて簡単な演算により考慮することができる。 【効果】 簡単な構成でかつ高速処理に適した適応型デ
ジタルフィルタが得られ、その結果能動騒音制御または
能動振動制御を高速に行なうことができる。
応型デジタルフィルタが開示される。このデジタルフィ
ルタでは、２次付加音データＹを演算により生成するの
に必要な９０度の時間遅延を有する振動データがシフト
レジスタから得られる。これに加えて、２次付加音発生
および残留振動検出経路において生じる信号の伝搬遅延
を、遅延データメモリ内に記憶された計測データに基づ
いて簡単な演算により考慮することができる。 【効果】 簡単な構成でかつ高速処理に適した適応型デ
ジタルフィルタが得られ、その結果能動騒音制御または
能動振動制御を高速に行なうことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、振動緩和装置に関
し、特に、振動源から発せられる振動を抑制振動を与え
ることにより緩和する振動緩和装置に関する。
し、特に、振動源から発せられる振動を抑制振動を与え
ることにより緩和する振動緩和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、送風機およびエンジンなどの
騒音を抑制する装置として、能動騒音制御装置が知られ
る。能動騒音制御装置は、騒音または振動と１８０度の
位相差を有し、かつ等しい振幅を有する音波または振動
を二次的に発生させ、干渉を引起こすことにより騒音ま
たは振動を抑制することができる。
騒音を抑制する装置として、能動騒音制御装置が知られ
る。能動騒音制御装置は、騒音または振動と１８０度の
位相差を有し、かつ等しい振幅を有する音波または振動
を二次的に発生させ、干渉を引起こすことにより騒音ま
たは振動を抑制することができる。
【０００３】周期的な騒音の抑制に関する先行技術とし
て、 （１）WIDROW他による“Adaptive Noise Cancelling:Pr
inciples and Application”と題された論文（PROCEEDI
NGS OF THE IEEE,VOL.63,NO.12,December,1975） （２）特表平３−５０１３１７号公報 （３）中路他による「車室内音場特性に着目したこもり
音アクティブ制御技術の研究」と題された論文（日本機
械学会，No.910-52 ，シンポジウム講演論文集）等が知
られる。
て、 （１）WIDROW他による“Adaptive Noise Cancelling:Pr
inciples and Application”と題された論文（PROCEEDI
NGS OF THE IEEE,VOL.63,NO.12,December,1975） （２）特表平３−５０１３１７号公報 （３）中路他による「車室内音場特性に着目したこもり
音アクティブ制御技術の研究」と題された論文（日本機
械学会，No.910-52 ，シンポジウム講演論文集）等が知
られる。
【０００４】図１１および図１２は、能動騒音制御の原
理を説明するためのベクトル図および振動波形図であ
る。本願発明および上記の先行技術（１）ないし（３）
において、図１１および図１２に示された能動騒音制御
のための原理が用いられている。
理を説明するためのベクトル図および振動波形図であ
る。本願発明および上記の先行技術（１）ないし（３）
において、図１１および図１２に示された能動騒音制御
のための原理が用いられている。
【０００５】図１１を参照して、ベクトルＶ０は騒音源
から発せられた騒音を示す。ベクトルＶ１は騒音源の振
動を示す。ベクトルＶ２はベクトルＶ１よりも位相が９
０度遅延されたベクトルを示す。ベクトルＶ３は騒音を
抑制するために付加されるべき逆位相付加音を示す。係
数Ｈ０およびＨ１は、逆位相付加音ベクトルＶ３を算出
するために用いられるもので、ベクトルＶ１およびＶ２
の絶対値にそれぞれ相当する。
から発せられた騒音を示す。ベクトルＶ１は騒音源の振
動を示す。ベクトルＶ２はベクトルＶ１よりも位相が９
０度遅延されたベクトルを示す。ベクトルＶ３は騒音を
抑制するために付加されるべき逆位相付加音を示す。係
数Ｈ０およびＨ１は、逆位相付加音ベクトルＶ３を算出
するために用いられるもので、ベクトルＶ１およびＶ２
の絶対値にそれぞれ相当する。
【０００６】図１２は、図１１に示したベクトルＶ０な
いしＶ３の関係を時間軸上で表わしている。図１２を参
照して、横軸は時間の経過を回転角度（度）で表わして
おり、縦軸は音圧レベルを示している。曲線Ｃ０は騒音
を示しており、曲線Ｃ１は騒音源の振動を示しており、
曲線Ｃ２は騒音源の振動Ｃ１の９０度遅延された振動を
示しており、曲線Ｃ３は逆位相付加音を示している。
いしＶ３の関係を時間軸上で表わしている。図１２を参
照して、横軸は時間の経過を回転角度（度）で表わして
おり、縦軸は音圧レベルを示している。曲線Ｃ０は騒音
を示しており、曲線Ｃ１は騒音源の振動を示しており、
曲線Ｃ２は騒音源の振動Ｃ１の９０度遅延された振動を
示しており、曲線Ｃ３は逆位相付加音を示している。
【０００７】一般に、抑制されるべき騒音ベクトルＶ０
を知ることができない。したがって、能動騒音制御の原
理では、騒音源の振動ベクトルＶ１を検出し、ベクトル
Ｖ１から９０度遅延されたベクトルＶ２を求め、これら
のベクトルＶ１およびＶ２から騒音を抑制するのに付加
されるべき逆位相付加音ベクトルＶ３が演算により求め
られる。演算により求められた逆位相付加音ベクトルＶ
３に基づいてスピーカから逆位相付加音が発せられ、こ
れにより騒音のレベルが緩和される。
を知ることができない。したがって、能動騒音制御の原
理では、騒音源の振動ベクトルＶ１を検出し、ベクトル
Ｖ１から９０度遅延されたベクトルＶ２を求め、これら
のベクトルＶ１およびＶ２から騒音を抑制するのに付加
されるべき逆位相付加音ベクトルＶ３が演算により求め
られる。演算により求められた逆位相付加音ベクトルＶ
３に基づいてスピーカから逆位相付加音が発せられ、こ
れにより騒音のレベルが緩和される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術例
（１）および（２）において開示された能動騒音制御装
置では、騒音源の振動の９０度遅延された振動ベクトル
（すなわちＶ２）を得るため、フェーズド・ロックド・
ループ（以下「ＰＬＬ」という）を必要とし、回路を複
雑化していた。また、先行技術例（１）および（２）で
は、２次付加音発生のためのスピーカ駆動経路における
時間遅延が考慮されていなかった。
（１）および（２）において開示された能動騒音制御装
置では、騒音源の振動の９０度遅延された振動ベクトル
（すなわちＶ２）を得るため、フェーズド・ロックド・
ループ（以下「ＰＬＬ」という）を必要とし、回路を複
雑化していた。また、先行技術例（１）および（２）で
は、２次付加音発生のためのスピーカ駆動経路における
時間遅延が考慮されていなかった。
【０００９】一方、先行技術例（３）では、２次付加音
発生のためのスピーカ駆動経路における時間遅延を考慮
するため、追加のデジタルフィルタが必要とされ、それ
らがソフトウエアで構成されるため演算量が多く、その
結果高速処理に適していなかった。
発生のためのスピーカ駆動経路における時間遅延を考慮
するため、追加のデジタルフィルタが必要とされ、それ
らがソフトウエアで構成されるため演算量が多く、その
結果高速処理に適していなかった。
【００１０】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたもので、簡単な構成でかつ高速処理に適した振
動緩和装置を提供することを目的とする。
なされたもので、簡単な構成でかつ高速処理に適した振
動緩和装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る振動緩和
装置は、振動源から発せられた振動を予め定められたサ
ンプリング時間間隔でサンプルし、サンプルされた振動
データＵn を出力するサンプリング手段と、サンプリン
グ手段から出力される振動データＵn を予め定められた
サンプリング時間間隔でシフトし、ｎ個の遅延された振
動データＵn-1ないしＵ0 を出力するシフトレジスタ手
段と、振動データＵn ないしＵ0 のうちほぼ９０度の位
相差を有する第１および第２の振動データおよび第１お
よび第２の係数データを第１の予め定められた演算式に
適用することにより、振動抑制信号を出力する第１の演
算手段と、振動抑制信号に応答して、振動源から発せら
れる振動を抑制するための抑制振動を発する抑制振動発
生手段と、振動源から発せられた振動のうち抑制振動に
よって抑制されなかった残留振動を検出する残留振動検
出手段と、各振動周波数について抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延デー
タを記憶する記憶手段と、振動源から発せられる振動の
周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段に
より検出された周波数により決定される記憶手段内の伝
搬遅延データおよび残留振動検出手段により検出された
残留振動データを第２の予め定められた演算式に適用す
ることにより、第１の演算手段のための第１および第２
の係数データを出力する第２の演算手段とを含む。
装置は、振動源から発せられた振動を予め定められたサ
ンプリング時間間隔でサンプルし、サンプルされた振動
データＵn を出力するサンプリング手段と、サンプリン
グ手段から出力される振動データＵn を予め定められた
サンプリング時間間隔でシフトし、ｎ個の遅延された振
動データＵn-1ないしＵ0 を出力するシフトレジスタ手
段と、振動データＵn ないしＵ0 のうちほぼ９０度の位
相差を有する第１および第２の振動データおよび第１お
よび第２の係数データを第１の予め定められた演算式に
適用することにより、振動抑制信号を出力する第１の演
算手段と、振動抑制信号に応答して、振動源から発せら
れる振動を抑制するための抑制振動を発する抑制振動発
生手段と、振動源から発せられた振動のうち抑制振動に
よって抑制されなかった残留振動を検出する残留振動検
出手段と、各振動周波数について抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延デー
タを記憶する記憶手段と、振動源から発せられる振動の
周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段に
より検出された周波数により決定される記憶手段内の伝
搬遅延データおよび残留振動検出手段により検出された
残留振動データを第２の予め定められた演算式に適用す
ることにより、第１の演算手段のための第１および第２
の係数データを出力する第２の演算手段とを含む。
【００１２】
【作用】この発明における振動緩和装置では、ほぼ９０
度の位相差を有する第１および第２の振動データを得る
のにシフトレジスタ手段が用いられており、したがって
ＰＬＬを用いる場合と比較して構成が簡単化され得る。
これに加えて、記憶手段内に各振動周波数について抑制
振動発生手段および残留振動検出手段において生じる伝
搬遅延データが記憶されており、記憶手段を参照するこ
とにより得られる伝搬遅延データを用いて伝搬遅延を考
慮するための第１および第２の係数データが簡単な第２
の予め定められた演算式により得られる。したがって、
伝搬遅延を考慮するために多くの演算を必要とする従来
のものと比較して、演算量が減少され、その結果高速処
理が達成され得る。
度の位相差を有する第１および第２の振動データを得る
のにシフトレジスタ手段が用いられており、したがって
ＰＬＬを用いる場合と比較して構成が簡単化され得る。
これに加えて、記憶手段内に各振動周波数について抑制
振動発生手段および残留振動検出手段において生じる伝
搬遅延データが記憶されており、記憶手段を参照するこ
とにより得られる伝搬遅延データを用いて伝搬遅延を考
慮するための第１および第２の係数データが簡単な第２
の予め定められた演算式により得られる。したがって、
伝搬遅延を考慮するために多くの演算を必要とする従来
のものと比較して、演算量が減少され、その結果高速処
理が達成され得る。
【００１３】
【実施例】図２は、この発明の一実施例を示す能動騒音
制御システムのブロック図である。図２に示した例で
は、この発明が送風機から発せられる騒音を抑制するた
めに適用された例を示している。図２を参照して、送風
機の動力源である回転機器１に、回転機器１の振動を検
出するための振動センサ１２が取付けられる。振動セン
サ１２を介して、回転機器１の回転周波数および振動ベ
クトルが検出される。検出された振動は、増幅器（図示
せず）を備えたフィルタ３を介してＡ／Ｄ変換器９に与
えられる。
制御システムのブロック図である。図２に示した例で
は、この発明が送風機から発せられる騒音を抑制するた
めに適用された例を示している。図２を参照して、送風
機の動力源である回転機器１に、回転機器１の振動を検
出するための振動センサ１２が取付けられる。振動セン
サ１２を介して、回転機器１の回転周波数および振動ベ
クトルが検出される。検出された振動は、増幅器（図示
せず）を備えたフィルタ３を介してＡ／Ｄ変換器９に与
えられる。
【００１４】Ａ／Ｄ変換器９において、予め定められた
サンプリング周期毎に振動がサンプルされ、振動データ
が適応型デジタルフィルタ８に与えられる。たとえば、
図２に示した能動騒音制御システムにおける回転機器１
の振動周波数が２５０ないし５００Ｈｚである場合で
は、サンプリング時間間隔が５００Ｈｚであるとする
と、サンプリング数は、２５０Ｈｚにおいて２０個、５
００Ｈｚにおいて１０個となる。
サンプリング周期毎に振動がサンプルされ、振動データ
が適応型デジタルフィルタ８に与えられる。たとえば、
図２に示した能動騒音制御システムにおける回転機器１
の振動周波数が２５０ないし５００Ｈｚである場合で
は、サンプリング時間間隔が５００Ｈｚであるとする
と、サンプリング数は、２５０Ｈｚにおいて２０個、５
００Ｈｚにおいて１０個となる。
【００１５】適応型デジタルフィルタ８における演算処
理により、２次付加音信号が求められ、２次付加音信号
はフィルタ５内に設けられた増幅器（図示せず）を介し
てスピーカ６に与えられる。スピーカ６を介して、回転
機器１から発せられる騒音を抑制するための２次付加音
が発せられる。
理により、２次付加音信号が求められ、２次付加音信号
はフィルタ５内に設けられた増幅器（図示せず）を介し
てスピーカ６に与えられる。スピーカ６を介して、回転
機器１から発せられる騒音を抑制するための２次付加音
が発せられる。
【００１６】誤差検出マイク４は、回転機器１から発せ
られた騒音および２次付加音の合成された残留騒音（ま
たは誤差）を検出し、フィルタ７に与える。フィルタ７
を介して残留騒音信号（または誤差信号）が適応型デジ
タルフィルタ８に与えられる。
られた騒音および２次付加音の合成された残留騒音（ま
たは誤差）を検出し、フィルタ７に与える。フィルタ７
を介して残留騒音信号（または誤差信号）が適応型デジ
タルフィルタ８に与えられる。
【００１７】図１は、図２に示した適応型デジタルフィ
ルタ８のブロック図である。図１を参照して、適応型デ
ジタルフィルタ８は、ｎ個のレジスタ８０ないし８n-1
によって構成されたシフトレジスタと、ｎ個のスイッチ
ＳＷ０ないしＳＷn-1 によって構成されたセレクタと、
係数乗算器９０および９１と、加算器９３と、係数演算
部９４と、遅延データメモリ９５とを含む。
ルタ８のブロック図である。図１を参照して、適応型デ
ジタルフィルタ８は、ｎ個のレジスタ８０ないし８n-1
によって構成されたシフトレジスタと、ｎ個のスイッチ
ＳＷ０ないしＳＷn-1 によって構成されたセレクタと、
係数乗算器９０および９１と、加算器９３と、係数演算
部９４と、遅延データメモリ９５とを含む。
【００１８】シフトレジスタを構成する各レジスタ８０
ないし８n-1 は、図２に示したＡ／Ｄ変換器９における
１つのサンプリング時間間隔に相当する時間遅延Ｚ-1を
有する。９０度の時間長さに相当するレジスタの数は、
たとえば２５０Ｈｚで５個、５００Ｈｚでは２または３
に相当する。図１に示した例では、９０度の時間遅延が
２個のレジスタにより得られるものとしており、したが
ってスイッチＳＷn-2のみがオンしている。なお、図１
に示した例ではスイッチＳＷ０ないしＳＷn-1が用いら
れているが、図１に示した適応型デジタルフィルタ８が
すべてソフトウエアにより構成される場合では、スイッ
チＳＷ０ないしＳＷn-1 もソフトウエアにより実現さ
れ、機能的にスイッチとしての役割が果たされる。
ないし８n-1 は、図２に示したＡ／Ｄ変換器９における
１つのサンプリング時間間隔に相当する時間遅延Ｚ-1を
有する。９０度の時間長さに相当するレジスタの数は、
たとえば２５０Ｈｚで５個、５００Ｈｚでは２または３
に相当する。図１に示した例では、９０度の時間遅延が
２個のレジスタにより得られるものとしており、したが
ってスイッチＳＷn-2のみがオンしている。なお、図１
に示した例ではスイッチＳＷ０ないしＳＷn-1が用いら
れているが、図１に示した適応型デジタルフィルタ８が
すべてソフトウエアにより構成される場合では、スイッ
チＳＷ０ないしＳＷn-1 もソフトウエアにより実現さ
れ、機能的にスイッチとしての役割が果たされる。
【００１９】セレクタ内のスイッチＳＷ０ないしＳＷ
n-1 のうちの１つがオンすることにより、遅延された騒
音データＵ0 ないしＵn-1 の１つが係数乗算器９０また
は係数演算部９４に与えられる。遅延されていない騒音
データＵn は係数乗算器９１に与えられる。
n-1 のうちの１つがオンすることにより、遅延された騒
音データＵ0 ないしＵn-1 の１つが係数乗算器９０また
は係数演算部９４に与えられる。遅延されていない騒音
データＵn は係数乗算器９１に与えられる。
【００２０】係数乗算器９１は、振動データＵn と係数
Ｈ１とを乗算し、乗算されたデータを加算器９３に与え
る。係数乗算器９０は、遅延振動データＵ0 ないしＵ
n-1 のうちの１つと係数Ｈ０とを乗算し、乗算されたデ
ータを加算器９３に与える。加算器９３は、２つの与え
られた乗算データを加算し、加算データを２次付加音信
号Ｙとして出力する。
Ｈ１とを乗算し、乗算されたデータを加算器９３に与え
る。係数乗算器９０は、遅延振動データＵ0 ないしＵ
n-1 のうちの１つと係数Ｈ０とを乗算し、乗算されたデ
ータを加算器９３に与える。加算器９３は、２つの与え
られた乗算データを加算し、加算データを２次付加音信
号Ｙとして出力する。
【００２１】係数演算部９４では、係数乗算器９０およ
び９１での演算に用いられる係数Ｈ０およびＨ１を更新
するための演算を行なう。遅延データメモリ９５は、２
次付加音発生経路における信号の伝搬遅延に関するデー
タを振動周波数毎に記憶している。遅延データメモリ９
５において記憶されたデータは、係数演算部９４におけ
る係数更新のための演算処理において用いられる。
び９１での演算に用いられる係数Ｈ０およびＨ１を更新
するための演算を行なう。遅延データメモリ９５は、２
次付加音発生経路における信号の伝搬遅延に関するデー
タを振動周波数毎に記憶している。遅延データメモリ９
５において記憶されたデータは、係数演算部９４におけ
る係数更新のための演算処理において用いられる。
【００２２】騒音抑制制御のための基本的な動作は、シ
フトレジスタ，セレクタ，係数乗算器９０および９１な
らびに加算器９３を用いて行なわれる。すなわち、現在
の騒音データＵn に対し９０度遅延された騒音データが
Ｕn-2 であると仮定すると、図１に示したスイッチＳＷ
n-2 がオンし、したがって係数乗算器９０および９１
に、９０度遅延された振動データＵn-2 および現在の振
動データＵn がそれぞれ与えられる。したがって、係数
乗算器９０および９１ならびに加算器９３により、次式
による演算が行なわれ、加算器９３の出力信号Ｙが２次
付加音信号として出力される。
フトレジスタ，セレクタ，係数乗算器９０および９１な
らびに加算器９３を用いて行なわれる。すなわち、現在
の騒音データＵn に対し９０度遅延された騒音データが
Ｕn-2 であると仮定すると、図１に示したスイッチＳＷ
n-2 がオンし、したがって係数乗算器９０および９１
に、９０度遅延された振動データＵn-2 および現在の振
動データＵn がそれぞれ与えられる。したがって、係数
乗算器９０および９１ならびに加算器９３により、次式
による演算が行なわれ、加算器９３の出力信号Ｙが２次
付加音信号として出力される。
【００２３】Ｙ＝Ｕn ＊Ｈ１＋Ｕn-2 ＊Ｈ０……（１） その結果、図１１に示した原理図に基づいて、逆位相付
加音ベクトルＶ３が２次付加音信号Ｙとして得られる。
２次付加音信号Ｙに基づいて、スピーカ６から騒音を抑
制するための２次付加音が発せられる。
加音ベクトルＶ３が２次付加音信号Ｙとして得られる。
２次付加音信号Ｙに基づいて、スピーカ６から騒音を抑
制するための２次付加音が発せられる。
【００２４】図１に示した係数演算部９４において、係
数更新のため次式により現わされた演算処理が行なわれ
る。
数更新のため次式により現わされた演算処理が行なわれ
る。
【００２５】 Ｈ１＝Ｈ１′−２＊α＊Ｕn-m ＊Ｅ……（２） Ｈ０＝Ｈ０′−２＊α＊Ｕn-2-m ＊Ｅ……（３） 上記の式（２）および（３）において、係数Ｈ１，Ｈ０
は更新された係数を示し、係数Ｈ１′およびＨ０′は更
新される前の古い係数を示す。また、αは正の小さな値
（たとえば０．０１）であり、Ｅは図２に示したセンサ
４により検出される誤差データ（残留騒音データ）に相
当する。
は更新された係数を示し、係数Ｈ１′およびＨ０′は更
新される前の古い係数を示す。また、αは正の小さな値
（たとえば０．０１）であり、Ｅは図２に示したセンサ
４により検出される誤差データ（残留騒音データ）に相
当する。
【００２６】データｍは、図１に示した遅延データメモ
リ９５において振動周波数毎に記憶されている。２次付
加音の発生経路における信号の遅延時間長さは、騒音の
周波数に応じて変化されるので、遅延データメモリ９５
から騒音周波数に応じてデータｍが読出される。
リ９５において振動周波数毎に記憶されている。２次付
加音の発生経路における信号の遅延時間長さは、騒音の
周波数に応じて変化されるので、遅延データメモリ９５
から騒音周波数に応じてデータｍが読出される。
【００２７】なお、上記の式（１）では、入力振動デー
タＵn に対し、９０度遅延された振動データが図１に示
したレジスタ８n-2 から出力されるものと仮定してい
る。言換えると、９０度遅延が２つのレジスタを介して
得られるものと仮定している。また、αは、騒音制御シ
ステムにおいて要求されるシステムの安定度または応答
性により決定される。
タＵn に対し、９０度遅延された振動データが図１に示
したレジスタ８n-2 から出力されるものと仮定してい
る。言換えると、９０度遅延が２つのレジスタを介して
得られるものと仮定している。また、αは、騒音制御シ
ステムにおいて要求されるシステムの安定度または応答
性により決定される。
【００２８】図３は、図１に示した適応型デジタルフィ
ルタにおいて用いられる２つの振動データの遅延時間差
と誤差（残留騒音）が安定収束するのに要する係数の更
新回数との間の関係を示すグラフである。図３を参照し
て、横軸は２つの振動データの遅延時間差（度）を示
し、縦軸は安定収束するのに要する係数の更新回数を示
している。図３からわかるように、係数を短時間で安定
収束させるためには遅延時間差が９０度であることが最
も好ましいのであるが、必ずしも９０度に固定する必要
はなく、約８０度ないし１００度の範囲内であれば、収
束するのに要する時間はそれほど変わらない。したがっ
て、現在の振動データＵn とその９０度遅延データ（図
１に示した例ではＵn-2 ）との間の遅延時間差は、ほぼ
９０度に設定されれば十分である。
ルタにおいて用いられる２つの振動データの遅延時間差
と誤差（残留騒音）が安定収束するのに要する係数の更
新回数との間の関係を示すグラフである。図３を参照し
て、横軸は２つの振動データの遅延時間差（度）を示
し、縦軸は安定収束するのに要する係数の更新回数を示
している。図３からわかるように、係数を短時間で安定
収束させるためには遅延時間差が９０度であることが最
も好ましいのであるが、必ずしも９０度に固定する必要
はなく、約８０度ないし１００度の範囲内であれば、収
束するのに要する時間はそれほど変わらない。したがっ
て、現在の振動データＵn とその９０度遅延データ（図
１に示した例ではＵn-2 ）との間の遅延時間差は、ほぼ
９０度に設定されれば十分である。
【００２９】図４は、図１に示した適応型デジタルフィ
ルタにおける演算処理フローを示すフローチャートであ
る。図４を参照して、ステップ２１において、図１に示
したシフトレジスタにより振動データがシフトされる。
したがって、１つのサンプリング時間間隔が経過した後
は、現在の振動データＵn は遅延振動データＵn-1 とし
て出力される。これと同時に、新しい振動データＵn が
最初のレジスタ８n-1に入力される。
ルタにおける演算処理フローを示すフローチャートであ
る。図４を参照して、ステップ２１において、図１に示
したシフトレジスタにより振動データがシフトされる。
したがって、１つのサンプリング時間間隔が経過した後
は、現在の振動データＵn は遅延振動データＵn-1 とし
て出力される。これと同時に、新しい振動データＵn が
最初のレジスタ８n-1に入力される。
【００３０】ステップ２２において、遅延データメモリ
９５が参照される。すなわち、現在の振動周波数を用い
て遅延データメモリ９５が参照され、データｍが読出さ
れる。
９５が参照される。すなわち、現在の振動周波数を用い
て遅延データメモリ９５が参照され、データｍが読出さ
れる。
【００３１】ステップ２３において、データｍを前述の
式（２）および（３）に適用することにより、新しい係
数Ｈ１，Ｈ０が演算により求められる。
式（２）および（３）に適用することにより、新しい係
数Ｈ１，Ｈ０が演算により求められる。
【００３２】ステップ２４において、新しい係数Ｈ１，
Ｈ０を前述の式（１）に適用することにより、２次付加
音データＹが演算により求められる。
Ｈ０を前述の式（１）に適用することにより、２次付加
音データＹが演算により求められる。
【００３３】ステップ２５において、得られた２次付加
音データＹに基づいて、スピーカ６から２次付加音が発
生される。
音データＹに基づいて、スピーカ６から２次付加音が発
生される。
【００３４】ステップ２５の後処理はステップ２１に戻
り、ステップ２１ないし２５の処理が繰返される。これ
により、２つの係数Ｈ１，Ｈ０がいずれも０に収束し、
騒音抑制のための制御が行なわれる。
り、ステップ２１ないし２５の処理が繰返される。これ
により、２つの係数Ｈ１，Ｈ０がいずれも０に収束し、
騒音抑制のための制御が行なわれる。
【００３５】図５は、式（２）および（３）により更新
された係数Ｈ１，Ｈ０の更新の経過を示すグラフであ
る。図５を参照して、横軸は係数Ｈ１の変化を示し、縦
軸は係数Ｈ０の変化を示す。図５からわかるように、係
数Ｈ１およびＨ０はいずれも速やかに収束する。
された係数Ｈ１，Ｈ０の更新の経過を示すグラフであ
る。図５を参照して、横軸は係数Ｈ１の変化を示し、縦
軸は係数Ｈ０の変化を示す。図５からわかるように、係
数Ｈ１およびＨ０はいずれも速やかに収束する。
【００３６】図６は、図５に示した係数Ｈ１，Ｈ０の更
新に対応する誤差データＥのレベルの変化を示すグラフ
である。図６を参照して、横軸は係数Ｈ１，Ｈ０の更新
回数を示し、縦軸は誤差Ｅ（デシベル）を示している。
図６では、係数の更新前の誤差Ｅを０デシベルとしてい
る。図６からわかるように、誤差Ｅは安定して収束に向
かっている。
新に対応する誤差データＥのレベルの変化を示すグラフ
である。図６を参照して、横軸は係数Ｈ１，Ｈ０の更新
回数を示し、縦軸は誤差Ｅ（デシベル）を示している。
図６では、係数の更新前の誤差Ｅを０デシベルとしてい
る。図６からわかるように、誤差Ｅは安定して収束に向
かっている。
【００３７】図７は、式（２）および加算におけるデー
タｍを考慮しない場合の係数Ｈ１，Ｈ０の更新の経過を
示すグラフである。図７に示した例では、遅延時間差も
図１に示した１つのレジスタ分ずれているので、係数Ｈ
１，Ｈ０が不安定に変化し、収束するのに長い時間を要
する。
タｍを考慮しない場合の係数Ｈ１，Ｈ０の更新の経過を
示すグラフである。図７に示した例では、遅延時間差も
図１に示した１つのレジスタ分ずれているので、係数Ｈ
１，Ｈ０が不安定に変化し、収束するのに長い時間を要
する。
【００３８】図８は、図７に示した係数Ｈ１，Ｈ０の更
新に対応する誤差データＥのレベルの変化を示すグラフ
である。図８を図６と比較するとわかるように、誤差Ｅ
は一時的に大きくなることもありしたがって不安定で、
収束に要する時間が長いことがわかる。
新に対応する誤差データＥのレベルの変化を示すグラフ
である。図８を図６と比較するとわかるように、誤差Ｅ
は一時的に大きくなることもありしたがって不安定で、
収束に要する時間が長いことがわかる。
【００３９】以下の記載では、遅延データメモリ９５内
にストアされるべきデータｍについて説明する。２次付
加音の発生経路においては、前述のように振動周波数に
応じて変化する伝搬遅延が生じる。したがって、予めこ
の伝搬遅延を計測しておき、伝搬遅延データが遅延デー
タメモリ９５内に記憶される。
にストアされるべきデータｍについて説明する。２次付
加音の発生経路においては、前述のように振動周波数に
応じて変化する伝搬遅延が生じる。したがって、予めこ
の伝搬遅延を計測しておき、伝搬遅延データが遅延デー
タメモリ９５内に記憶される。
【００４０】より具体的には、計測モードにおいて、図
２に示した適応型デジタルフィルタ８から正弦波信号を
信号Ｙとして出力し、図２に示したフィルタ５，スピー
カ６，マイク４，フィルタ７を介して適応型デジタルフ
ィルタ８に戻る経路における信号の遅延時間を計測す
る。この経路において生じる遅延は、スピーカ６からマ
イク４への空気伝搬遅延も含まれている。また、フィル
タ５および７には増幅器（図示せず）が含まれているの
で、これらの遅延も計測に含まれている。上記の経路に
おける遅延時間は各振動周波数毎に計測される。
２に示した適応型デジタルフィルタ８から正弦波信号を
信号Ｙとして出力し、図２に示したフィルタ５，スピー
カ６，マイク４，フィルタ７を介して適応型デジタルフ
ィルタ８に戻る経路における信号の遅延時間を計測す
る。この経路において生じる遅延は、スピーカ６からマ
イク４への空気伝搬遅延も含まれている。また、フィル
タ５および７には増幅器（図示せず）が含まれているの
で、これらの遅延も計測に含まれている。上記の経路に
おける遅延時間は各振動周波数毎に計測される。
【００４１】たとえば、振動データＵのサンプリング周
波数が５０００Ｈｚであると仮定すると、図１に示した
１つのレジスタによる遅延時間長さは２００μｓｅｃと
なる。そこで、５００Ｈｚの正弦波信号を出力信号Ｙと
して発生し、上記の経路における時間遅延を計測すると
図９に示した計測結果が得られる。
波数が５０００Ｈｚであると仮定すると、図１に示した
１つのレジスタによる遅延時間長さは２００μｓｅｃと
なる。そこで、５００Ｈｚの正弦波信号を出力信号Ｙと
して発生し、上記の経路における時間遅延を計測すると
図９に示した計測結果が得られる。
【００４２】図９を参照して、横軸は正弦波信号の周波
数（ｋＨｚ）を示し、縦軸は遅延時間（ｍｓｅｃ）を示
す。ここでいう遅延時間は、信号Ｙ（正弦波信号）と誤
差信号Ｅとの間について、図１０に示されるように規定
されている。
数（ｋＨｚ）を示し、縦軸は遅延時間（ｍｓｅｃ）を示
す。ここでいう遅延時間は、信号Ｙ（正弦波信号）と誤
差信号Ｅとの間について、図１０に示されるように規定
されている。
【００４３】したがって、各周波数毎の遅延時間を考慮
に入れて、式（２）および（３）において用いられるべ
きデータｍを求めると、一例として次の表１に示したデ
ータが得られる。このデータが図１に示した遅延データ
メモリ９５において記憶される。
に入れて、式（２）および（３）において用いられるべ
きデータｍを求めると、一例として次の表１に示したデ
ータが得られる。このデータが図１に示した遅延データ
メモリ９５において記憶される。
【００４４】
【表１】
【００４５】したがって、遅延データメモリ９５内に表
１に示したデータが記憶されているので、式（２）およ
び（３）を用いて係数Ｈ１およびＨ０が演算される際
に、振動周波数に基づいてデータｍが読出され、読出さ
れたデータｍを用いて演算が行なわれる。
１に示したデータが記憶されているので、式（２）およ
び（３）を用いて係数Ｈ１およびＨ０が演算される際
に、振動周波数に基づいてデータｍが読出され、読出さ
れたデータｍを用いて演算が行なわれる。
【００４６】このように、図２に示した能動騒音制御シ
ステムにおいて図１に示した適応型デジタルフィルタ８
を用いると、９０度の時間遅延を有する振動データが簡
単な構成、すなわちシフトレジスタを介して得ることが
できる。これに加えて、２次付加音発生および残留騒音
検出経路における信号の伝搬遅延を、式（２）および
（３）を用いて簡単に考慮し得るので、少ない演算量
で、したがって高速処理に適した能動騒音制御システム
が得られる。
ステムにおいて図１に示した適応型デジタルフィルタ８
を用いると、９０度の時間遅延を有する振動データが簡
単な構成、すなわちシフトレジスタを介して得ることが
できる。これに加えて、２次付加音発生および残留騒音
検出経路における信号の伝搬遅延を、式（２）および
（３）を用いて簡単に考慮し得るので、少ない演算量
で、したがって高速処理に適した能動騒音制御システム
が得られる。
【００４７】上記の実施例では、この発明が能動騒音制
御システムに適用される例を示したが、この発明は一般
に振動源から発せられる振動を抑制するための振動緩和
装置に広く適用できることが指摘される。
御システムに適用される例を示したが、この発明は一般
に振動源から発せられる振動を抑制するための振動緩和
装置に広く適用できることが指摘される。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シフ
トレジスタ手段を用いてほぼ９０度の位相差を有する２
つの振動データが得られ、しかも抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延を簡
単な演算式を用いて考慮することができるので、簡単な
構成でかつ高速処理に適した振動緩和装置が得られた。
トレジスタ手段を用いてほぼ９０度の位相差を有する２
つの振動データが得られ、しかも抑制振動発生手段およ
び残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延を簡
単な演算式を用いて考慮することができるので、簡単な
構成でかつ高速処理に適した振動緩和装置が得られた。
【図１】図２に示した能動騒音制御システムにおいて用
いられる適応型デジタルフィルタのブロック図である。
いられる適応型デジタルフィルタのブロック図である。
【図２】この発明の一実施例を示す能動騒音制御システ
ムのブロック図である。
ムのブロック図である。
【図３】図１に示した適応型デジタルフィルタにおいて
用いられる２つの振動データの遅延時間差と誤差が安定
収束するのに要する係数の更新回数との間の関係を示す
グラフである。
用いられる２つの振動データの遅延時間差と誤差が安定
収束するのに要する係数の更新回数との間の関係を示す
グラフである。
【図４】図１に示した適応型デジタルフィルタにおける
演算処理のフローチャートである。
演算処理のフローチャートである。
【図５】演算式（２）および（３）により更新された係
数Ｈ１およびＨ０の更新の経過を示すグラフである。
数Ｈ１およびＨ０の更新の経過を示すグラフである。
【図６】図５に示した係数の更新に対応する誤差Ｅの変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
【図７】演算式（２）および（３）におけるデータｍを
考慮しない場合の係数Ｈ１およびＨ０の更新の経過を示
すグラフである。
考慮しない場合の係数Ｈ１およびＨ０の更新の経過を示
すグラフである。
【図８】図７に示した係数の更新に対応する誤差Ｅの変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
【図９】振動周波数と２次付加音発生および残留騒音検
出経路において生じる時間遅延との間の計測結果を示す
グラフである。
出経路において生じる時間遅延との間の計測結果を示す
グラフである。
【図１０】図９に示した遅延時間を規定するグラフであ
る。
る。
【図１１】能動騒音制御の原理を説明するためのベクト
ル図である。
ル図である。
【図１２】能動騒音制御の原理を説明するための振動波
形図である。
形図である。
１ 回転機器 ２ 振動センサ ３，５，７ フィルタ ４ 誤差検出用マイク ６ スピーカ ８ 適応型デジタルフィルタ ９ Ａ／Ｄ変換器 ９０，９１ 係数乗算器 ９３ 加算器 ９４ 係数演算部 ９５ 遅延データメモリ ８０ないし８n-1 レジスタ ＳＷ０ないしＳＷn-1 スイッチ Ｕ，Ｕn ないしＵ0 振動データ Ｅ 誤差信号 Ｙ ２次付加音信号
Claims (1)
- 【請求項１】 振動源から発せられる振動を緩和する振
動緩和装置であって、 振動を予め定められたサンプリング時間間隔でサンプル
し、サンプルされた振動データＵn を出力するサンプリ
ング手段と、 前記サンプリング手段から出力される振動データＵn を
前記予め定められたサンプリング時間間隔でシフトし、
ｎ個の遅延された振動データＵn-1 ないしＵ0を出力す
るシフトレジスタ手段と、 前記振動データＵn ないしＵ0 のうちほぼ９０度の位相
差を有する第１および第２の振動データおよび第１およ
び第２の係数データを第１の予め定められた演算式に適
用することにより、振動抑制信号を出力する第１の演算
手段と、 振動抑制信号に応答して、前記振動源から発せられる振
動を抑制するための抑制振動を発する抑制振動発生手段
と、 前記振動源から発せられた振動のうち前記抑制振動によ
って抑制されなかった残留振動を検出する残留振動検出
手段と、 各振動周波数について前記抑制振動発生手段および前記
残留振動検出手段において生じる信号の伝搬遅延データ
を記憶する記憶手段と、 前記振動源から発せられる振動の周波数を検出する周波
数検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数により決定
される前記記憶手段内の伝搬遅延データおよび前記残留
振動検出手段により検出された残留振動データを第２の
予め定められた演算式に適用することにより、前記第１
の演算手段のための前記第１および第２の係数データを
出力する第２の演算手段とを含む、振動緩和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308658A JP2860026B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 振動緩和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308658A JP2860026B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 振動緩和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06161467A true JPH06161467A (ja) | 1994-06-07 |
| JP2860026B2 JP2860026B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17983733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308658A Expired - Fee Related JP2860026B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 振動緩和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860026B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09274489A (ja) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Canon Inc | 騒音低減装置 |
| CN105510066A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 长兴昇阳科技有限公司 | 基于自适应降噪算法的一类旋转机械系统故障诊断方法 |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP4308658A patent/JP2860026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09274489A (ja) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Canon Inc | 騒音低減装置 |
| CN105510066A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 长兴昇阳科技有限公司 | 基于自适应降噪算法的一类旋转机械系统故障诊断方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2860026B2 (ja) | 1999-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981110 |
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