JP2010286684A - Active vibration noise control device - Google Patents
Active vibration noise control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010286684A JP2010286684A JP2009140737A JP2009140737A JP2010286684A JP 2010286684 A JP2010286684 A JP 2010286684A JP 2009140737 A JP2009140737 A JP 2009140737A JP 2009140737 A JP2009140737 A JP 2009140737A JP 2010286684 A JP2010286684 A JP 2010286684A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- noise
- boundary surface
- signal
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
【課題】本発明では、空間に振動騒音が広がる過程で空間を分かつ構造物が二次的振動体となる段階においてその二次振動を抑制することにより、騒音を低減することを目的とする。
【解決手段】この発明にかかる能動型振動騒音制御装置は、境界面3の振動を検出する二次振動検出手段7を備え、境界面3は、騒音源1の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、境界面3の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、境界面3に設置された振動発生手段6と、二次振動検出手段7における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段10と、打ち消し振動信号に対応して、境界面3の振動に対する打ち消し振動を振動発生手段6において発生させる駆動制御手段9とをさらに備える。
【選択図】図5An object of the present invention is to reduce noise by dividing a space in the process of vibration noise spreading in the space and suppressing the secondary vibration in a stage where the structure becomes a secondary vibrating body.
An active vibration noise control apparatus according to the present invention includes secondary vibration detection means for detecting vibration of a boundary surface, and primary noise caused by vibration of a noise source is propagated to the boundary surface. A vibration generating means 6 installed on the boundary surface 3 and a secondary vibration detecting means, which is installed between the first space to be transmitted and the second space in which secondary noise propagates through the secondary vibration of the boundary surface 3. 7 is further provided with signal processing means 10 for generating a cancellation vibration signal from the detection result at 7 and drive control means 9 for causing the vibration generation means 6 to generate a cancellation vibration with respect to the vibration of the boundary surface 3 corresponding to the cancellation vibration signal. .
[Selection] Figure 5
Description
本発明は能動型振動騒音制御装置に関し、特に機器の振動及び騒音を低減する、或いは機器の振動に由来する騒音を低減する能動型振動騒音制御装置に関する。 The present invention relates to an active vibration noise control device, and more particularly to an active vibration noise control device that reduces vibrations and noise of devices or noises resulting from vibrations of devices.
騒音源から放射される騒音の空気伝播音をマイクロフォンにて検出し、その騒音の空気伝播音と逆位相の空気伝播音をスピーカから出力することによって、所定の位置に設置された他の検出マイクロフォンにおいて検出される騒音を低減するアクティブノイズコントロール(ANC:能動型騒音制御)が知られている。 Other detection microphones installed at predetermined positions by detecting the air propagation sound of the noise emitted from the noise source with a microphone and outputting the air propagation sound in the opposite phase to the air propagation sound of the noise from the speaker Active noise control (ANC: active noise control) is known which reduces noise detected in the system.
このようなANCとしては、空調用ダクトに設置されたファン騒音をスピーカ出力によって低減させるものが知られている。その一例として特許文献1には騒音伝播の上手側に位置するマイクロフォンM1にて検出された騒音に基づいて演算し、スピーカSから出力された音によって騒音伝播の下手側に位置するマイクロフォンM2における検出音を低減させる技術が開示されている。 As such an ANC, one that reduces fan noise installed in an air conditioning duct by speaker output is known. As an example, Patent Document 1 calculates based on the noise detected by the microphone M1 located on the upper side of the noise propagation, and detects in the microphone M2 located on the lower side of the noise propagation by the sound output from the speaker S. A technique for reducing sound is disclosed.
ここで、スピーカS出力はマイクロフォンM2の位置にて騒音源からの空気伝播音と逆位相となるように調整されている。即ち、マイクロフォンM2にて検出される音が最も小さくなるように、スピーカS出力を適応的に少しずつ変化させるための演算処理が行われる訳である。 Here, the output of the speaker S is adjusted so as to have an opposite phase to the air propagation sound from the noise source at the position of the microphone M2. That is, arithmetic processing for adaptively changing the output of the speaker S little by little is performed so that the sound detected by the microphone M2 is minimized.
一方、ダクトのような閉じられた空間における騒音の伝播ではなく、開放された空間において騒音源からの伝播による騒音を低減させる装置について、特許文献2にて技術が開示されている。騒音源からの騒音を検出するマイクロフォンと、このマイクロフォンにて検出された騒音を低減させるための音を出力するスピーカと、マイクロフォンにて検出された騒音に応じてスピーカから出力される音を制御する駆動信号生成部によって構成される消音ユニットを複数並べて、空間に広がる騒音を低減するようにしている。このようにして複数の消音ユニットからの干渉音は波面を合わせて騒音源からの騒音と逆位相となるように調整され、開放された空間において騒音が低減される。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1の例ではあくまでもダクトのような閉じられた空間の中を騒音が伝播する場合に有効なものであり、開放された空間で騒音源からの騒音を低減させようとした場合には効果を期待できない。 However, in the example of Patent Document 1, it is effective when noise propagates in a closed space such as a duct, and when noise from a noise source is to be reduced in an open space. Can not expect the effect.
また、特許文献2の例では開放された空間で発生した騒音を低減しようとするものであり、複数の消音ユニットから出される干渉音の波面を揃えて、騒音源からの騒音と広い範囲で逆位相関係を築いて騒音を低減させようとするものであるが、一度空間に放たれてしまった騒音に対して広い周波数範囲で逆位相関係を満たすことは難しく、周期の長い、低周波の騒音に対する低減効果を得ることに限られてしまう。また、複数の消音ユニットをアレイ状に配置して構成するので、大規模且つ高コストなシステムとならざるを得ない。
Further, in the example of
一方、機器の騒音を考えたときに、騒音の発生箇所はモーターなどの回転部分の偏心に由来する振動、可動部の動作に伴う振動、軸受けの摩擦、流体の渦音、それらに伴う機械共振など、複合的に発生する場合もあるが、発生源としては特定の部位に限定される。その特定箇所の振動が騒音として拡大して行く訳であり、結果的に騒音が空間に広がって行くことになる。空間に広がった騒音に対しては、特許文献1の方式では対応できず、特許文献2の方式では騒音源の移動には対応し易いものの、効果を得られるのが逆位相関係を保ちやすい低周波音に限られるという課題がある。
On the other hand, when considering the noise of equipment, the place where the noise is generated is the vibration derived from the eccentricity of the rotating part such as the motor, the vibration accompanying the movement of the moving part, the friction of the bearing, the vortex sound of the fluid, and the mechanical resonance accompanying them In some cases, it may occur in combination, but the source is limited to a specific site. The vibration of the specific part expands as noise, and as a result, the noise spreads in the space. The method of Patent Document 1 cannot deal with noise spread in space, and the method of
本発明では上記の課題を解決するためになされたものであり、空間に振動騒音が広がる過程で、空間を分かつ構造物が二次的振動体となる段階において、その二次振動を抑制することにより騒音を広い周波数範囲において低減しようとするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses the secondary vibration in the stage where the noise is spread and the structure becomes the secondary vibrator in the process of spreading the noise in the space. Thus, noise is reduced in a wide frequency range.
この発明にかかる能動型振動騒音制御装置は、境界面の振動を検出する二次振動検出手段を備え、前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、前記境界面に設置された振動発生手段と、前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備える。 An active vibration noise control device according to the present invention includes secondary vibration detection means for detecting vibration of a boundary surface, and the boundary surface includes a first space in which primary noise caused by vibration of a noise source propagates, and It is installed between the second space where the secondary noise propagates through the secondary vibration of the boundary surface, and the vibration generation means installed on the boundary surface and the cancellation vibration from the detection result in the secondary vibration detection means. Signal processing means for generating a signal, and drive control means for causing the vibration generating means to generate a canceling vibration corresponding to the vibration of the boundary surface corresponding to the canceling vibration signal.
この発明にかかる能動型振動騒音制御装置によれば、境界面の振動を検出する二次振動検出手段を備え、前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、前記境界面に設置された振動発生手段と、前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備えることにより、騒音源の振動が騒音となって第1空間および第2空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を境界面において抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。 The active vibration noise control device according to the present invention includes secondary vibration detection means for detecting the vibration of the boundary surface, and the boundary surface includes a first space in which the primary noise caused by the vibration of the noise source propagates. , Installed between the second space where secondary noise propagates through the secondary vibration of the boundary surface, from the vibration generation means installed on the boundary surface, and the detection result in the secondary vibration detection means, Further comprising: signal processing means for generating a canceling vibration signal; and drive control means for generating a canceling vibration in the vibration generating means in response to the canceling vibration signal in the vibration generating means. In the process where noise becomes noise and diffuses into the first space and the second space, the secondary vibration that is the source of the noise is suppressed at the boundary surface, so that the noise generated by the device can be reduced over a wide frequency range. It is possible to result reduced.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成図である。図1において、騒音の根源となる原振動が内在した騒音源1と、騒音源1が保持される基盤面2と、騒音源1の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、それらを分かつ境界面3と、聴取者4とが示され、騒音源1から放射される一次騒音が境界面3を伝播する過程で二次振動を生じ、二次騒音という形で放射され、聴取者4に到達して騒音として認識される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a noise source 1 in which an original vibration that is a source of noise is inherent, a
さらに、騒音源1に近接又は密接して配置されて騒音源1の原振動を検出する原振動検出手段5と、境界面3に密接して配置されて境界面3の二次振動と逆相の振動を発生する振動発生手段6と、境界面3に近接又は密接して配置されて境界面3の振動を検出する二次振動検出手段7と、原振動検出手段5の出力と二次振動検出手段7の出力とを入力として、その検出結果から振動発生手段6に用いる境界面3の振動を打ち消す打ち消し振動信号を生成する信号処理手段8と、信号処理手段8出力を受けて振動発生手段6を駆動する駆動制御手段9とが示されている。図中、境界面3が基盤面2と接する配置としているが、接していなくても構わない。
Furthermore, the original vibration detecting means 5 for detecting the original vibration of the noise source 1 that is disposed close to or in close proximity to the noise source 1 and the secondary vibration of the
図2は図1における信号処理手段8のブロック構成図を示している。原振動検出手段5及び二次振動検出手段7から入力された電気信号は、それぞれ入力アンプ11及び入力アンプ13により適切な信号レベルまで増幅され、それぞれA/D変換器12及びA/D変換器14によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。A/D変換器12出力のデジタル信号はFIRフィルタ16及びLMSアルゴリズム15に入力される。A/D変換器14出力のデジタル信号はLMSアルゴリズム15に入力される。
FIG. 2 shows a block diagram of the signal processing means 8 in FIG. The electric signals input from the original vibration detecting means 5 and the secondary vibration detecting means 7 are amplified to appropriate signal levels by the
FIRフィルタ16では、原振動検出手段5で検出された騒音源1の原振動に対して、原振動が一次騒音として境界面3に到達して二次振動となり、二次振動検出手段7により検出される振動と同振幅・逆位相となるように補正を掛けた制御信号を生成し、D/A変換器17によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後、出力アンプ18により適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段9へと出力される。
In the
次に図1及び図2において、聴取者4に到達する二次騒音の抑制方法について説明する。騒音源1から放射される一次騒音の根源をなす原振動は、騒音源1に近接又は密接して配置される原振動検出手段5により検出され、入力アンプ11、A/D変換器12を介してデジタル信号となり、FIRフィルタ16及びLMSアルゴリズム15に入力される。この時FIRフィルタのタップ係数はLMSアルゴリズム15によって逐次更新される。また、LMSアルゴリズム15におけるタップ係数は式1(h(n+1)=h(n)+2・μ・e(n)・x(n))に従って更新され、誤差信号eがゼロに近づくように最適なタップ係数が更新される。
Next, in FIG. 1 and FIG. 2, a method for suppressing secondary noise reaching the listener 4 will be described. The original vibration that forms the root of the primary noise radiated from the noise source 1 is detected by the original vibration detecting means 5 disposed close to or in close proximity to the noise source 1, and is input via the
ここで、h:フィルタのタップ係数、e:誤差信号、x:フィルタ入力信号、μ:ステップサイズパラメータであり、ステップサイズパラメータμはサンプリングごとのフィルタ係数更新量を制御するものである。 Here, h is a tap coefficient of the filter, e is an error signal, x is a filter input signal, and μ is a step size parameter. The step size parameter μ controls a filter coefficient update amount for each sampling.
このようにして、LMSアルゴリズム15によってタップ係数の更新が行われたFIRフィルタ16を通過したデジタル信号は、D/A変換器17にてアナログ信号に変換され、出力アンプ18にて適した信号レベルにまで増幅され、駆動制御手段9を介して振動発生手段6にて振動に変換される。
In this way, the digital signal that has passed through the
一方、境界面3に近接又は密接して配置される二次振動検出手段7においては、騒音源1から放射される一次騒音が境界面3に到達して生ずる二次振動に、振動発生手段6により発生される振動を干渉させた後の振動が検出される。また、前述のLMSアルゴリズム15の誤差信号には二次振動検出手段7で検出された振動を入力しているため、この干渉後の振動をゼロに近づけるようにFIRフィルタ16のタップ係数が更新されることになる。その結果、FIRフィルタ16を通過した制御振動により、境界面3における二次振動を抑制することができ、聴取者4に到達する二次騒音を低減することができる。
On the other hand, in the secondary
以上に説明した能動型振動騒音制御は、フィードフォワード制御システムと呼ばれるものであり、振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、二次騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、騒音源振動の検出結果に基づいて二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音が広帯域に効果的に低減される。 The active vibration noise control described above is called a feed-forward control system, and in the process of suppressing the secondary vibration that becomes the source of the secondary noise in the process of the vibration becoming noise and diffusing into the space, Since the secondary vibration is suppressed based on the detection result of the noise source vibration, the noise generated by the device is effectively reduced over a wide band.
図3及び図4は本発明の実施の形態1に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する説明図である。騒音源1から一次騒音が放射され、空間を伝播して境界面3に到達して二次振動となる過程とは別に、原振動が基盤面2を固体伝播して境界面3に到達して二次振動となる過程を合わせて、境界面3の二次振動が元となって聴取者4に二次騒音が到達する場合を示している。
3 and 4 are explanatory diagrams supplementing the basic configuration of the active vibration noise control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Aside from the process in which primary noise is radiated from the noise source 1 and propagates through the space and reaches the
原振動のエネルギーが複数の経路を通って境界面3に到達していること以外、聴取者4に到達する騒音を低減する仕組みについては前述と同様である。このとき二次振動検出手段7は、騒音源1から境界面3へ騒音源1が設置された設置面としての基盤面2を介して固体伝播した二次振動も合わせて検出することが可能である。
The mechanism for reducing noise reaching the listener 4 is the same as described above, except that the energy of the original vibration reaches the
また、基盤面2を固体振動が伝播する場合に、原振動検出手段5を騒音源1に近接又は密接して配置することに限定するわけではなく、図4に示すように原振動が固体伝播する設置面である基盤面2に近接又は密接して配置しても構わない。
Further, when solid vibration propagates on the
因みに、図1、図3、図4において、境界面3の二次振動を境界面3と垂直に近い方向として記載しているが、振動はこの方向に限る訳ではなく、境界面と水平な方向の振動成分と複合的な振動であることは言うまでもない。また、振動発生手段6と二次振動検出手段7が離れて存在するように便宜上図示しているが、この形態に限るわけではなく、両者を限りなく近づける、或いは完全に重ねて配置する構成としても構わない。
1, 3, and 4, the secondary vibration of the
原振動検出手段5及び二次振動検出手段7の具体例としては、振動を検出するために加速度センサを検出対象に密着して構成したり、コンデンサマイクロフォンを近接或いは密接して構成する方法が考えられる。振動発生手段6の具体例としては、電動型アクチュエータや圧電型アクチュエータ、超磁歪アクチュエータなど、電気信号を機械振動に変換する素材を使用する構成が考えられる。 Specific examples of the original vibration detection means 5 and the secondary vibration detection means 7 include a method in which an acceleration sensor is configured in close contact with a detection target in order to detect vibration, and a method in which a capacitor microphone is configured in close proximity or in close contact. It is done. As a specific example of the vibration generating means 6, a configuration using a material that converts an electrical signal into mechanical vibration, such as an electric actuator, a piezoelectric actuator, or a giant magnetostrictive actuator, can be considered.
一方、信号処理手段8にて、本実施の形態1ではFIRフィルタ16とLMSアルゴリズム15を用いたが、二次振動検出手段7で検出した振動をゼロに近づける適応信号処理回路であればよく、能動的消音方法で一般的に使用されているfiltered−Xアルゴリズムを用いたものでもよい。更に、信号処理手段8は適応信号処理ではなく、固定のタップ係数により制御音を生成する構成にしても良い。また、信号処理手段8はデジタル信号処理ではなく、アナログ信号処理回路であってもよい。
On the other hand, in the first embodiment, the
この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、境界面3の振動を検出する二次振動検出手段7は、騒音源1から境界面3へ騒音源1が設置された設置面である基盤面2を介して固体伝播した二次振動も合わせて検出することで、騒音源1の振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、騒音源1の振動の固体伝播に伴う振動を含めて、騒音の根源となる二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
According to the first embodiment of the present invention, in the active vibration noise control apparatus, the secondary vibration detection means 7 for detecting the vibration of the
また、この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、騒音源1の振動を検出する原振動検出手段5をさらに備え、信号処理手段10は、原振動検出手段5と二次振動検出手段7とにおける検出結果から、打ち消し振動信号を生成することで、騒音源1の振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、騒音源1の振動の検出結果に基づくフィードフォワード処理によって二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音を広帯域に効果的に低減することができる。
In addition, according to the first embodiment of the present invention, the active vibration noise control apparatus further includes the original
また、この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段5は、騒音源1に設置されることで、騒音源1の原振動を検出し、境界面3における振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
According to the first embodiment of the present invention, in the active vibration noise control apparatus, the original vibration detection means 5 is installed in the noise source 1 to detect the original vibration of the noise source 1 and to The vibration in the
また、この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段5は、騒音源1が設置された設置面である基盤面2に設置されることで、騒音源1の原振動が固体伝播した振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, in the active vibration noise control apparatus, the original vibration detection means 5 is installed on the
また、この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、振動発生手段6は、アクチュエータであることで、境界面3における振動を打ち消す打ち消し振動を発生させ、境界面3における振動を抑制することにより騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, in the active vibration noise control apparatus, the vibration generating means 6 is an actuator, thereby generating a canceling vibration that cancels the vibration on the
また、この発明にかかる実施の形態1によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段5および二次振動検出手段7は、加速度センサ、またはマイクロフォンであることで、境界面3における振動を検出し、その振動を打ち消す打ち消し振動を用いてその振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, in the active vibration noise control device, the original vibration detection means 5 and the secondary vibration detection means 7 are acceleration sensors or microphones, so that the
実施の形態2.
図5は本発明の実施の形態2に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成図であり、実施の形態1における原振動検出手段5と二次振動検出手段7とを集約して、二次振動検出手段7のみを用いた能動型振動騒音制御装置について説明する。
FIG. 5 is a basic configuration diagram of an active vibration noise control apparatus according to the second embodiment of the present invention. The original
図5において、騒音の根源となる原振動が内在した騒音源1と、騒音源1が保持される基盤面2と、騒音源1の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、それらを分かつ境界面3と、聴取者4とが示され、騒音源1から放射される一次騒音が境界面3を伝播する過程で二次振動を生じ、二次騒音という形で放射され、聴取者4に到達して騒音として認識される。
In FIG. 5, the noise source 1 in which the original vibration that is the source of the noise is inherent, the
さらに、境界面3に密接して配置されて境界面3の二次振動と逆相の振動を発生する振動発生手段6と、境界面3に近接又は密接して配置されて境界面3の振動を検出する二次振動検出手段7と、二次振動検出手段7出力を入力として、振動発生手段6に用いる境界面の振動を打ち消す打ち消し振動信号を生成する信号処理手段10と、信号処理手段8出力を受けて振動発生手段6を駆動し、境界面3の振動に対する打ち消し振動を発生させる駆動制御手段9とが示されている。図中、境界面3が基盤面2と接する配置としているが、接していなくても構わない。
Furthermore, the vibration generating means 6 is arranged in close contact with the
実施の形態1に記載した能動型振動騒音制御装置と異なる点は、実施の形態1では原振動検出手段5と二次振動検出手段7の2つによる振動検出結果を使用して信号処理手段8にて制御信号を生成したことに対して、本実施の形態2では二次振動検出手段7のみを使用する構成としているところである。また、それに伴って信号処理の方法が異なるため、信号処理手段10の構成内容が異なっている。 The difference from the active vibration noise control apparatus described in the first embodiment is that in the first embodiment, the signal processing means 8 uses the vibration detection results of the original vibration detection means 5 and the secondary vibration detection means 7. In contrast to the generation of the control signal, the second embodiment is configured to use only the secondary vibration detection means 7. Further, since the signal processing method is different accordingly, the configuration contents of the signal processing means 10 are different.
図6は図5における信号処理手段10のブロック構成図を示している。二次振動検出手段7から入力された電気信号は、入力アンプ13により適切な信号レベルまで増幅され、A/D変換器14によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。A/D変換器14出力のデジタル信号はLMSアルゴリズム15に入力されるほか、FIRフィルタ16の出力信号にFIRフィルタ19を畳み込んだ信号との差分信号がFIRフィルタ16とLMSアルゴリズム15に入力される。
FIG. 6 shows a block diagram of the signal processing means 10 in FIG. The electric signal input from the secondary vibration detection means 7 is amplified to an appropriate signal level by the
この差分信号はFIRフィルタ16にて、LMSアルゴリズム15により算出されたタップ係数による畳み込み演算が施された後、D/A変換器17によりデジタル信号からアナログ信号に変換され、出力アンプ18により適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段9へと出力される。
This difference signal is subjected to a convolution operation with the tap coefficient calculated by the
次に図5及び図6において、聴取者4に到達する二次騒音の抑制方法について説明する。騒音源1から放射される一次騒音は境界面3に到達して二次振動となり、二次騒音となって聴取者4に到達して騒音と認識されるのだが、境界面3においては振動発生手段6から出力される振動と干渉させた後の振動が二次振動検出手段7で検出され、入力アンプ13とA/D変換器14を介してデジタル信号に変換される。
Next, in FIG. 5 and FIG. 6, a method for suppressing secondary noise reaching the listener 4 will be described. The primary noise radiated from the noise source 1 reaches the
ここで、実施の形態1にて記述した振動抑制方法と同等の抑制方法を行うには、FIRフィルタ16には抑制したい振動を入力し、LMSアルゴリズム15には式1に示した通り、入力信号となる抑制したい振動と誤差信号となる制御振動を干渉させた後の振動を入力する必要がある。ところが、二次振動検出手段7では制御振動を干渉させた後の振動しか検出することができないため、二次振動検出手段7で検出した振動から抑制したい振動を信号上で作り出すことが必要となる。
Here, in order to perform a suppression method equivalent to the vibration suppression method described in the first embodiment, the vibration to be suppressed is input to the
図7は抑制したい振動と制御振動との干渉後の振動波形a(図7(a))、制御振動の波形b(図7(b))、抑制したい振動の波形c(図7(c))を示したものである。振動の重ね合わせの原理から波形b+波形c=波形aとなることから、波形aから波形cを得るためには、波形aと波形bとの差分を取ることが必要である。即ち、二次振動検出手段7で検出した干渉後の振動と制御振動との差分から抑制したい振動を作り出すことができる。
FIG. 7 shows the vibration waveform a after interference between the vibration to be suppressed and the control vibration (FIG. 7A), the waveform b of the control vibration (FIG. 7B), and the waveform c of the vibration to be suppressed (FIG. 7C). ). From the principle of superposition of vibrations, waveform b + waveform c = waveform a. Therefore, in order to obtain waveform c from waveform a, it is necessary to take a difference between waveform a and waveform b. That is, it is possible to create a vibration to be suppressed from the difference between the vibration after interference detected by the secondary
図8はFIRフィルタ16から出力される制御信号が振動となって振動発生手段6から出力された後、二次振動検出手段7で検出され、信号処理手段10に入力される経路を示した図である。D/A変換器17、出力アンプ18、駆動制御手段9、振動発生手段6から二次振動検出手段7までの振動経路、二次振動検出手段7、入力アンプ13、A/D変換器14を経ている。この経路がもつ伝達特性をHとすると、図6のFIRフィルタ19は、この伝達特性Hを推定したものである。FIRフィルタ16の出力信号に対してFIRフィルタ19を畳み込むことで、制御振動を二次振動検出手段7にて検出した波形bとして推定でき、二次振動検出手段7にて検出した干渉後の波形aとの差分をとることで、抑制したい波形cが生成されることになる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a path in which the control signal output from the
このようにして生成した抑制したい波形cが、入力信号としてLMSアルゴリズム15及びFIRフィルタ16に供給される。LMSアルゴリズム15でタップ係数が更新されたFIRフィルタ16を通過したデジタル信号は、D/A変換器17にてアナログ信号に変換され、出力アンプ18にて適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段9へと出力され、振動発生手段6から境界面3に制御振動を出力する。
The waveform c to be suppressed generated in this way is supplied to the
一方、境界面3に近接又は密接して配置される二次振動検出手段7においては、騒音源1から放射される一次騒音が境界面3に到達して生ずる二次振動に、振動発生手段6により発生される振動を干渉させた後の振動が検出される。また、前述のLMSアルゴリズム15の誤差信号には二次振動検出手段7で検出された振動を入力しているため、この干渉後の振動をゼロに近づけるようにFIRフィルタ16のタップ係数が更新されることになる。その結果、FIRフィルタ16を通過した制御振動により、境界面3における二次振動を抑制することができ、聴取者4に到達する二次騒音を低減することができる。
On the other hand, in the secondary
図10は図5の構成を更に単純化した構成について示している図であり、騒音源1からの騒音が聴取者4に直接届く場合を示している。境界面3は存在せず、抑制する対象は二次振動ではなく原振動であり、振動発生手段6と原振動検出手段5が共に騒音源1に近接又は密接して配置されている。振動を抑制する動作については、図5及び図6の説明において、二次振動検出手段7を原振動検出手段5に、二次振動を原振動に読み替えて同等なので省略する。
FIG. 10 is a diagram showing a further simplified configuration of the configuration of FIG. 5, and shows a case where the noise from the noise source 1 reaches the listener 4 directly. The
以上に説明した能動型振動騒音制御は、フィードバック制御システムと呼ばれるものであり、振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、二次騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、二次振動検出結果自身を使用して二次振動を抑制するので、小型の振動制御系を構築し易く、機器の発生する騒音を効果的に低減することができる。また、原振動と二次振動の関連度(コヒーレンス)が低い場合でも振動制御が可能であり、二次騒音の低減ができる。 The active vibration noise control described above is called a feedback control system. In the process in which vibration becomes noise and diffuses into the space, the secondary vibration noise control is performed at the stage of suppressing the secondary vibration that is the source of the secondary noise. Since the secondary vibration is suppressed using the secondary vibration detection result itself, a small vibration control system can be easily constructed, and the noise generated by the device can be effectively reduced. Moreover, even when the degree of association (coherence) between the original vibration and the secondary vibration is low, vibration control is possible, and secondary noise can be reduced.
図9は本発明の実施の形態2に係わる能動型振動騒音制御装置の基本構成を補足する説明図である。騒音源1から一次騒音が放射され、空間を伝播して境界面3に到達して二次振動となる過程とは別に、原振動が基盤面2を固体伝播して境界面3に到達して二次振動となる過程を合わせて、境界面3の二次振動が元となって聴取者4に二次騒音が到達する場合を示している。原振動のエネルギーが複数の経路を通って境界面3に到達していること以外、聴取者4に到達する騒音を低減する仕組みについては前述と同様である。
FIG. 9 is an explanatory diagram supplementing the basic configuration of an active vibration noise control apparatus according to
因みに、図5、図9において、境界面3の二次振動を境界面3と垂直に近い方向として記載しているが、振動はこの方向に限る訳ではなく、境界面と水平な方向の振動成分と複合的な振動であることは言うまでもない。また、振動発生手段6と二次振動検出手段7が離れて存在するように便宜上図示しているが、この形態に限るわけではなく、両者を限りなく近づける、或いは完全に重ねて配置する構成としても構わない。
Incidentally, in FIGS. 5 and 9, the secondary vibration of the
二次振動検出手段7の具体例としては、振動を検出するために加速度センサを検出対象に密着して構成したり、コンデンサマイクロフォンを近接或いは密接して構成する方法が考えられる。振動発生手段6の具体例としては、電動型アクチュエータや圧電型アクチュエータ、超磁歪アクチュエータなど、電気信号を機械振動に変換する素材を使用する構成が考えられる。
As a specific example of the secondary
一方、信号処理手段10にて、本実施の形態ではFIRフィルタ16とLMSアルゴリズム15を用いたが、二次振動検出手段7で検出した振動をゼロに近づける適応信号処理回路であればよく、能動的消音方法で一般的に使用されているfiltered−Xアルゴリズムを用いたものでもよい。更に、信号処理手段10は適応信号処理ではなく、固定のタップ係数により制御音を生成する構成にしても良い。また、信号処理手段10はデジタル信号処理ではなく、アナログ信号処理回路であってもよい。
On the other hand, in the present embodiment, the
図11は本発明の実施の形態2に係わる能動型振動騒音制御装置のその他の適用例を示す図である。即ち、境界面3が例えば建物の窓や薄い壁であって、屋外と屋内を分かち、屋外の各種騒音源、例えば飛行機、自動車、工場などからの一次騒音が届く場合に、境界面3の二次振動を経て屋内の聴取者4まで二次騒音が到達する訳であるが、図5にて説明したように境界面3の振動を抑えることにより、屋内騒音を低減することもできる。
FIG. 11 is a diagram showing another application example of the active vibration noise control apparatus according to the second embodiment of the present invention. That is, when the
この発明にかかる実施の形態2によれば、能動型振動騒音制御装置において、境界面3の振動を検出する二次振動検出手段7を備え、境界面3は、騒音源1の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、境界面3の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、境界面3に設置された振動発生手段6と、二次振動検出手段7における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段10と、打ち消し振動信号に対応して、境界面3の振動に対する打ち消し振動を振動発生手段6において発生させる駆動制御手段9とをさらに備えることで、騒音源1の振動が騒音となって第1空間および第2空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を境界面3において抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
According to the second embodiment of the present invention, the active vibration noise control apparatus includes the secondary
1 騒音源、2 基盤面、3 境界面、4 聴取者、5 原振動検出手段、6 振動発生手段、7 二次振動検出手段、8,10 信号処理手段、9 駆動制御手段、11,13 入力アンプ、12,14 A/D変換器、15 LMSアルゴリズム、16,19 FIRフィルタ、17 D/A変換器、18 出力アンプ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第1空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第2空間との間に設置され、
前記境界面に設置された振動発生手段と、
前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、
前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備える、
能動型振動騒音制御装置。 A secondary vibration detecting means for detecting the vibration of the boundary surface;
The boundary surface is installed between a first space in which primary noise due to vibration of a noise source propagates and a second space in which secondary noise propagates through secondary vibration of the boundary surface,
Vibration generating means installed on the boundary surface;
Signal processing means for generating a cancellation vibration signal from the detection result in the secondary vibration detection means,
Drive control means for causing the vibration generating means to generate a canceling vibration corresponding to the vibration of the boundary surface corresponding to the canceling vibration signal;
Active vibration noise control device.
請求項1に記載の能動型振動騒音制御装置。 The secondary vibration detection means also detects the secondary vibration that has propagated solidly through the installation surface where the noise source is installed from the noise source to the boundary surface.
The active vibration noise control apparatus according to claim 1.
前記信号処理手段は、前記原振動検出手段と前記二次振動検出手段とにおける検出結果から、前記打ち消し振動信号を生成する、
請求項1または2に記載の能動型振動騒音制御装置。 An original vibration detecting means for detecting vibration of the noise source;
The signal processing means generates the cancellation vibration signal from detection results in the original vibration detection means and the secondary vibration detection means.
The active vibration noise control apparatus according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の能動型振動騒音制御装置。 The original vibration detection means is installed in the noise source.
The active vibration noise control apparatus according to claim 3.
請求項3に記載の能動型振動騒音制御装置。 The original vibration detection means is installed on an installation surface on which the noise source is installed.
The active vibration noise control apparatus according to claim 3.
請求項1〜5のいずれかに記載の能動型振動騒音制御装置。 The vibration generating means is an actuator.
The active vibration noise control apparatus according to claim 1.
請求項3〜6のいずれかに記載の能動型振動騒音制御装置。 The original vibration detection means and the secondary vibration detection means are an acceleration sensor or a microphone.
The active vibration noise control apparatus according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009140737A JP2010286684A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Active vibration noise control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009140737A JP2010286684A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Active vibration noise control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010286684A true JP2010286684A (en) | 2010-12-24 |
| JP2010286684A5 JP2010286684A5 (en) | 2012-07-19 |
Family
ID=43542425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009140737A Pending JP2010286684A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Active vibration noise control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010286684A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3264794A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-03 | Arno Heinen | Broadband exciter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07129183A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toto Ltd | Active silencing system and panel material for it |
| JPH07281674A (en) * | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Amada Metrecs Co Ltd | Silencer of soundproof chamber |
-
2009
- 2009-06-12 JP JP2009140737A patent/JP2010286684A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07129183A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toto Ltd | Active silencing system and panel material for it |
| JPH07281674A (en) * | 1994-04-07 | 1995-10-27 | Amada Metrecs Co Ltd | Silencer of soundproof chamber |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3264794A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-03 | Arno Heinen | Broadband exciter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108140377B (en) | Road and Engine Noise Control | |
| JPH0270195A (en) | electronic sound deadening system | |
| US8706351B2 (en) | Active noise cancellation apparatus | |
| JP2013109352A (en) | Adjustable active noise control | |
| CN102046424A (en) | Active noise controller | |
| JP2014514607A (en) | Active buffeting control of automobile | |
| JP6669011B2 (en) | Active noise control device, active noise control program, and active noise control method | |
| JP2007212124A (en) | Excitation of air directing valves and air handling surfaces in the cancellation of air handling system noise | |
| JP5336690B2 (en) | Energy density control system using two-dimensional energy density sensor | |
| JP5641726B2 (en) | Active vibration noise control device | |
| JP2010286684A (en) | Active vibration noise control device | |
| JP5089447B2 (en) | Noise canceling apparatus and method | |
| US20240282288A1 (en) | Active sound-cancellation system for an open fluid-duct | |
| JP4086743B2 (en) | Noise control device | |
| JP3446242B2 (en) | Active silencer | |
| JP2004216971A (en) | Active noise reduction device for railway vehicles | |
| JP5164588B2 (en) | Active silencer system | |
| JPS63311396A (en) | electronic sound deadening system | |
| JP2009083809A (en) | Active noise reduction device | |
| JPWO2013118421A1 (en) | Noise elimination device and muffler motor | |
| JPH0336897A (en) | Electronic silencing system | |
| JP3303925B2 (en) | Active vibration control device | |
| JP2564309Y2 (en) | Vehicle interior noise reduction device | |
| JPH0313998A (en) | Electronic sound deadening system | |
| JPH06332468A (en) | Active silencer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120606 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120606 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130410 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130827 |