JPH0756582A - 基準モデルに整合する能動音響制御装置 - Google Patents

基準モデルに整合する能動音響制御装置

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JPH0756582A
JPH0756582A JP6037701A JP3770194A JPH0756582A JP H0756582 A JPH0756582 A JP H0756582A JP 6037701 A JP6037701 A JP 6037701A JP 3770194 A JP3770194 A JP 3770194A JP H0756582 A JPH0756582 A JP H0756582A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】実際の所望の応答特性に合わせた、またそれに
整合した制御音響経路を与え、音または振動を積極的に
相殺または軽減する能動モデルを提供すること。 【構成】音響装置(20)に、選択的にプログラム可能な応
答を有する基準モデル(22)と、音響経路(26)及び適応フ
ィルタ(28)を組合わせる能動モデル(24)とを含み、音響
経路(26)及び適応フィルタ(28)の組合わせ体によって、
基準モデル(22)に適応するモデルを形成し、音響経路(2
6)及び適応フィルタ(28)の結合応答が、基準モデル(22)
の応答に整合した能動モデル応答を与えるようになって
いる。これにより、入力音波に対する制御された適応応
答が与えられて、選択的にプログラム可能な基準モデル
の応答に整合し、また入力音波が減衰または相殺され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、能動音響制御システムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、米国特許第4,677,676 号、第
4,677,677 号、第4,736,431 号、第4,815,139 号、第4,
837,834 号、第4,987,598 号、第5,022,082 号、第5,03
3,082号、第5,172,416 号及び米国特許出願番号07/691,
557、07/794,115、07/835,721に記載もされている上記
主題に関する継続的な開発努力から得られたものであ
り、上記特許及び出願は参考として本説明に含まれる。
【０００３】これらの特許明細書及び出願明細書は、能
動音響減衰システムに関するものである。音または振動
の相殺または軽減を行うための能動音響減衰方法には、
入力音波に破壊的に干渉してそれを相殺または軽減する
ように相殺音波を送り込むことを含んでいる。
【０００４】能動音響減衰システムでは、誤差信号を適
応フィルターモデルへ送る、マイクロフォンまたは加速
度計等の誤差トランスジューサで出力音波が感知され、
次に拡声器または撹拌機等の相殺トランスジューサに補
正信号を送り、入力音波に破壊的に干渉してそれを相殺
または軽減する音波を送り込むようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、実際の所望
の応答特性に合わせた、またそれに整合した制御音響経
路を与え、音または振動を積極的に相殺または軽減する
能動モデルを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、選択的にプログラム可能な応答を有する
基準モデルと、音響経路及び適応フィルタを組合わせ、
この組合わせ体によって基準モデルに適応するモデルを
形成し、前記音響経路及び適応フィルタの結合応答が、
基準モデルの応答に整合する能動モデル応答を与えるよ
うにした能動モデルと、を有していることを特徴として
いる。
【０００７】この基準モデルにおいて、例えば、力及び
／または運動の遮断を行う振動制御装置では、過減衰、
不足減衰、迅速応答、オーバシュートを伴わない低速安
定応答等の一定の減衰応答特性が望まれるであろう。
【０００８】基準モデルは、このような応答を有するよ
うに選択またはプログラムされる。次に、音響経路と適
応フィルタの組合わせを有する能動モデルが与えられ、
この音響経路及び適応フィルタの組合わせ体を基準モデ
ルに適応するように作り、音響経路及び適応フィルタの
結合応答が、基準モデルの応答に整合した能動モデル応
答を与えるようにしている。
【０００９】音響経路は、音管、振動台、フレーム、運
転台、座席、エンジンまたは車両内部、または音または
振動伝播に対する他の複雑な構造物または環境であり、
そこで、制御された応答が得られるように、音響経路に
沿って伝播する音波の選択的にプログラム可能な応答を
与えることが望ましい。
【００１０】さらなる実施例では、本発明は能動音響減
衰装置が与えられる。
【００１１】
【作用】本発明によれば、入力音波に対する制御された
適応応答が与えられて、選択的にプログラム可能な基準
モデルの応答に整合し、また入力音波が減衰または相殺
される。上記の適応的に制御された応答特性は、既知の
基準モデルに対して上記のように整合するので、減衰が
容易になる。
【００１２】
【実施例】図１は、選択的にプログラム可能な応答を有
する、22で示されている基準モデルＲを含む能動音響装
置20を示しており、例えばルンド工科大学のアストロム
(Astrom)及びウィッテンマーク(Wittenmark)による「適
応制御」（米国、マサチューセッツ州、レディングのア
ディソン−ウェスレイ(Addison-Wesley)出版社、1989
年）の第４章 105〜162 ページを参照されたい。
【００１３】基準モデルは、所望の応答を有するよう
に、例えば振動の場合には所定の減衰特性応答を有する
ように選択またはプログラムされる。装置20にはさら
に、26で示されている音響経路Ｐと適応フィルタ28との
組合わせを有し、この音響経路26及び適応フィルタ28の
組み合わせ体を基準モデル22に適応する作り、音響経路
26及び適応フィルタ28の結合応答が、基準モデル22の応
答に整合する能動モデル応答を与えるように、24で示さ
れている能動モデルＭが設けられている。
【００１４】適応フィルタ28は、上記特許の場合のよう
に無限インパルス応答形（ＩＩＲ）フィルタであること
が好ましく、より好ましくは30で示されたＬＭＳ（平均
最小二乗）アルゴリズムフィルタＡ１、及び32で示され
たＬＭＳアルゴリズムフィルタＢ１を含むＲＬＭＳ（帰
納的平均最小二乗）フィルタによって提供される。別の
実施例では、フィルタ28は有限インパルス応答形（ＦＩ
Ｒ）フィルタで与えられる。
【００１５】34で示されている第１トランスジューサＴ
１、例えば拡声器、撹拌機、力モータまたは他の音響ア
クチュエータが、音波を音響経路26に導入するために設
けられている。また、36で示されている第２トランスジ
ューサＴ２、例えばマイクロフォン、加速度計、ロード
セル、ジオホン等の速度センサ、または他の音響センサ
が、音響経路の応答を感知するために設けられている。
【００１６】加算器38は、基準モデル22及び能動モデル
24のそれぞれの出力40，42を加算して、その和を誤差信
号44として発生する。適応フィルタ28は、トランスジュ
ーサ36からフィルタ入力46を受け取り、トランスジュー
サ34へフィルタ出力48を送り、加算器38から誤差入力50
を受け取る。適応フィルタ28への入力46は、能動モデル
24の出力42として加算器38へも送られる。
【００１７】補助ノイズ源52が補助ノイズを入力54によ
り基準モデル22へ、また、入力56により能動モデル24へ
導入する。補助ノイズはランダムであり、音響経路が受
ける外乱58に相関しない。
【００１８】好適な形式として、上記米国特許第4,677,
676 号に記載されているように、補助ノイズはガロア数
列によって与えられるが（ベルリンのスプリンガー・バ
ーラグ(Springer-verlag) から1984年に出版されたＭ．
Ｒ．シュローダ(Schroeder)の「科学及び通信における
数理論」の252 〜261 ページ）、無相関音または振動ノ
イズ信号を発生するために他のランダムノイズ源を用い
ることもできる。
【００１９】ガロア数列は、シフトレジスタの段数をＭ
とした時、２M −１の後に小数が循環する疑似乱数列で
ある。ガロア数列が好まれるのは、計算が容易であり、
装置の応答時間よりもはるかに長い周期を簡単に備える
ことができるからである。
【００２０】加算器60は、適応フィルタ28の出力48と、
補助ノイズ源52からの補助ノイズ62とを合計して、その
和64をトランスジューサ34へ送る。66で示されている別
の適応フィルタＣが、上記米国特許第4,677,676 号の適
応フィルタ142 と同様に、補助ノイズ源52から送られる
補助ノイズを受け取るフィルタ入力68を備えている。
【００２１】加算器70は、適応フィルタ66の出力72とト
ランスジューサ36の出力74とを合計して、その和76を誤
差入力として乗算器78へ送る。乗算器78が、補助ノイズ
源52のフィルタ入力68における出力に加算器70の出力76
を掛けて、その積80を重量最新信号としてＣフィルタ66
へ送る。Ｃフィルタ66に対するフィルタ入力68は、能動
モデル24へ送られる入力56から与えられる。Ｃフィルタ
66はＬＭＳアルゴリズムフィルタであることが好まし
い。
【００２２】Ａ１及びＢ１適応アルゴリズムフィルタ3
0，32は、加算器38の出力44からそれぞれ誤差入力82，8
4を受け取る。加算器86が、フィルタ30，32のそれぞれ
の出力88，90を合計して、その和92を入力48として加算
器60へ送って、補助ノイズに加算する。フィルタ66のコ
ピーＣ’94がフィルタ28内に設けられており、フィルタ
66の別のコピーＣ’96がフィルタ28内に設けられている
のは、上記米国特許第4,677,676 号の場合と同様であ
る。
【００２３】Ｃフィルタ66のＣ’コピー94は、トランス
ジューサ36から入力98を受け取る。Ｃフィルタ66のＣ’
コピー96は、加算器86の出力92から入力100 を受け取
る。乗算器102 が、Ｃ’コピー94の出力104 に加算器38
の出力を掛けて、その積106 を重量最新信号としてＡ１
フィルタ30へ送る。乗算器108 が、Ｃ’コピー96の出力
110 に加算器38の出力を掛けて、その積112 を重量最新
信号としてＢフィルタ32へ送る。
【００２４】図２はさらなる実施例を示しており、図１
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図２で
は、120 で示されている別の適応フィルタＮ１が、音響
経路Ｐの出力からフィルタ入力122 を受け取り、加算器
38へフィルタ出力124 を送り、加算器38の出力から誤差
入力126 を受け取る。乗算器128 がフィルタ120 の入力
122 に加算器38の出力を掛けて、その積130 を重量最新
信号としてフィルタ120 へ送る。
【００２５】24で示されている能動モデルＭと、120 で
示されている適応フィルタＮ１の積は、基準モデルＲに
合わせられてそれに収束する。すなわち、 Ｍ・Ｎ１＝Ｒ 式１ このため、適応フィルタＮ１は基準モデルＲと能動モデ
ルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ１＝Ｒ／Ｍ 式２ 基準モデルＲと能動モデルＭとの商に合わせるように適
応フィルタＮ１を設けることによって、それの整合性、
特にフィルタ利得が向上する。
【００２６】図３は、さらに別の実施例を示しており、
図１と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図
３では、140 で示されている適応フィルタＮ２が、入力
ノイズをフィルタ入力142 として受け取り、音響経路Ｐ
の入力へ加算器146 を介してフィルタ出力144 を送り、
加算器38の出力から誤差入力148 を受け取る。適応フィ
ルタ140 の出力144 は、Ｃフィルタ66のフィルタ入力68
へも送られる。Ｃフィルタ66のＣ’コピー150 が、適応
フィルタ140 へ送られる入力142 から入力152を受け取
る。乗算器154 が、Ｃ’コピー150 の出力156 に加算器
38の出力を掛けて、その積158 を重量最新信号として適
応フィルタ140 へ送る。
【００２７】図３において、適応フィルタＮ２と能動モ
デルＭとの積は、基準モデルＲに合わせられてそれに収
束する。すなわち、 Ｎ２・Ｍ＝Ｒ 式３ このため、適応フィルタＮ２は基準モデルＲと能動モデ
ルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ２＝Ｒ／Ｍ 式４ 基準モデルＲと能動モデルＭとの商に合わせるように適
応フィルタＮ２を設けることによって、それの整合性、
特にフィルタ利得が向上する。
【００２８】図４は、さらに別の実施例を示しており、
図１と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図
４では、170 で示されている適応フィルタＮ３が、基準
モデル22の出力からフィルタ入力172 を受け取り、加算
器38へフィルタ出力174 を送り、加算器38の出力から誤
差入力176 を受け取る。乗算器178 が、フィルタ170へ
送られる入力172 に加算器38の出力を掛けて、その積18
0 を重量最新信号として適応フィルタ170 へ送る。
【００２９】図４において、基準モデルＲと適応フィル
タＮ３との積は、能動モデルＭに合わせられてそれに収
束し、また同様に、能動モデルＭは、基準モデルＲと適
応フィルタＮ３との積に合わせられてそれに収束する。
すなわち、 Ｒ・Ｎ３＝Ｍ 式５ このため、適応フィルタＮ３は能動モデルＭと基準モデ
ルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ３＝Ｍ／Ｒ 式６ 能動モデルＭと基準モデルＲとの商に合わせるように適
応フィルタＮ３を設けることによって、それの整合性、
特にフィルタ利得が向上する。
【００３０】図５は、さらに別の実施例を示しており、
理解しやすくするのに適している場合には図１と同じ参
照番号を用いている。図５において、190 で示されてい
る適応フィルタＮ４が、入力ノイズをフィルタ入力172
として受け取り、基準モデル22の入力へフィルタ出力19
4 を送り、加算器38の出力から誤差入力196 を受け取
る。モデル基準ＲのコピーＲ’198 が設けられており、
適応フィルタ190 へ送られる入力192 から入力200 を受
け取る。乗算器202 が、Ｒ’コピー198 の出力204 に加
算器38の出力を掛けて、その積206 を重量最新信号とし
て適応フィルタ190 へ送る。
【００３１】図５において、適応フィルタＮ４と基準モ
デルＲとの積は、能動モデルＭに合わせられてそれに収
束し、また同様に、能動モデルＭは、適応フィルタＮ４
と基準モデルＲとの積に合わせられてそれに収束する。
すなわち、 Ｎ４・Ｒ＝Ｍ 式７ このため、適応フィルタＮ４は能動モデルＭと基準モデ
ルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ４＝Ｍ／Ｒ 式８ 能動モデルＭと基準モデルＲとの商に合わせるように適
応フィルタＮ４を設けることによって、それの整合性、
特にフィルタ利得が向上する。
【００３２】図６は、さらに別の実施例を示しており、
図２及び図４と同じ参照番号を用いて理解しやすくして
いる。図６では、図２の装置に図４に従った別の適応Ｎ
フィルタが設けられて、Ｎ１とＮ３とが組み合わされて
いる。すなわち、 Ｒ・Ｎ３＝Ｍ・Ｎ１ 式９ このため、基準モデルＲにさらにＮ３の係数が掛けら
れ、Ｎ１はこのさらに係数が掛けられた基準モデルと能
動モデルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ１＝Ｒ・Ｎ３／Ｍ 式10 同様に、能動モデルＭにさらにＮ１の係数が掛けられ、
Ｎ３はこのさらに係数が掛けられた能動モデルと基準モ
デルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ３＝Ｍ・Ｎ１／Ｒ 式11 図７は、さらに別の実施例を示しており、図２及び図５
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図７で
は、図２の装置に図５に従った別の適応Ｎフィルタが設
けられて、Ｎ１とＮ４とが組み合わされている。すなわ
ち、 Ｎ４・Ｒ＝Ｍ・Ｎ１ 式12 このため、基準モデルＲにさらにＮ４の係数が掛けら
れ、Ｎ１はこのさらに係数が掛けられた基準モデルと能
動モデルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ１＝Ｎ４・Ｒ／Ｍ 式13 同様に、能動モデルＭにさらにＮ１の係数が掛けられ、
Ｎ４はこのさらに係数が掛けられた能動モデルと基準モ
デルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ４＝Ｍ・Ｎ１／Ｒ 式14 図８は、さらに別の実施例を示しており、図３及び図４
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図８で
は、図３の装置に図４に従った別の適応Ｎフィルタが設
けられて、Ｎ２とＮ３とが組み合わされている。すなわ
ち、 Ｒ・Ｎ３＝Ｎ２・Ｍ 式15 このため、基準モデルＲにさらにＮ３の係数が掛けら
れ、Ｎ２はこのさらに係数が掛けられた基準モデルと能
動モデルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ２＝Ｒ・Ｎ３／Ｍ 式16 同様に、能動モデルＭにさらにＮ２の係数が掛けられ、
Ｎ３はこのさらに係数が掛けられた能動モデルと基準モ
デルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ３＝Ｎ２・Ｍ／Ｒ 式17 図９は、さらに別の実施例を示しており、図３及び図５
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図９で
は、図３の装置に図５に従った別の適応Ｎフィルタが設
けられて、Ｎ２とＮ４とが組み合わされている。すなわ
ち、 Ｎ４・Ｒ＝Ｎ２・Ｍ 式18 このため、基準モデルＲにさらにＮ４の係数が掛けら
れ、Ｎ２はこのさらに係数が掛けられた基準モデルと能
動モデルＭとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ２＝Ｎ４・Ｒ／Ｍ 式19 同様に、能動モデルＭにさらにＮ２の係数が掛けられ、
Ｎ４はこのさらに係数が掛けられた能動モデルと基準モ
デルＲとの商に合わせられる。すなわち、 Ｎ４＝Ｎ２・Ｍ／Ｒ 式20 図２〜図９において、各適応フィルタＮ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ４はＦＩＲ適応フィルタであることが好ましく、
ＬＭＳアルゴリズムフィルタで提供されることが好まし
い。変更実施例では、そのようなフィルタはＩＩＲフィ
ルタで、好ましくはＲＬＭＳフィルタである。
【００３３】図10は、さらに別の実施例を示しており、
図１と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図
10は、図１の装置を組み込むと共に、入力音波を減衰ま
たは相殺する能動音響減衰装置220 を示している。
【００３４】トランスジューサ34は、入力音波を減衰し
て減衰出力音波を発生できるように相殺音波を導入する
出力トランスジューサである。トランスジューサ36は、
出力音波を感知する誤差トランスジューサである。
【００３５】適応フィルタ222 は、補正信号224 をトラ
ンスジューサ34へ送って、相殺音波を導入する。加算器
226 は、ノイズ源52からの補助ランダムノイズと適応フ
ィルタ222 の出力224 とを合計する。加算器228 は、適
応フィルタ28の出力48と加算器226 の出力とを合計し
て、その和をトランスジューサ34へ送る。
【００３６】補助ランダムノイズ62とフィルタ出力224,
48とを合算することは、加算器226,228 に示されている
ように２段階に分割してもよいが、単一の合計ステップ
として、すなわち一対の２入力加算器または単一の３入
力加算器により合計することもできる。
【００３７】適応フィルタ222 は、上記米国特許第4,67
7,676 号に40で示されているようなＩＩＲフィルタ、あ
るいはＲＬＭＳアルゴリズムフィルタであることが好ま
しい。このＲＬＭＳアルゴリズムフィルタは、それぞれ
加算器38の出力から誤差入力236 を受け取るＬＭＳアル
ゴリズムフィルタＡ２(232で示す) と、ＬＭＳアルゴリ
ズムフィルタＢ２(234で示す) を有している。加算器23
8 が、Ａ２，Ｂ２アルゴリズムフィルタ232,234 の出力
を合計して、その和をフィルタ出力224 で加算器の組み
合わせ体226,228 の入力へ送る。
【００３８】240 で示される、Ｃフィルタ66のコピー
Ｃ’が設けられており、これはＡ２フィルタ232 へ送ら
れる入力242 からの入力を受け取る。乗算器244 は、
Ｃ’コピー240 の出力と加算器38の出力とを掛けて、そ
の積246 を重量最新信号としてアルゴリズムフィルタ23
2 へ送る。
【００３９】248 で示される、Ｃフィルタ66の別のコピ
ーＣ’が設けられており、これは加算器238 の出力から
Ｂ２フィルタ234 へ送られる入力から入力を受け取る。
乗算器250 は、Ｃ’コピー248 の出力に加算器38の出力
を掛けて、その積252 を重量最新信号としてアルゴリズ
ムフィルタ234 へ送る。
【００４０】加算器254 は、Ｃ’コピー248 の出力と加
算器38の出力とを合計して、その和を入力242 として適
合アルゴリズムフィルタ232 へ送る。これは、特許査定
されている上記米国出願番号07/835,721に記載されてい
るように、式の誤差形式として知られている。この形式
は、相関入力音波に使用でき、上記米国特許第4,677,67
6 号の10のような入力トランスジューザを必要としな
い。
【００４１】相関とは、周期的、帯域制限または幾らか
の予測性を備えていることである。変更実施例では、入
力信号242 を入力トランスジューサ、例えば入力マイク
ロフォンまたは加速度計で与えるか、またはそれ自身が
入力音波に相関している信号、例えばタコメータから与
えることができる。
【００４２】更なる変更例として、図２〜図９の実施例
を図10の装置に組み合わせて用いることができる。図10
内に図３、図８または図９の装置を用いる場合、Ｎ２を
加算器226,228 間に直列に設けることが好ましい。
【００４３】図11は、更なる実施例を示しており、図１
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図11
は、図１の装置を音響用に用いた場合を示しており、音
響経路Ｐがダクト260 で与えられ、トランスジューサＴ
１が拡声器262 で、トランスジューサＴ２がマイクロフ
ォン264 で与えられている。
【００４４】図12は、更なる実施例を示しており、図１
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図12
は、図１の装置を振動用に用いた場合を示しており、テ
ーブル270 で与えられる音響経路Ｐが、撹拌器または力
モータ272 を用いるトランスジューサＴ１と、加速度計
274 を用いるトランスジューサＴ２を備えている。
【００４５】図13は、更なる実施例を示しており、図12
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図13
は、図12の装置を、力遮断用に応用する場合で、例えば
自動車、トラックまたは他の車両の能動エンジン取り付
け部に用いた場合を示しており、音響経路Ｐは車両フレ
ーム280 となっている。
【００４６】車両エンジン等の質量体282 は、弾性ばね
素子284 及び減衰素子286 を備えたエンジン取り付け部
によってフレームに取り付けられている。フレーム280
は、質量体すなわちエンジン282 によって与えられる、
例えばエンジン内でのピストンの往復運動等による外乱
を受ける。
【００４７】力モータ272 が質量体282 とフレーム280
との間に制御力を加えて、力遮断を行い、質量体282 の
力すなわち外乱からフレーム280 を隔離する。図13の特
に望ましい一例として、特にアイドルまたは低速エンジ
ン回転時に、車両フレーム280 、ここでは乗員をエンジ
ン振動から隔離する。
【００４８】これによって、アイドル時に滑らかな振動
のないエンジンの動作が得られるようにするためのクラ
ンクシャフトのカウンターバランスが不必要になる。図
13の更なる例では、質量体82が慣性質量体であり、フレ
ーム280 が外乱を受ける。この後者の例は、エンジン取
り付けにも有効である。
【００４９】図14は、更なる実施例を示しており、図13
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図14
は、図13の装置を運動遮断用に用いた場合を示してお
り、運転台等の質量体290 を道路の凹凸等の外乱を受け
る車両フレーム292 の運動から隔離する。音響経路Ｐ
は、質量体290 、例えばばね294 及び減衰ショックアブ
ソーバ296 を含むサスペンション装置によって車両フレ
ーム292 に取り付けられた運転台である。
【００５０】図15は、更なる実施例を示しており、図10
と同じ参照番号を用いて理解しやすくしている。図15の
実施例では、ノイズ源52から送られる補助ランダムノイ
ズを整形用帯域フィルタ298 によってろ過して、ランダ
ムノイズ信号に所望のパワースペクトルを与え、能動モ
デルＭと基準モデルＲの整合性の強さを周波数の関数と
して与えるようにしている。
【００５１】やはり図15に示されている更なる実施例で
は、モデル入力242 は、タコメータまたは他の音響セン
サ等の入力源300 から基準入力信号として送られる。こ
の信号は、外乱に相関している。
【００５２】更なる実施例では、基準モデルＲは、制御
装置パラメータＡ１、Ｂ１、音響経路Ｐ、トランスジュ
ーサＴ１、Ｔ２の関数を含み、これらのいずれか、もし
くこれら全体から計算される。更なる実施例では、フィ
ルタＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は、制御装置パラメータＡ
１、Ｂ１、音響経路Ｐ、トランスジューサＴ１、Ｔ２の
関数を含み、これらのいずれか、もしくこれら全体から
計算される。
【００５３】また、本発明の精神の範囲内において様々
な変更を加えることができることは理解されるであろ
う。
【００５４】
【発明の効果】本発明は、音響装置に、選択的にプログ
ラム可能な応答を有する基準モデルと、音響経路及び適
応フィルタを組合わせる能動モデルとを含み、音響経路
及び適応フィルタの組合わせ体によって、基準モデルに
適応するモデルを形成し、音響経路及び適応フィルタの
結合応答が、基準モデルの応答に整合した能動モデル応
答を与えるようにしたので、積極的に音または振動を相
殺し、あるいは軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による能動音響装置の概略図である。
【図２】本発明に係る他の実施例を示す、図１と同様な
概略図である。
【図３】本発明に係る更なる実施例を示す、図１と同様
な概略図である。
【図４】本発明に係る更なる実施例を示す、図１と同様
な概略図である。
【図５】本発明に係る更なる実施例を示す、図１と同様
な概略図である。
【図６】本発明に係る更なる実施例を示す、図２及び図
４と同様な概略図である。
【図７】本発明に係る更なる実施例を示す、図２及び図
５と同様な概略図である。
【図８】本発明に係る更なる実施例を示す、図３及び図
４と同様な概略図である。
【図９】本発明に係る更なる実施例を示す、図３及び図
５と同様な概略図である。
【図１０】本発明に係る更なる実施例を示す、図１と同
様な概略図である。
【図１１】本発明に係る図１の装置の更なる説明図であ
る。
【図１２】本発明に係る図１の装置の他の実施例の説明
図である。
【図１３】図12と同様な図であるが、更なる実施例を示
している。
【図１４】本発明に係る更なる実施例を示す、図13と同
様な概略図である。
【図１５】本発明に係る更なる実施例を示す、図10と同
様な概略図である。
【符号の説明】
20 能動音響装置 22 基準モデル 24 能動モデル 26 音響経路 28 適応フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トレボア エー． ラック アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53704 マディソン ミルウォーキー 2749 (72)発明者 マーク シー． アリー アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53575 オレゴン ボンナー トレイル 1702

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 選択的にプログラム可能な応答を有する
    基準モデルと、 音響経路及び適応フィルタを組合わせ、この組合わせ体
    によって基準モデルに適応するモデルを形成し、前記音
    響経路及び適応フィルタの結合応答が、基準モデルの応
    答に整合する能動モデル応答を与えるようにした能動モ
    デルと、を有していることを特徴とする能動音響装置。
  2. 【請求項２】 さらに、 前記音響経路に音波を導入する第１トランスジューサ
    と、 前記音響経路の応答を感知する第２トランスジューサ
    と、 前記基準モデルと前記能動モデルの出力を合計して、そ
    の和を誤差信号として発生する加算器とを有しており、 前記適応フィルタは、前記第２トランスジューサからの
    フィルタ入力と、前記第１トランスジューサへのフィル
    タ出力と、前記加算器からの誤差入力とを備えているこ
    とを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記能動モデルに補助ノイズを
    導入する補助ノイズ源を有していることを特徴とする請
    求項２の装置。
  4. 【請求項４】 前記音響経路は外乱を受け、前記補助ノ
    イズはランダムであって、前記外乱に相関しないことを
    特徴とする請求項３の装置。
  5. 【請求項５】 前記補助ランダムノイズは整形帯域フィ
    ルタでろ過されて、前記能動モデルと前記基準モデルの
    整合性の強さが周波数の関数として得られるようにした
    ことを特徴とする請求項４の装置。
  6. 【請求項６】 さらに、前記適応フィルタの出力と前記
    補助ノイズ源からの前記補助ノイズとを合計して、その
    和を前記第１トランスジューサへ送る第２加算器を有す
    ることを特徴とする請求項３の装置。
  7. 【請求項７】 前記適応フィルタ入力へ送られる入力
    は、前記能動モデルの出力として前記第１の加算器へも
    送られることを特徴とする請求項６の装置。
  8. 【請求項８】 さらに、前記補助ノイズを受け入れるフ
    ィルタ入力を有する第２適応フィルタと、前記第１の適
    応フィルタ内に設けられた第２適応フィルタのコピー
    と、前記第２適応フィルタの出力と前記第２トランスジ
    ューサの出力とを合計して、その和を誤差入力として前
    記第２適応フィルタへ送る第２加算器とを有しているこ
    とを特徴とする請求項３の装置。
  9. 【請求項９】 さらに、それぞれが、第１加算器の出力
    からの誤差入力を有する第１，第２アルゴリズムフィル
    タを備える第１適応フィルタの出力と、前記補助ノイズ
    源からの補助ノイズの出力とを合計して、その和を前記
    第１トランスジューサへ送る第３加算器と、 前記第１，第２アルゴリズムフィルタの出力を合計し
    て、その和を入力として、前記補助ノイズを加算するた
    めの第３加算器に送る第４加算器と、 前記第２トランスジューサからの入力を有する前記第２
    適応フィルタの第１コピーと、 前記第４加算器の出力からの入力を有する前記第２適応
    フィルタの第２コピーと、 前記第１コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第１アルゴリズム
    フィルタへ送る第１乗算器と、 前記第２コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第２アルゴリズム
    フィルタへ送る第２乗算器とを有していることを特徴と
    する請求項８の装置。
  10. 【請求項１０】 さらに、前記能動モデルへ送られる入
    力からフィルタ入力を受け取る第２適応フィルタと、前
    記第２適応フィルタの出力と前記第２トランスジューサ
    の出力とを合計して、その和を誤差入力として前記第２
    適応フィルタへ送る第２加算器とを有していることを特
    徴とする請求項２の装置。
  11. 【請求項１１】 前記基準モデルと前記能動モデルとの
    商に合わせてその整合度を向上させるようにする第２フ
    ィルタを有していることを特徴とする請求項２の装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    前記音響経路の出力からのフィルタ入力と、前記加算器
    へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入力
    とを有していることを特徴とする請求項11の装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２適応フィルタは、入力ノイズ
    をフィルタ入力として受け取り、前記音響経路の入力へ
    フィルタ出力を送り、前記加算器の出力から誤差入力を
    受け取ることを特徴とする請求項11の装置。
  14. 【請求項１４】 さらに、前記第２適応フィルタの出力
    からフィルタ入力を受け取る第３適応フィルタと、 前記第３適応フィルタの出力と前記第２トランスジュー
    サの出力とを合計して、その和を誤差入力として前記第
    ３適応フィルタへ送る第２加算器と、 前記第２適応フィルタへ送られる入力から入力を受け取
    る、前記第３適応フィルタのコピーと、 前記コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛けて、そ
    の積を重量最新信号として前記第２適応フィルタへ送る
    乗算器とを有していることを特徴とする請求項13の装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記能動モデルと前記基準モデルとの
    商に合わせてその整合度を向上させるようにする第２フ
    ィルタを有していることを特徴とする請求項２の装置。
  16. 【請求項１６】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    前記基準モデルの出力からのフィルタ入力と、前記加算
    器へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入
    力とを有していることを特徴とする請求項15の装置。
  17. 【請求項１７】 前記第２適応フィルタは、入力ノイズ
    をフィルタ入力として受け取り、前記基準モデルの入力
    へフィルタ出力を送り、前記加算器の出力から誤差入力
    を受け取ることを特徴とする請求項15の装置。
  18. 【請求項１８】 さらに、前記第２適応フィルタへ送ら
    れる入力から入力を受け取る、前記基準モデルのコピー
    と、 前記コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛けて、そ
    の積を重量最新信号として前記第２適応フィルタへ送る
    乗算器とを有していることを特徴とする請求項17の装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記基準モデルの応答に対する能動モ
    デル応答の整合度を向上させるため、前記基準モデルと
    能動モデルとの商に合わせる第２フィルタと、前記能動
    モデルと基準モデルとの商に合わせる第３フィルタとを
    有していることを特徴とする請求項２の装置。
  20. 【請求項２０】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    前記音響経路の出力からのフィルタ入力と、前記加算器
    へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入力
    とを有し、 前記第３フィルタは、適応形であり、前記基準モデルの
    出力からのフィルタ入力と、前記加算器へのフィルタ出
    力と、前記加算器の出力からの誤差入力とを有している
    ことを特徴とする請求項19の装置。
  21. 【請求項２１】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    前記音響経路の出力からのフィルタ入力と、前記加算器
    へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入力
    とを有し、 前記第３フィルタは、適応形であり、入力ノイズを受け
    入れるフィルタ入力と、前記基準モデルの入力へのフィ
    ルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入力とを有す
    ることを特徴とする請求項19の装置。
  22. 【請求項２２】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    入力ノイズを受け入れるフィルタ入力と、前記音響経路
    の入力へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤
    差入力とを有し、 前記第３フィルタは、適応形であり、前記基準モデルの
    出力からのフィルタ入力と、前記加算器へのフィルタ出
    力と、前記加算器の出力からの誤差入力とを有している
    ことを特徴とする請求項19の装置。
  23. 【請求項２３】 前記第２フィルタは、適応形であり、
    入力ノイズを受け入れるフィルタ入力と、前記音響経路
    の入力へのフィルタ出力と、前記加算器の出力からの誤
    差入力とを有し、 前記第３フィルタは、適応形であり、入力ノイズを受け
    入れるフィルタ入力と、前記基準モデルの入力へのフィ
    ルタ出力と、前記加算器の出力からの誤差入力とを有し
    ていることを特徴とする請求項19の装置。
  24. 【請求項２４】 入力音波を減衰して減衰出力音波を発
    生するために、相殺音波を導入する出力トランスジュー
    サと、 前記出力音波を感知する誤差トランスジューサと、 相殺音波を導入するため、前記出力トランスジューサへ
    補正信号を出力する第１適応フィルタと、 選択的にプログラム可能な応答を有する基準モデルと、 前記出力トランスジューサと前記誤差トランスジューサ
    との間に配置された音響経路及び第２適応フィルタを組
    合わせ、この組合わせ体によって基準モデルに適応する
    モデルを形成し、前記音響経路及び前記第２適応フィル
    タの結合応答が、基準モデルの応答に整合した能動モデ
    ル応答を与えるようにした能動モデルとを有しているこ
    とを特徴とする能動音響減衰装置。
  25. 【請求項２５】 さらに、前記基準モデル及び能動モデ
    ルの出力を合計して、その和を誤差信号として発生する
    加算器を有しており、前記第２適応フィルタは、前記誤
    差トランスジューサからフィルタ入力を受け取り、前記
    出力トランスジューサへフィルタ出力を送り、前記加算
    器の出力から誤差入力を受け取ることを特徴とする請求
    項24の装置。
  26. 【請求項２６】 さらに、前記第１，第２適応フィルタ
    の出力を合計して、その和を前記出力トランスジューサ
    へ送る第２加算器を有しており、前記第１適応フィルタ
    は前記第１加算器から誤差入力を受け取ることを特徴と
    する請求項25の装置。
  27. 【請求項２７】 さらに、前記基準モデル及び能動モデ
    ルに補助ノイズを導入する補助ノイズ源と、 前記補助ノイズを受け入れるフィルタ入力を有する第３
    適応フィルタと、 前記第３適応フィルタの出力と前記誤差トランスジュー
    サの出力とを合計して、その和を誤差信号として前記第
    ３適応フィルタへ送る第３加算器とを有していることを
    特徴とする請求項26の装置。
  28. 【請求項２８】 前記第２適応フィルタは、それぞれ前
    記第１加算器の出力から誤差入力を受け取る第１，第２
    アルゴリズムフィルタを有しており、 さらに、前記第１，第２アルゴリズムフィルタの出力を
    合計して、その和を入力として第２加算器へ送る第４加
    算器と、 前記誤差トランスジューサから入力を受け取る、前記第
    ３適応フィルタの第１コピーと、 前記第４加算器の出力から入力を受け取る、前記第３適
    応フィルタの第２コピーと、 前記第１コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第１アルゴリズム
    フィルタへ送る第１乗算器と、 前記第２コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第２アルゴリズム
    フィルタへ送る第２乗算器とを有していることを特徴と
    する請求項27の装置。
  29. 【請求項２９】 さらに、前記第１適応フィルタへ送ら
    れる入力から入力を受け取る、前記第３適応フィルタの
    第３コピーと、 前記第３コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第１適応フィルタ
    へ送る第３乗算器とを有していることを特徴とする請求
    項28の装置。
  30. 【請求項３０】 さらに、前記第３適応フィルタの出力
    から入力を受け取る、前記第３適応フィルタの第４コピ
    ーと、 前記第４コピーの出力と前記第１加算器の出力とを合計
    して、その和を入力として前記第１適応フィルタへ送る
    第５加算器とを有していることを特徴とする請求項27の
    装置。
  31. 【請求項３１】 前記第１適応フィルタは、それぞれ第
    ３，第４アルゴリズムフィルタを有しており、 さらに、前記第３，第４アルゴリズムフィルタの出力を
    合計する第５加算器と、 前記補助ノイズと前記第５加算器の出力とを合計して、
    その和を前記第２加算器へ送る第６加算器と、 前記第３アルゴリズムフィルタへ送られる入力からから
    入力を受け取る、前記第３適応フィルタの第３コピー
    と、 前記第５加算器の出力から入力を受け取る、前記第３適
    応フィルタの第４コピーと、 前記第３コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第３アルゴリズム
    フィルタへ送る第３乗算器と、 前記第４コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第４アルゴリズム
    フィルタへ送る第４乗算器とを有していることを特徴と
    する請求項28の装置。
  32. 【請求項３２】 さらに、前記基準モデルと前記能動モ
    デルとの商に合わせて、前記第６加算器の出力から入力
    を受け取り、前記第２加算器へフィルタ出力を送り、前
    記第１加算器の出力から誤差入力を受け取る第４適応フ
    ィルタを有していることを特徴とする請求項31の装置。
  33. 【請求項３３】 さらに、前記第６加算器の出力から入
    力を受け取る、前記第３適応フィルタの第５コピーと、 前記第５コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛け
    て、その積を重量最新信号として前記第４適応フィルタ
    へ送る第５乗算器とを有していることを特徴とする請求
    項32の装置。
  34. 【請求項３４】 さらに、前記基準モデル及び能動モデ
    ルの出力を合計して、その和を誤差信号として発生する
    第１加算器と、 補助ノイズを発生する補助ノイズ源と、 前記補助ノイズと第１適応フィルタの出力とを合計する
    第２加算器と、 前記基準モデルと能動モデルとの商に合わせて、前記第
    ２加算器の出力から入力を受け取る第３適応フィルタ
    と、 前記第２，第３適応フィルタの出力を合計して、その和
    を前記出力トランスジューサへ送る第３加算器とを有し
    ていることを特徴とする請求項24の装置。
  35. 【請求項３５】 さらに、前記第３適応フィルタの出力
    からフィルタ入力を受け取る第４適応フィルタと、 前記第４適応フィルタの出力と前記誤差トランスジュー
    サの出力とを合計して、その和を誤差信号として前記第
    ４適応フィルタへ送る第４加算器と、 前記第２加算器の出力からフィルタ入力を受け取る、前
    記第４適応フィルタのコピーと、 前記コピーの出力に前記第１加算器の出力を掛けて、そ
    の積を重量最新信号として前記第３適応フィルタへ送る
    乗算器とを有していることを特徴とする請求項34の装
    置。
  36. 【請求項３６】 選択的にプログラム可能な応答を有す
    る基準モデルを用意し、そして、 音響経路と適応フィルタとを組合わせて、この組合わせ
    による結合応答が、前記基準モデルの応答に整合する能
    動モデル応答を与えるようにして、前記基準モデルに能
    動的に合わせることを特徴とする能動音響制御方法。
  37. 【請求項３７】 さらに、第１トランスジューサで前記
    音響経路に音波を導入し、 第２トランスジューサで前記音響経路の応答を感知し、 加算器で前記基準モデル及び能動モデルの出力を合計し
    て、その和を誤差信号として発生し、 前記適応フィルタが、前記第２トランスジューサからフ
    ィルタ入力を受け取り、前記第１トランスジューサへフ
    ィルタ出力を送り、前記加算器から誤差入力を受け取る
    ようにしたことを特徴とする請求項36の方法。
  38. 【請求項３８】 前記音響経路は外乱を受けており、さ
    らに、補助ノイズはランダムであって、前記外乱に相関
    していない状態で、補助ノイズ源から前記能動モデルに
    補助ノイズを導入し、 さらに前記適応フィルタの出力と前記補助ノイズとを合
    計してその和を前記第１トランスジューサへ送り、 前記能動モデルの出力を前記適応フィルタの入力及び前
    記第１加算器に送るようになっていることを特徴とする
    請求項37の方法。
  39. 【請求項３９】 さらに、第２フィルタで前記基準モデ
    ルと能動モデルとの商に合わせて、前記基準モデルと能
    動モデルとの整合度を向上させるようにすることを特徴
    とする請求項37の方法。
  40. 【請求項４０】 さらに、第２フィルタで前記能動モデ
    ルと基準モデルとの商に合わせて、前記能動モデルと前
    記基準モデルとの整合度を向上させるようにすることを
    特徴とする請求項37の方法。
  41. 【請求項４１】 入力音波を減衰して減衰出力音波を発
    生するために、前記第１トランスジューサから相殺音波
    を導入し、 前記第２トランスジューサで前記出力音波を感知し、 前記相殺音波を導入して、前記第２適応フィルタから前
    記第１トランスジューサへ補正信号を出力し、これによ
    り入力音波を減衰するようにしたことを特徴とする請求
    項37の方法。
  42. 【請求項４２】 さらに、前記第１，第２適応フィルタ
    の出力を合計して、その和を前記第１トランスジューサ
    へ送り、前記第１加算器の前記出力を誤差入力として前
    記第１，第２適応フィルタの各々へ送るようにしたこと
    を特徴とする請求項41の方法。
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