機械力学的視点で連続体を伝播する波動に着目した振動・騒音制御

从机械力学角度关注连续介质中传播的波的振动和噪声控制

基本信息

批准号：
21K03956
负责人：
山田啓介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

フィードバック型コムフィルタを用いた一方向進行波による波動相殺の広帯域化一次元音場と見なせる音響管内を伝播する騒音を制御音で相殺し，開口端から外部に放射される騒音を低減する方法として能動騒音制御がある．能動騒音制御では一般に，参照マイクロホン，誤差マイクロホン，制御器，制御用スピーカが用いられる．能動騒音制御には種々の方法が存在するが，本研究では誤差マイクロホンは使用せず，二つの参照マイクロホンと二つの制御用スピーカを用いることで，制御音として前進波のみを発生させる方法の研究を進めている．この方法では，特定の周波数では騒音を完全に相殺することができるが，その周波数から外れると原理的に騒音を完全には相殺できない問題がある．そこで，騒音を大きく相殺できる周波数の範囲を広げるために，まずは理想フィルタの伝達関数を導出した．その上で，その理想フィルタと伝達関数が近くなるように，二次のノッチフィルタを調整する方法を提案したが，効果は十分では無かった．そこで，研究協力者がより理想フィルタと特性が近くなるフィルタを調査したところ，フィードバック型コムフィルタの伝達関数が理想フィルタと完全に等しくなり得ることを発見した．しかし，理想フィルタと一致する条件はフィルタの安定限界であることも分かった．フィードバック型コムフィルタを安定な範囲で使用する前提で，かつ，制御用スピーカの出力が大きくなりすぎない条件を考え，シミュレーションと実験を通して，フィードバック型コムフィルタも有力な選択肢となり得ることを実証した．

使用反馈梳状滤波器使用单向行波消除宽带波消除作为一种消除传音管内部传播的噪声的方法，可以将其视为一维声场，控制声音并减少从传音管向外辐射的噪声。有主动噪声控制。有源噪声控制一般使用参考麦克风、误差麦克风、控制器和控制扬声器。有源噪声控制的方法有多种，但在本研究中，我们不使用误差麦克风，而是使用两个参考麦克风和两个控制扬声器来研究仅生成前向波作为控制声音的方法。利用该方法，可以完全消除特定频率处的噪声，但是存在不能完全消除该频率之外的频率处的噪声的问题。因此，为了扩大可以显着消除噪声的频率范围，我们首先推导了理想滤波器的传递函数。随后我们提出了一种调整二次陷波滤波器的方法，使其传递函数接近理想滤波器的传递函数，但效果并不充分。因此，研究人员研究了特性更接近理想滤波器的滤波器，发现反馈梳状滤波器的传递函数可以完全等于理想滤波器。但同时也发现，与理想滤波器相匹配的条件是滤波器的稳定极限。假设反馈型梳状滤波器在稳定范围内使用，并考虑到控制扬声器的输出不会变得太大的条件，我们通过模拟和实验证明反馈型梳状滤波器也是一个强大的选择。