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アクティブノイズコントローラ 新技術説明会 実績あり

国内特許コード P04A005924
整理番号 KANDAI-5
掲載日 2005年2月1日
出願番号 特願平10-003086
公開番号 特開平11-202875
登録番号 特許第3421676号
出願日 平成10年1月9日(1998.1.9)
公開日 平成11年7月30日(1999.7.30)
登録日 平成15年4月25日(2003.4.25)
発明者
  • 前田 裕
  • 梶川 嘉延
  • 野村 康雄
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 アクティブノイズコントローラ 新技術説明会 実績あり
従来技術、競合技術の概要 騒音等を音で制御するアクティブノイズコントローラは、ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)の普及に伴い、近年、さまざまな分野に適用されつつある。このアクティブノイズコントローラの中でも、特にダクトを伝搬する騒音を制御するシングルチャネルのフィードフォワード型アクティブノイズコントローラは、そのシステム実現の簡便さのゆえ、多く普及している。図6は従来のダクト騒音制御に適用したアクティブノイズコントローラの音響系を示すブロックダイヤグラムであり、図7は同じく電気系のブロックダイヤグラムである。図6において、騒音源1からの騒音x(k)は騒音伝達経路P(z)を経てエラーセンサ2に到達する。一方、騒音x(k)は検知センサ3で検知され、制御回路7内に含まれる騒音制御フィルタH(z)への入力となり、その出力u(k)は2次音源スピーカ4から音響結合経路C(z)を経て制御音y(k)となり、エラーセンサ2で騒音d(k)と干渉して、誤差信号e(k)が発生する。この誤差信号e(k)が0となるように、制御回路7によって騒音制御フィルタH(z)の係数が適応的に更新される。この更新の際に、図7に示すように、騒音信号x(k)を音響結合経路C(z)のモデルであるC^(z)に入力して生成されるフィルタードリファレンス信号r(k)と誤差信号e(k)を用いて更新するアルゴリズムがフィルタード-xLMSアルゴリズムである。なお、図7におけるv(k)は外乱である。ここで、フィルタード-xLMSアルゴリズムの更新式について以下に示す。h(k+1)=h(k)+αe(k)r(k)…(1)ただし、h(k)=[h1 (k)h2 (k)…hN (k)]Tr(k)=[r(k)r(k-1)…r(k-N+1)]Tr(k)=c^T x(k)c^=[c1 2 …cL Tx(k)=[x(k)x(k-1)…x(k-L+1)]Tであり、αは収束の速度および精度を制御するステップサイズパラメータと呼ばれる正の定数である。また、h(k)は騒音制御フィルタの係数ベクトルであり、c^はC^フィルタの係数ベクトルである。なお、NおよびLはそれぞれ騒音制御フィルタおよびC^フィルタのタップ長である。
産業上の利用分野 この発明はアクティブノイズコントローラに関し、たとえば自動車内でのエンジン音やホール内の空調ダクトからの空気吐出音などの騒音を、擬似音を発生して相殺するようなアクティブノイズコントローラに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 騒音等を音で制御するアクティブノイズコントローラであって、騒音源からの騒音を検出する騒音検出手段、前記騒音検出手段の検出信号に基づいて、前記騒音を相殺するための擬似騒音信号を出力する適応フィルタ、前記適応フィルタから出力された擬似騒音信号に基づいて制御音を発生する発音手段、前記発音手段で発生された制御音と前記騒音源からの騒音とが干渉して発生した誤差信号を検出するエラー検出手段、および最初のある時間区間において、前記適応フィルタの係数ベクトルに微小な摂動ベクトルを加算して前記適応フィルタから擬似騒音信号を送出させ、そのときの制御音と前記騒音源からの騒音が干渉して発生し、前記エラー検出手段によって検出された誤差信号の2乗平均を計算し、次の時間区間において前記適応フイルタの係数ベクトルに前記摂動ベクトルを加えずに前記適応フィルタから擬似騒音信号を送出させて誤差信号の2乗平均を計算し、計算した2つの2乗平均の差を前記摂動ベクトルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計算し、これに基づいて前記適応フィルタの係数ベクトルを更新する係数更新手段を備え、前記摂動ベクトルの各要素は互いに独立で平均が0の確率変数である、アクティブノイズコントローラ。
【請求項2】 騒音等を音で制御するアクティブノイズコントローラであって、騒音源からの騒音を検出する複数の騒音検出手段、前記複数の騒音検出手段の検出信号に基づいて、前記騒音を相殺するための擬似騒音信号を出力する適応フィルタ、前記適応フィルタから出力された擬似騒音信号に基づいて制御音を発生する複数の発音手段、前記複数の発音手段で発音された制御音と前記騒音源からの騒音とが干渉して発生した誤差信号を検出する複数のエラー検出手段、および最初のある時間区間において、前記適応フィルタの係数ベクトルに微小な摂動ベクトルを加算して前記適応フィルタから前記複数の発音手段の各々に擬似騒音信号を送出させ、そのときの複数の制御音と前記騒音源からの騒音が干渉して発生し、前記複数のエラー検出手段によって検出された誤差信号の2乗平均を計算し、次の時間区間において前記適応フイルタの係数ベクトルに前記摂動ベクトルを加えずに前記適応フィルタから前記複数の発音手段の各々に擬似騒音信号を送出させて誤差信号の2乗平均を計算し、計算した2つの2乗平均の差を前記摂動ベクトルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計算し、これに基づいて前記適応フィルタの係数ベクトルを更新する係数更新手段を備え、前記摂動ベクトルの各要素は互いに独立で平均が0の確率変数である、アクティブノイズコントローラ。
【請求項3】 前記係数更新手段は、最初のある時間区間に前記適応フィルタの係数ベクトルに前記摂動ベクトルを加えて擬似騒音信号を送出させ、そのときの誤差信号の2乗平均を計算する第1の演算手段と、次の時間区間で前記適応フィルタの係数ベクトルに前記摂動ベクトルを加えることなく擬似騒音信号を送出させ、そのときの誤差信号の2乗平均を計算する第2の演算手段と、前記第2の演算手段と同じ時間区間内において、前記第1および第2の演算手段によって計算された2つの2乗平均の差を前記摂動ベクトルの各要素で除算して勾配ベクトルの瞬時推定値を計算する第3の演算手段とを含み、前記第2の演算手段と同じ時間区間内において、前記第3の演算手段によって計算された勾配ベクトルの瞬時推定値に基づいて前記適応フィルタの係数ベクトルを更新することを特徴とする、請求項1または2に記載のアクティブノイズコントローラ。
産業区分
  • 電子応用機器
  • 制御調整
  • 自動車
  • 伝送回路空中線
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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