JPH0720880A - 能動振動・騒音制御装置 - Google Patents

能動振動・騒音制御装置

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JPH0720880A
JPH0720880A JP5149067A JP14906793A JPH0720880A JP H0720880 A JPH0720880 A JP H0720880A JP 5149067 A JP5149067 A JP 5149067A JP 14906793 A JP14906793 A JP 14906793A JP H0720880 A JPH0720880 A JP H0720880A
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JP
Japan
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vibration
sound
signal
control
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP5149067A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaharu Nishimura
正治 西村
Takanori Arai
隆範 新井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP5149067A priority Critical patent/JPH0720880A/ja
Publication of JPH0720880A publication Critical patent/JPH0720880A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 閉空間内において定在波音場・振動をなく
し、かつ能動吸収壁を容易に実現可能な能動振動・騒音
制御装置を提供する。 【構成】 音源又は振動源1からの音等は、参照音圧又
は振動検出器2で検出信号4に変換され、信号処理器5
に供給される。信号処理器5は、検出信号4に基づいて
制御信号6を制御音又は振動発生器8に供給し、制御音
又は振動9を放射させる。この制御音又は振動9は、音
源又は振動源1からの一次音又は振動10と合成され、
誤差検出場所11に所定間隔を保って設置された誤差音
圧又は振動検出器12a,12bで検出される。検出器
12bで検出された信号は、遅延回路24、位相反転器
25を介してミキサー22に入力され、検出器12aの
検出信号と合成され、誤差信号13として取出される。
信号処理器5は、ミキサー22から供給される誤差信号
13が最小となるような制御信号6を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダクトの能動消音装
置、能動吸音壁、能動防音壁、能動制振装置等に用いら
れる能動振動・騒音制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な能動振動・騒音制御装置
(1チャンネル)は、図8に示すように構成されてい
る。図8において、1は音源又は振動源で、この音源又
は振動源1から放射された音又は振動は、参照音圧又は
振動検出器2により検出されて増幅器3に入力される。
この増幅器3で増幅された検出信号4は、信号処理器5
で処理されて制御信号6となり、増幅器7で増幅された
後、制御音又は振動発生器8から放射される。そして、
この制御音又は振動発生器8から放射された制御音又は
振動9は、上記音源又は振動源1からの一次音又は振動
10と合成され、この合成された音または振動が誤差検
出場所11に設置された誤差音圧又は振動検出器12で
検出される。この誤差音圧又は振動検出器12で検出さ
れた信号は、増幅器13で増幅され、誤差信号14とし
て信号処理器5に入力される。この信号処理器5は、誤
差信号14が最小となるように制御信号6を常に調節す
る。
【0003】上記のように従来では、1つの誤差検出場
所11に対して一つの音圧検出器又は振動検出器12が
使用されている。図9は、複数の音源又は振動源1から
放射された音又は振動に対して、複数の制御音又は振動
発生器8によって複数の誤差検出場所11を制御する従
来の多チャンネル能動振動・騒音制御装置の構成例であ
る。この場合においても、各誤差検出場所11に対して
それぞれ一つの誤差音圧又は振動検出器12が設置され
る。
【0004】上記図8及び図9では、参照音圧又は振動
検出器2により検出した信号4を参照信号として用いる
フィードフォワードシステムについての例を示したが、
検出信号4を用いないフィードバックシステムも考えら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、誤差
検出場所11に一つの誤差電圧又は振動検出器12のみ
が設置されており、その点の音圧または振動は最小にす
ることができるが、この誤差検出場所11以外での音圧
又は振動の増減については、音源又は振動源1の位置、
制御音又は振動発生器8の位置、音源又は振動場の条件
や対象とする波長等に依存する。従って、閉じられた空
間において音を静かにする場合等では、誤差検出場所1
1付近の音圧は減少するが、他の場所の音圧は増加する
ようなことが多々見られる。
【0006】そのため、多チャンネル制御が行なわれて
はいるが、システム自体が複雑で高価になってしまうと
いう問題があった。また、最近では、上記誤差音圧又は
振動検出器12として、音響インテンシティプローブや
振動インテンシティプローブを使用し、その部分を通過
する音響又は振動エネルギーを最小にする制御も行なわ
れ始めているが、これは音響又は振動エネルギーの流れ
を最小にするものであり、必ずしも音又は振動レベルが
最小になるとは限らない。例えば、完全な定在波場にお
いてはエネルギーの流れはないが、音圧又は振動レベル
は最大になる箇所が存在する。更に、インテンシティの
計測は通常周波数領域の演算で行なわれており、能動振
動・騒音制御で通常行なわれている時間領域の制御には
不向きなこと、インテンシティの時間波形を出力するに
はかなり高価なプローブが必要であること等の問題もあ
る。
【0007】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、閉空間内においても定在波音場を無くすことがで
き、かつ時間領域での適応制御が可能な能動振動・騒音
制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、音または振動
の発生器を用いて、音または振動を能率的に制御する能
動振動・騒音制御装置において、制御の誤差を検出する
一つの場所に音または振動を検出して電気信号に変換す
る検出器を二つ設置し、その一方の検出信号を音または
振動が一方の検出器を通過した後、他方の検出器に至る
までの時間分遅延させ、その信号を他方の検出信号から
差し引いて得られた信号を制御誤差信号として使用する
ことを特徴とする
【0009】
【作用】音源又は振動源から放射された音又は振動は、
参照音圧又は振動検出器で検出され、その検出信号が信
号処理器に供給される。信号処理器は、検出信号に基づ
いて制御信号を出力し、制御音又は振動発生器から制御
音又は振動を放射させる。この制御音又は振動は、音源
又は振動源からの一次音又は振動と合成され、誤差検出
場所に距離bの間隔を保って設置された二つの誤差音圧
又は振動検出器で検出される。
【0010】一方の検出器で検出された信号は、遅延回
路で遅延された後、他方の検出器の検出信号から差し引
かれて制御誤差信号が作成される。そして、この制御誤
差信号が常に最小になるように制御が行なわれる。
【0011】このように制御誤差信号として時系列波形
信号を得ることにより、特定方向に伝播する成分のみ制
御できると共に、能動振動・騒音制御に用いられるLM
S(LMS:Least Mean Square)アルゴリズム等の時間
領域の適応制御が同信号を用いて直接に実行することが
できる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は、本発明の一実施例に係る能動振動・騒
音制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示す
ように音源又は振動源1から放射される音又は振動は、
参照音圧又は振動検出器2により検出され、増幅器3で
増幅された後、検出信号4として取り出される。この検
出信号4は、信号処理器5により処理されて制御信号6
となり、増幅器7で増幅された後、制御音又は振動発生
器8から放射される。そして、この制御音又は振動発生
器8から放射された制御音又は振動9は、上記音源又は
振動源1からの一次音又は振動10と合成され、この合
成された音または振動が誤差検出場所11に設置された
二つの誤差音圧又は振動検出器12a,12bで検出さ
れる。これらの誤差音圧又は振動検出器12a,12b
は、誤差情報に含めたくない音・振動の伝播方向Aに所
定距離bを保って並行配置される。即ち、その上方側
(伝播してくる方向)には検出器12b,下方側(伝播
していく方向)を検出器12aが距離bだけ離して設置
される。
【0013】そして、検出器12aにより検出された信
号は、増幅器21を介してミキサー22に入力され、検
出器12bにより検出された信号は、増幅器23、遅延
回路24及び位相反転器25を介してミキサー22に入
力される。この場合、遅延回路24は、音又は振動が検
出器12bを通過した後、検出器12aに至るまで伝播
するのに必要な時間分を遅延させる。
【0014】次に上記実施例の動作を説明する。音源又
は振動源1から放射された音又は振動は、参照音圧又は
振動検出器2で検出されて増幅器3に入力され、その増
幅された信号が検出信号4として信号処理器5に供給さ
れる。信号処理器5は、検出信号4に基づいて制御信号
6を出力し、増幅器7により増幅して制御音又は振動発
生器8に供給する。これにより制御音又は振動発生器8
から制御音又は振動9が放射される。この制御音又は振
動9は、音源又は振動源1からの一次音又は振動10と
合成され、誤差検出場所11に距離bの間隔を保って設
置された誤差音圧又は振動検出器12a,12bで検出
される。
【0015】上記検出器12bで検出され、増幅器23
で増幅された信号は、遅延回路24で遅延され、位相反
転器25で位相反転された後、ミキサー22に入力さ
れ、検出器12aから増幅器21を介して供給される信
号と合成される。
【0016】上記遅延回路24における遅延時間は、音
又は振動が検出器12aから12bまで伝播するのに必
要な時間τ=b/c(b:検出器間距離,c:波動伝播
速度)である。
【0017】ミキサー22に供給された信号は、誤差信
号13として信号処理器5に送出される。信号処理器5
は、常に誤差信号13が最小になるような制御信号6を
出力する。
【0018】上記検出器12bから検出器12aへ伝播
する波動は誤差信号として検出されず、検出器12aか
ら検出器12bへ向かう波動のみが誤差信号として検出
される。
【0019】以下図2を参照して説明する。同図に示す
ように二つの検出器12a,12bが並ぶ方向に進行波
r と反射波PL がある場合、検出器12a及び検出器
12bで検出される信号P(x1 ,t),P(x2
t)は以下のように与えられる。
【0020】 P(x1 ,t)=Pr expi(ωt−kx1 ) +PL expi(ωt+kx1 +ψ) …(1) P(x2 ,t)=Pr expi(ωt−kx2 ) +PL expi(ωt+kx2 +ψ) …(2) 上述の信号処理の結果得られるミキサー22の出力信号
P′(x,t)は以下のように与えられる。
【0021】 P′(x,t) =P(x2 ,t)−P1 (x1 ,t−b/c) =Pr expi(ωwt−kx2 )+PL expi(ωt+kx2 +ψ) −Pr expi{ω(t−b/c)−kx1 } −PL expi{ω(t−b/c)+kx1 +ψ} =Pr {expi(ωt−kx2 )} {1−expi(−ωb/c−kx1 +kx2 )} +PL {expi(ωt+kx2 +ψ)} {1−expi(−ωb/c+kx1 −kx2 )} =Pr {expi(ωt−kx2 )}{1−expik(−b+b)}+ PL {expi(ωt+kx2 +ψ)}{1−expik(−b−b)} =PL {expi(ωt+kx2 +ψ)}{1−exp(−i2kb)} …(3) 即ち、P′(x,t)ではPr 成分はキャンセルされて
L 成分のみが検出される。従って、r方向進行波成分
は検出されずにL方向進行波のみが検出され、これを誤
差音圧又は振動の検出器として使用することによって、
特定方向に伝播する成分のみを制御することが可能にな
る。
【0022】以上のような処理を行なうことにより,検
出器12bから検出器12aへ向かう方向の音又は振動
の成分はキャンセルされて検出されず、検出器12a,
12bに指向性を与えることができる。
【0023】図3は、複数の音源又は振動源1a,1b
から放射された音又は振動に対し、複数の制御音又は振
動発生器8によって、複数の誤差検出場所11を制御す
る多チャンネル能動振動・騒音制御装置(多チャンネ
ル)の構成例を示したものである。
【0024】上記いずれの構成においても、1つの誤差
検出場所11に二つの検出器12a,12bを設置し
て、誤差検出場所11ごとに特定方向に伝播する波動を
誤差信号として考慮しない制御を実現している。
【0025】また、図1及び図3の例では検出信号4を
用いるフィードフォワードシステムに適用した場合につ
いて説明したが、検出信号4を用いないフィードバック
システムにおいても適用することができる。
【0026】図4は本発明を防音壁へ適用した場合の例
を示したもので、地表31上に設けられた防音壁32の
頂部に音圧検出器12a,12bを設置している。この
例では、図示左方から右方へ回折していく音波のみを消
音することが可能である。
【0027】図5(a),(b)は、ダクト41の端部
または壁部に制御音発生器8を設置して、ダクト41の
無反射端を実現した例を示したものである。ここでは、
図示右方から左方へ進む音波のみが制御され、無反射端
が実現される。
【0028】上記図4又は図5では、参照音圧又は振動
検出器2が設置されていなくても良い。図6は本発明を
壁に適用して、吸音壁を実現した場合の例を示したもの
である。ここでは、壁51の正面に音圧検出器12a,
12bが設置され、制御音又は振動発生器8は壁51の
側面に設置される。この場合、図示右方から左方へ回折
していく音波のみを消音することが可能である。
【0029】図7は、本発明をダクトに適応して無反射
端を実現させた場合の効果例を示したものである。図7
において、(a)は制御しない場合、(b)は一つの誤
差音圧又は振動検出器12を設けた従来装置(図8)の
場合、(c)は二つの誤差音圧又は振動検出器12a,
12bを設けた本発明装置の場合である。
【0030】図7の(c)に示すように1つの誤差検出
場所11に二つの検出器12a,12bを設置する本発
明による場合、(a)のように全く制御を行なわない場
合や、(b)のように誤差検出場所に1つの検出器12
しか設置しない方法に比較し、ほぼ全周波数領域におい
て反射係数を小さくすることができる。
【0031】従って、ダクトの能動消音においては誤差
検出場所より下流での音を有効に消音することができ、
また、従来の方法では反射率を変えることは出来なかっ
たが、本発明によれば反射率を小さくして無反射端を実
現することができる。
【0032】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、閉
空間内においても定在波音場・振動をなくすことがで
き、かつ能動吸収壁を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る能動振動・騒音制御装
置(1チャンネル)の構成を示すブロック図。
【図2】同実施例における誤差信号検出器部分のブロッ
ク図。
【図3】本発明に係る能動振動・騒音制御装置(多チャ
ンネル)の構成を示す図。
【図4】本発明を防音壁へ適用した場合の例を示す図。
【図5】本発明をダクトへ適用した場合の例を示す図。
【図6】本発明を吸音壁に適用した場合の例を示す図。
【図7】本発明をダクトに適応して無反射端を実現させ
た場合の効果を示す図。
【図8】従来の能動振動・騒音制御装置(1チャンネ
ル)の構成を示す図。
【図9】従来の能動振動・騒音制御装置(多チャンネ
ル)の構成を示す図。
【符号の説明】
1 音源又は振動源 2 参照音圧又は振動検出器 3,7 増幅器 4 検出信号 5 信号処理器 6 制御信号 8 制御音又は振動発生器 9 制御音又は振動 10 一次音又は振動 11 誤差検出場所 12 誤差音圧又は振動検出器 13 誤差信号 21,23 増幅器 22 ミキサー 24 遅延回路 25 位相反転器 31 地表 32 防音壁 41 ダクト 51 壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G10K 11/16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音または振動の発生器を用い、音または
    振動を能率的に制御する能動振動・騒音制御装置におい
    て、制御の誤差を検出する一つの場所に音または振動を
    検出して電気信号に変換する検出器を二つ設置し、その
    一方の検出信号を音または振動が一方の検出器を通過し
    た後、他方の検出器に至るまでの時間分遅延させ、その
    信号を他方の検出信号から差し引いて得られた信号を制
    御誤差信号として使用することを特徴とする能動振動・
    騒音制御装置。
JP5149067A 1993-06-21 1993-06-21 能動振動・騒音制御装置 Pending JPH0720880A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030506