(57)【要約】 【課題】安価なコントローラで実施できるように、必要な演算量が少ない能動消音制御方法を提供する。【解決手段】参照信号を畳み込み演算して制御信号を得、この制御信号によって２次音波を発生させて騒音と干渉させるとき、畳み込み演算に使用される１次のＦＩＲフィルタは、いわゆるＦｘＲＬＳアルゴリズムで適応させるようにする。そしてＦｘＲＬＳアルゴリズムによる演算においては、使用される２×２のゲイン行列（Ｆｉ（ｎ））の対角要素Ｆ11,i（ｎ）とＦ22,i（ｎ）とが等しいとして計算するように構成される。また、２次経路の伝達特性を推定するとき、注入する白色雑音（ｄ1（ｎ））は所定の式で与えられる強度調節パラメータ（Ｖm（ｎ））を乗じて強度を調節するようにする。【選択図】  図２
2011081411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照信号ｘｉ（ｎ）から（３）式
2011081411.tif 000022
によって制御信号を得、得られた前記制御信号によって２次音波を発生させて騒音と干渉させ、そして前記フィルタ係数ｈｉ、０（ｎ）、ｈｉ、１（ｎ）を、干渉後に検出される検出残音信号と、（４）式
2011081411.tif 000023
によって得られる濾波参照信号と、忘却係数（λｉ）とから（６’）式
2011081411.tif 000024
によって適応させる能動騒音制御方法において、
前記ゲイン行列（Ｆｉ（ｎ））の対角要素であるＦ11,i（ｎ）とＦ22,i（ｎ）とが等しいとして計算することを特徴とする、能動騒音制御方法。
【請求項２】
参照信号ｘｉ（ｎ）から（３）式
2011081411.tif 000025
によって制御信号を得、得られた前記制御信号によって２次音波を発生させて騒音と干渉させるとき、２次経路の伝達特性を推定すると共に、前記フィルタ係数ｈｉ、０（ｎ）、ｈｉ、１（ｎ）を適応させる能動騒音制御方法であって、
前記２次経路の伝達特性の推定は、平均ゼロで所定の分散を有する白色雑音（ｄ1（ｎ））に所定の強度調節パラメータ（Ｖm（ｎ））を乗じて強度を調節された、強度調節済み白色雑音（ｄ（ｎ））を前記制御信号に注入し、干渉後に検出される検出残音信号（ｅ（ｎ））と前記強度調節済み白色雑音（ｄ（ｎ））とから（１７）式
2011081411.tif 000026
によって白色雑音加算残音信号（ｅ０（ｎ））を得て、該白色雑音加算残音信号（ｅ０（ｎ））と前記強度調節済み白色雑音（ｄ（ｎ））と、第３のステップパラメータ（μs）とから（１９）式
2011081411.tif 000027
によって適用させ、このとき前記強度調節パラメータ（Ｖm（ｎ））は（２０’）式
2011081411.tif 000028
で与えるように実施し、
前記フィルタ係数ｈｉ、０（ｎ）、ｈｉ、１（ｎ）は、前記白色雑音加算残音信号（ｅ０（ｎ））と、（４）式
2011081411.tif 000029
によって得られる濾波参照信号と、忘却係数（λｉ）とから（６）式
2011081411.tif 000030
によって適応させ、このとき前記ゲイン行列（Ｆｉ（ｎ））の対角要素であるＦ11,i（ｎ）とＦ22,i（ｎ）とが等しいとして計算することを特徴とする、能動騒音制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の能動騒音制御方法が実施される能動騒音制御装置であって、
前記装置は、ダクトと、前記制御信号が出力される２次音源と、前記検出残音信号が検出されるエラーマイクロフォンと、前記能動騒音制御方法が処理されるコントローラとからなり、
前記２次音源と前記エラーマイクロフォンは、互いに離間して前記ダクト内に設けられていることを特徴とする能動騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に周波数の推定が可能な音波から構成される騒音に対して、該音波と等しい音圧で逆位相の２次音波を発生して干渉させて、能動的に消音する狭帯域能動騒音制御方法に関し、限定するものではないが、ストランドカッターや押出機等の生産機械や工作機械の騒音の消音に適用して好適な、狭帯域能動騒音制御方法および狭帯域能動騒音制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産機械や工作機械には、モータ、減速機等の回転駆動部が設けられており、回転駆動部から騒音が発生する。例えば、ストランドカッターは、従来周知のように押出機、押出機の先端部に設けられているダイス、ダイスに対応して設けられているカッター装置等から構成されている。押出機から押し出される溶融樹脂は、ダイスに明けられた複数個のノズル孔からストランド状に押し出されて冷却され、回転するカッターでペレット状に切断される。このようなストランドカッターでは、主としてカッターを回転する回転駆動部から騒音が発生する。従来周知の押出機も回転駆動部が設けられている。すなわち押出機は、シリンダ、シリンダ内で回転するスクリュ、シリンダ先端に取り付けられているダイス等から構成され、シリンダ内に供給された樹脂は、シリンダ内で回転するスクリュで溶融されて押し出されるようになっている。従って、押出機にもスクリュを回転する回転駆動部が設けられており、ストランドカッター同様に騒音が発生する。このような生産機械や工作機械から発生する騒音には、回転駆動部の回転数に依存する複数の周波数の音波が多く含まれており、比較的低周波数のものが多い。
【０００３】
近年、工場の作業環境の向上のため、騒音低減に対する要求が厳しくなってきており、工場に設置される生産機械の騒音低減が強く求められている。従来周知の吸音材や遮音壁等の利用により消音する、いわゆる受動的騒音対策も実施されてはいるが、これらの受動的騒音対策は、高周波数の騒音に対しては効果があるものの、低周波数の騒音に対しては消音効果は高くない。低周波数の騒音を十分に消音するためには相当の厚さの遮音壁等が必要になり、おおよそ実用的ではない。そこで、騒音発生源の近傍に２次音源のスピーカを設けて、騒音に対して等しい音圧で逆位相の２次音波を発生させ、騒音と干渉させて消音する、いわゆる、能動騒音制御技術を採用することが有効とされている。
【０００４】
能動騒音制御には色々な方法があるが、消音対象の周波数を特定せずに多数の周波数の音波を同時に消音する、いわゆる広帯域能動騒音制御方法、消音対象の周波数を特定して消音する、いわゆる狭帯域能動騒音制御方法、等が知られている。
広帯域能動騒音制御方法は、騒音をマイクロフォン等で検出して参照信号として取り出す参照信号検出部と、騒音と干渉させる２次音波を発生する２次音源と、干渉後の音圧、すなわち残音信号を検出するエラーマイクロフォンと、制御部とから構成されている。制御部は、検出された参照信号に所定の演算を施して制御信号を求め、求められた制御信号は、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換されて、２次音源に送られる。そうすると２次音源から２次音波が発生する。騒音は２次音波で干渉され、干渉後の騒音は、エラーマイクロフォンで残音信号として検出される。制御部は、残音信号が最小になるように前記の所定の演算に関するパラメータを適応させる。適切に適応されると、騒音が効果的に消音される。前記した参照信号に施す所定の演算は、従来周知のＦＩＲフィルタによる畳み込み演算で実施され、適応は比較的演算数が少なくて済む、Ｆｉｌｔｅｒｄ−Ｘ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅアルゴリズム、いわゆるＦｘＬＭＳアルゴリズムで実施されることが多い。詳しくは説明しないが、ＦＩＲフィルタの次数を小さくすると、消音できる周波数の個数が少なくなり、次数を大きくすると消音できる周波数の個数は多くなる。しかしながら、次数が大きいと適応の収束特性が大きく悪化する傾向があるし、演算量が多くなり高価なコントローラを必要とする。また、消音対象の周波数を特定できないので、消音したい音波に適応されるとは限らず、消音したい音波を確実に消音できる保証は無い。
【０００５】
一方、狭帯域能動騒音制御方法は、広帯域能動制御方法とほぼ同じように構成されているが、参照信号検出部は設けられてはいない。その代わりに、必要に応じて騒音源の振動数、回転数等を検出する同期信号検出部が設けられている。この制御方法では、予め消音対象の音波の周波数が決定される。あるいは、同期信号検出部から検出された回転数等の同期信号を元に、消音対象の音波の周波数が推定される。制御部は、決定または推定された周波数の正弦波を生成して参照信号とする。この正弦波は、消音対象の音波であると見なすことができる。そして、制御部は参照信号に対して、次数が１のＦＩＲフィルタで畳み込み演算して制御信号を求める。そうすると、求められた制御信号は、参照信号の正弦波の位相と振幅を変化させたものになる。前記したように制御信号をアナログ信号に変換して２次音波を発生すると、消音対象の音波と干渉させることができる。そして、適応が適切に行われると、２次音波の振幅は、消音対象の音波の振幅と等しくなり、２次音波の位相は、消音対象の音波と逆位相になって、消音対象の音波と２次音波は効率よく干渉される。このように、狭帯域能動騒音制御方法では、消音対象の周波数を特定して消音できるので、消音したい周波数の音波を確実に消音できる。また、ＦＩＲフィルタの次数が１であるので、適応に必要な演算量は限られており、消音対象の周波数の音波が複数個であったとしても、必要な演算量は消音対象の周波数の個数に比例して増加するだけで、安価なコントローラで実施できる。前記したように、生産機械等が発する騒音は、回転駆動部からのものが多く、騒音を構成する多くの音波の周波数は、回転数に依存している。つまり、このような音波は、回転数計、振動計等から周波数を推定することが可能である。従って、生産機械等が発する騒音に対しては、消音したい周波数の音波を特定して消音する、狭帯域能動騒音制御方法の適用が有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４５７２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３２６０号公報
【０００７】
特許文献１には、騒音源である変圧器を遮音壁で囲うと共にダクトを設けて一部を開口させ、ダクト内に設けられた２次音源から２次音波を発生して騒音を消音する、能動騒音制御装置が記載されている。この能動騒音制御装置によると、騒音はダクト内に誘導されてダクト内を一方向に伝播するので、すなわち１次元方向にのみ伝播するので、騒音を容易に消音することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の能動騒音制御装置のように生産機械にダクトを設けて、狭帯域能動騒音制御方法を適用することも考えられる。このようにすると、騒音はダクト内に誘導されて一方向に伝播するので容易に消音できるし、対象の周波数の音波を確実に消音できるので、生産機械の騒音を効率よく消音できる。しかしながら、解決すべき問題点も認められる。例えば、狭帯域能動騒音制御方法では、消音対象の音波の周波数を推定して、その周波数の音波を消音しようとするので、実際の周波数と推定された周波数との間の誤差、いわゆるＦｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｉｓｍａｔｃｈ（ＦＭ）が存在すると、消音効果は大きく低下する。生産機械の騒音のうち、大部分の音波の周波数は比較的推定が可能とはいえ、計測の精度、機器の経年変化や疲労、計算誤差等によりＦＭが生じる可能性があるので、十分な消音効果が得られない恐れがある。
【０００９】
２次経路の伝達特性の推定についての問題もある。能動騒音制御方法を行う場合、２次音源からエラーマイクロフォンまでの音波の伝達特性、すなわち２次経路の伝達特性を推定しておく必要があるが、特許文献１には２次経路の伝達特性を推定する方法については格別に提案されていない。一方、特許文献２には、騒音が発生していないとき、すなわち消音していない時を利用して、２次音源から白色雑音を発生させて、２次経路の伝達特性を推定する方法が記載されている。しかしながら、２次経路の伝達特性は室温が変化しても変化するし、ダクトを経由して樹脂材料を搬送したり、樹脂製品を搬出するときには、これらの樹脂材料や樹脂製品の流れの状態によっても変化する。従って、消音している間にも少しずつ変化してしまい、推定された伝達特性は実際の伝達特性と異なってしまう可能性が高い。常に白色雑音を２次音源に注入して、伝達特性を推定し続けることも考えられるが、特許文献２に記載の方法では、注入する白色雑音に対してその音圧を低減するような格別の考慮が全く払われていないので、白色雑音自体が新たな騒音になる恐れもある。
【００１０】
生産機械にダクトを設ける点についても問題が認められる。例えば、ストランドカッターや押出機のような生産機械は、外部との物の出入りが無い変圧器とは異なり、外部から材料を投入したり、機械によって生産された生産物を外部へ搬出する必要がある。従って、単純に生産機械を遮音壁とダクトで囲うことはできない。
【００１１】
本発明は、上記した多くの問題点のうちその一部を解決しようとするものである。つまり本発明の目的は、安価なコントローラで実施できるように、必要な演算量が少ない能動消音制御方法を提供することである。そしてオンラインで２次経路の伝達特性を正確に推定できると共に、新たな騒音源になることがほとんどない、白色雑音の注入方法を提供することも目的としている。他の発明の目的は、工作機械や生産機械が発生する騒音を効果的に消音できる能動騒音制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の目的を達成するために、参照信号を畳み込み演算して制御信号を得る、１次のＦＩＲフィルタをＦｉｌｔｅｒｄ−Ｘ  Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅアルゴリズム、いわゆるＦｘＲＬＳアルゴリズムで適応させるとき、ＦｘＲＬＳアルゴリズムで使用される２×２のゲイン行列の対角要素が等しいとして計算するように構成される。また他の発明は、この計算方法にに加えて２次経路の伝達特性の推定するように構成され、この推定を目的として制御信号に注入される白色雑音は、強度調節パラメータが乗じられて注入され、強度調節パラメータは所定の式で与えられるように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によると、参照信号を畳み込み演算して制御信号を得る、１次のＦＩＲフィルタを、ＦｘＲＬＳアルゴリズムで適応させるとき、ＦｘＲＬＳアルゴリズムで使用される２×２のゲイン行列の対角要素が等しいとして計算するように構成されるので、従来周知のＦｘＲＬＳアルゴリズムに比べて必要な演算数が約２／３で済み、より安価なコントローラでも実施することができる。
【００１４】
そして他の発明は、制御信号に注入される白色雑音は、所定の式で与えられる強度調節パラメータが乗じられて注入されるように構成されているので、２次経路の伝達特性の推定は速やかに行われ、最終的に注入される白色雑音は小さく、新たな騒音になる恐れが小さいという本発明に特有の効果も得られる。また他の発明に係る能動騒音制御装置は、既存の生産機械に簡単に設けることができるので、能動騒音制御装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る能動騒音制御装置を模式的に示す側面図であり、その（ア）は第１の実施の形態に係る能動騒音制御装置を、その（イ）は第２の実施の形態に係る能動騒音制御装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る能動騒音制御方法を説明するブロック図である。
【図３】実験装置を模式的に説明する側面図である。
【図４】ＦｘＬＭＳアルゴリズムとＦｘＲＬＳアルゴリズムの性能を比較する実験結果のグラフである。
【図５】ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムとＦｘＲＬＳアルゴリズムの性能を比較する実験結果のグラフである。
【図６】強度調節パラメータＶm（ｎ）の与え方の違いによる、残音エネルギーの変化の経過を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態に係る能動騒音制御装置１は、図１の（ア）に示されているように、従来周知のストランドカッター装置２に設けられている。ストランドカッター装置２の材料入り口３には、第１のダクトＤ１が設けられ、ペレット出口４には、第２のダクトＤ２が設けられている。ダクトＤ１、Ｄ２は、ストランドカッター装置２内の回転駆動部を主な発生源とする騒音を、一方向に伝播させて消音するためのものであるが、材料入り口３への材料の供給やペレット出口４からのペレットの排出もできるようになっており、生産が妨げられることは無い。第１のダクトＤ１、第２のダクトＤ２の内部には、それぞれの所定の位置に、２次音波を発生する２次音源ＳＰ１、ＳＰ２が設けられていると共に、ダクトＤ１、Ｄ２の出口近傍に、２次音源ＳＰ１、ＳＰ２から離間して、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２が設けられている。そして、２次音源ＳＰ１、ＳＰ２と、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２には、材料やペレットが接触して破損しないように、保護金網６、６、…が被せられている。第１のダクトＤ１、第２のダクトＤ２内を伝播するそれぞれの騒音は、ＣＰＵ、メモリ等からなるコントローラで能動騒音制御されて消音されるようになっているが、図には、ハードウエアとしてのコントローラは示されておらず、第１の能動騒音制御部Ｓ１と第２の能動騒音制御部Ｓ２の２個の機能ブロックが示されている。第１と第２の能動騒音制御部Ｓ１、Ｓ２には、２次音源ＳＰ１、ＳＰ２が信号ラインＬ１１、Ｌ１２を介してそれぞれ接続されて、２次音波の出力のための制御信号を２次音源ＳＰ１、ＳＰ２に送信できるようになっており、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２は信号ラインＬ２１、Ｌ２２を介して能動騒音制御部Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ接続されて、騒音に２次音波を干渉させた後の音圧を、残音信号として受信できるようになっている。さらに、第１と第２の能動騒音制御部Ｓ１、Ｓ２には、ストランドカッター装置２の回転駆動部に関連して設けられている回転数計９も、信号ラインＬ３１、Ｌ３２を介してそれぞれ接続され、回転数、すなわち同期信号を受信できるようになっている。
【００１７】
本発明の第２の実施の形態に係る能動騒音制御装置１１は、図１の（イ）に示されているように、従来周知の押出機１２に設けられている。押出機１２の主要部１５は、図には示されていないが、シリンダ、シリンダ内に設けられ軸方向に回転するスクリュ、シリンダの先端に取り付けられているダイス、シリンダに樹脂材料を供給するホッパ、等からなる。このような押出機１２の主要部１５のスクリュは、モータ１６、モータ１６の回転を減速する減速機１７、減速機１７の回転を伝達する回転伝達部１８、等からなる回転駆動部によって回転駆動される。能動騒音制御装置１１は、このような回転駆動部を覆う遮音筐体２１、回転伝達部１８に被せるように設けられている第１のダクトＤ３、モータ１６から発生する熱を逃がすファン２３、ファン２３の排気口に設けられている第２のダクトＤ４、等から構成されている。第１のダクトＤ３、第２のダクトＤ４の内部には、それぞれの所定の位置に、２次音波を発生する２次音源ＳＰ３、ＳＰ４が設けられていると共に、ダクトＤ３、Ｄ４の出口近傍に、２次音源ＳＰ３、ＳＰ４から離間して、エラーマイクロフォンＥ３、Ｅ４が設けられている。そして、第１、第２のダクトＤ３、Ｄ４内を伝播するそれぞれの騒音は、コントローラで能動騒音制御されて消音されるようになっているが、図には、第１の能動騒音制御部Ｓ３と第２の能動騒音制御部Ｓ４の２個の機能ブロックとして示されている。第１と第２の能動騒音制御部Ｓ３、Ｓ４には、２次音源ＳＰ３、ＳＰ４が信号ラインＬ１３、Ｌ１４を介してそれぞれ接続されて、２次音波の出力のための制御信号を２次音源ＳＰ３、ＳＰ４に送信できるようになっており、エラーマイクロフォンＥ３、Ｅ４は信号ラインＬ２３、Ｌ２４を介してそれぞれ接続されて、騒音に２次音波を干渉させた後の音圧を残音信号として受信できるようになっている。さらに、第１の能動騒音制御部Ｓ３には、モータ１６に関連して設けられている回転数計２４が信号ラインＬ３３を介して接続され、第２の能動騒音制御部Ｓ４には、ファン２３に関連して設けられている回転数計２５が信号ラインＬ３４を介して接続され、それぞれ回転数等の同期信号を受信できるようになっている。
【００１８】
以下、本実施の形態に係る能動騒音制御方法について説明するが、最初に本明細書で使用されるいくつかの用語についてそれらの定義を明確にすると共に、一部の表記法についても説明する。
一般的に能動騒音制御方法においては、アナログ信号である音波は、短い周期でサンプリングされて、サンプル点の列、すなわち離散値の列として扱われる。そして離散値は計算機でデジタル処理される。このように離散値がデジタル処理される技術分野においては、用語「角周波数」は前回と今回のサンプル点の位相差、すなわち、サンプリング毎の位相差の意味で使用されることもある。しかしながら、本明細書においては、用語「角周波数」は本来の意味で使用されるものとし、単位時間あたりの位相差、すなわち１秒間あたりの位相差を意味する。同様に用語「周波数」も単位時間あたりの回数、すなわち１秒間あたりの回数の意味で使用される。従って、用語「サンプリング周波数」は、上記の定義にならって、１秒間あたりのサンプリング回数、すなわちサンプリング数を意味する。
本明細書においては、表記「hat_Ｘ」は、下記を意味するものとする。
【数１】
2011081411.tif 000003
【００１９】
本実施の形態に係る能動騒音制御方法は、能動騒音制御部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４において実施される能動騒音制御方法であり、図２のブロック図で示されているように、３個の機能ブロックなどから構成されている。すなわち、音波を擬似する正弦波を参照信号として生成する、参照信号生成ブロック３０、参照信号にＦＩＲフィルタによる畳み込み演算を行って、２次音波生成のための制御信号を得る、制御信号演算ブロック４０、２次経路の伝達特性を推定する、２次経路伝達特性推定ブロック５０などから構成されている。２次経路伝達特性推定ブロック５０は１個だけ設けられているが、参照信号生成ブロック３０と制御信号演算ブロック４０は、通常は複数個設けられている。参照信号生成ブロック３０と制御信号演算ブロック４０は１組で１個の周波数の音波を消音するように構成されているので、ｑ個の異なる周波数の音波を消音する場合、参照信号生成ブロック３０と制御信号演算ブロック４０の組がｑ組設けられることになる。以下、消音対象のｑ個の異なる周波数の音波のうち、ｉ番目の周波数の音波を音波iと呼び、代表して音波ｉの消音について説明する。なお、参照信号生成ブロック３０や制御信号演算ブロック４０等はｑ個設けられているが、説明が煩雑にならないように、例えば、ｉ番目の参照信号生成ブロック３０については単に参照信号生成ブロック３０と呼ぶことにする。
【００２０】
参照信号生成ブロック３０の参照信号の生成方法について説明する。まず、従来周知の狭帯域能動騒音制御方法の参照信号の生成方法について説明した後で、参照信号生成ブロック３０による方法を説明する。従来周知の方法では、消音対象の音波の周波数を決定、あるいは推定するが、ここでは推定するものとする。まず、回転数計から得られる回転数等の同期信号から、音波ｉの周波数ｆｉ、すなわち角周波数ωｉ（＝２π・ｆｉ）を推定する。例えば、回転数に所定の定数を乗じて角周波数ωｉを推定することができる。そして、推定された角周波数ωｉと時間パラメータｔにより、正弦波ｓｉｎ（ωｉ・ｔ）を生成する。この正弦波を所定の周期でサンプリングしたものが参照信号になる。このような参照信号は、ちょうど音波ｉを疑似した信号になっている。すなわち、固定の位置で検出される任意の時刻の音波ｉは、振幅をＡｉとすると、Ａｉ・ｓｉｎ（ωｉ・ｔ）で表されるが、このうち、振幅のパラメータＡｉを除いたものが前記の正弦波になっている。このような参照信号の最新のサンプリング点をｘｉ（ｎ）、１系列前のサンプリング点をｘｉ（ｎ−１）、２系列前のサンプリングをｘｉ（ｎ−２）、…と表記すると、参照信号は、系列｛ｘｉ（ｎ）、ｘｉ（ｎ−１）、ｘｉ（ｎ−２）…｝として表記することが出来る。
【００２１】
参照信号生成ブロック３０は、上記の正弦波の参照信号｛ｘｉ（ｎ）、ｘｉ（ｎ−１）、ｘｉ（ｎ−２）…｝を所定の式によって生成する。具体的には、参照信号は、下記の１式によって生成される。
【数２】
2011081411.tif 000004
１式は、任意の正弦波が２次のＡＲモデルに従うことを利用して作成された式であり、図２においては符号３１のブロックで示されている。ｘｉ（１）と、ｘｉ（２）が与えられると、１式によってｘｉ（３）が得られ、ｘｉ（２）と得られたｘｉ（３）とによってｘｉ（４）が得られ、以下同様に計算して参照信号｛ｘｉ（ｎ）、ｘｉ（ｎ−１）、ｘｉ（ｎ−２）…｝が生成される。このようにして生成される参照信号は、下記の２式を満たす角周波数ωｉ（ｎ）の正弦波のサンプリング系列になっている。
【数３】
2011081411.tif 000005
従って、任意の角周波数ωｉ（ｎ）の正弦波からなる参照信号は、２式を満たすように係数ｃｉ（ｎ）の値を調節すれば、１式によって生成できる。
【００２２】
このように、係数ｃｉ（ｎ）の値を変えると、正弦波の角周波数ωｉ（ｎ）を変化させることができる。従って、実際の周波数と推定された周波数との間の誤差、すなわちＦＭが生じたとしても、係数ｃｉ（ｎ）を適切な値にすればＦＭを解消することができる。ＦＭに対して適切に対応できない、従来周知の狭帯域能動騒音制御方法とは異なる点である。係数ｃｉ（ｎ）を適切な値にするのは、ＬＭＳアルゴリズムに類似する適応によって行う。詳細については後述する。
【００２３】
制御信号演算ブロック４０について説明する。制御信号演算ブロック４０は、参照信号にＦＩＲフィルタによる畳み込み演算を施して、２次音波を発生するための制御信号を演算する。ＦＩＲフィルタは、フィルタ係数がｈｉ,0（ｎ）とｈｉ,1（ｎ）の２個の、次数が１のものが採用されている。正弦波を表す参照信号に１次のＦＩＲフィルタで畳み込み演算を施すと、振幅（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）と位相（ｐｈａｓｅ）が変化した制御信号が得られる。従って、前記の１次のＦＩＲフィルタは、振幅位相調整器、すなわちＭＰＡ（Magnitude/Phase Adjuster）とも呼ばれる。ＭＰＡは符号４１で示されている。参照信号生成ブロック３０の係数ｃｉ（ｎ）で周波数を調節し、ＭＰＡで振幅と位相を調節すれば、任意の正弦波を表す制御信号を得ることができる。制御信号は、参照信号から、下記の３式で得られる。
【数４】
2011081411.tif 000006
【００２４】
音波１、…ｉ、…ｑに対応してそれぞれ求められた制御信号ｙ1（ｎ）、…ｙｉ（ｎ）、…ｙq（ｎ）を、加算器４２で合計して制御信号合計値ｙ（ｎ）を得る。次いで、制御信号合計値ｙ（ｎ）をＤ／Ａ変換器でアナログ変換して２次音源ＳＰ１、ＳＰ２、…から２次音波として出力する。このようにして出力される２次音波は、個々の制御信号ｙｉ（ｎ）を個々にＤ／Ａ変換器でアナログ変換して、個々に２次音源ＳＰ１、ＳＰ２、…から出力させた２次音波が合成されたもの、と考えることもできる。なお、制御信号合計値ｙ（ｎ）には、強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）も加算されているが、強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）については後で説明する。
【００２５】
出力された２次音波は、２次音源ＳＰ１、ＳＰ２、…からエラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２、…までの音波の伝達経路、すなわち、符号４３で示されている、２次経路の伝達特性Ｓ（ｚ）に従って伝播して、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２、…に到達する。到達した２次音波は信号ｙs（ｎ）として図に示されている、騒音ｐ（ｎ）と信号ｙs（ｎ）は、符号４４で示されているように加算され、すなわち干渉して、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２、…において検出残音信号ｅ（ｎ）として検出される。このような検出残音信号ｅ（ｎ）は、騒音に含まれている個々の音波１、…ｑを、対応する制御信号ｙ1（ｎ）、…ｙq（ｎ）による２次音波で干渉した後の、残音の音圧である。
【００２６】
係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡが適切に調節されれば、音波ｉと効率よく干渉する２次音波を発生させることができ、騒音は効率よく消音される。係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡの調節は、具体的には、残音信号を用いた適応によって行われ、残音信号が最小になるように、係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡを適応させると、騒音は効率よく消音されることになる。このように適応には、残音信号が用いられるが、残音信号として検出残音信号ｅ（ｎ）が用いられることもあるし、白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）が用いられることもある。白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）については、後で詳しく説明するが、２次経路の伝達特性を推定する際に、検出残音信号ｅ（ｎ）に濾波白色雑音ｙd（ｎ）が加算されたものである。本明細書においては、残音信号は、検出残音信号ｅ（ｎ）と白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）の総称である。残音信号の用語が単独で使用された場合、残音信号は、白色雑音が注入されていないときには検出残音信号ｅ（ｎ）を、白色雑音が注入されているときには白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）を、それぞれ意味するものとする。
【００２７】
制御信号演算ブロック４０の適応、すなわちＭＰＡの適応について説明する。ＭＰＡの適応は、符号４７のブロックで示されている様に、従来周知のＦｘＬＭＳアルゴリズムで実施することもできるし、従来周知のＦｘＲＬＳアルゴリズムでも実施できる。また、新規なアルゴリズム、すなわち、後で説明するＦａｓｔＦｘＲＬＳ（ＦＦｘＲＬＳ）アルゴリズムでも実施できる。いずれのアルゴリズムによって適応させる場合にも、参照信号を２次経路の伝達特性Ｓでフィルタリングして得られる、いわゆる濾波参照信号を求める必要がある。実際には、２次経路の伝達特性Ｓ（ｚ）の正確な特性は分からないので、２次経路の推定された伝達特性hat_Ｓ（ｚ）をＦＩＲフィルタで表現する。そして、以下の４式のように、参照信号にＦＩＲフィルタで畳み込み演算を行って、濾波参照信号hat_ｘi,s（ｎ）を得る。以下、２次経路の推定された伝達特性hat_Ｓ（ｚ）を、単に２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）と呼ぶ。
【数５】
2011081411.tif 000007
４式中で、ＦＩＲフィルタのｊ次の係数hat_ｓj（ｎ）を、系列を表す（ｎ）を付して表記しているのは、本実施の形態に係る能動騒音制御方法においては、２次経路の伝達特性を表すＦＩＲフィルタも適応されて更新されるからであり、（ｎ）は係数の最新の値であることを意味している。濾波参照信号hat_ｘi,s（ｎ）の計算は、符号４６のブロックで示されている。
【００２８】
ＭＰＡをＦｘＬＭＳアルゴリズムで適応させる方法について説明する。ＦｘＬＭＳアルゴリズムによって、ＭＰＡの２個のフィルタ係数ｈｉ,0（ｎ）、ｈｉ,1（ｎ）は、上式で得られた濾波参照信号hat_ｘi,s（ｎ）と残音信号により、下記の５式で更新される。
【数６】
2011081411.tif 000008
５式では、適応に白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）が用いられている。しかし、後で説明する白色雑音注入による２次経路の伝達特性の推定を実施しない場合には、５式において、白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）の代わりに検出残音信号ｅ（ｎ）が用いられることになる。
【００２９】
ＭＰＡをＦｘＲＬＳアルゴリズムで適応させる方法について説明する。ＦｘＲＬＳアルゴリズムも従来周知であり、残音信号を用いて、下記の６式、７式で適応させる。なお、６式、７式中で（ｎ）が付されている変数等は、最新（ｎ番目）のものを表し、（ｎ−１）、（ｎ＋１）が付されている変数等は、それぞれ１サンプル前（ｎ−１番目）と次回（ｎ＋１番目）のものを表している。
【数７】
2011081411.tif 000009
６式でも５式と同様に、適応には白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）が用いられているが、白色雑音注入による２次経路の伝達特性の推定をしなければ、白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）の代わりに検出残音信号ｅ（ｎ）が用いられる。
【００３０】
ＭＰＡをＦａｓｔＦｘＲＬＳ（ＦＦｘＲＬＳ）アルゴリズムで適応させる方法について説明する。ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムは、本発明者がＦｘＲＬＳアルゴリズムを改良して開発したアルゴリズムであり、必要な演算数がＦｘＲＬＳアルゴリズムに比べて約２／３で済む、高速アルゴリズムである。具体的には、ＦｘＲＬＳアルゴリズムにおけるゲイン行列Ｆi（ｎ）の更新式、すなわち７式を改良したアルゴリズムになっている。ゲイン行列Ｆi（ｎ）の４個のパラメータＦ11,i（ｎ）、Ｆ12,i（ｎ）、Ｆ21,i（ｎ）、Ｆ22,i（ｎ）のうち、ＲＬＳアルゴリズム本来の性質として、
Ｆ12,i（ｎ）＝Ｆ21,i（ｎ）
は、常に成立する。従って、従来周知のＦｘＲＬＳアルゴリズムでは、３個のパラメータＦ11,i（ｎ）、Ｆ12,i（ｎ）、Ｆ22,i（ｎ）を計算することになる。本発明者は、角周波数とサンプリング周波数ｆｓとが所定の関係を有するとき、すなわち、角周波数が、
０．０５π・ｆｓ〜０．９５π・ｆｓ  
の範囲にあるとき、対角要素Ｆ11,i（ｎ）とＦ22,i（ｎ）について下記関係が成立することを見いだした。
【数８】
2011081411.tif 000010
そこで、７式において、
Ｆ11,i（ｎ）＝Ｆ22,i（ｎ）
という条件を付して計算したところ、従来周知のＦｘＲＬＳアルゴリズムと比較するとわずかな収束の遅れは見られるものの、ＦｘＬＭＳアルゴリズムよりも遙かに速く収束し、効率よく適応されることが判明した。上記条件で計算するＦｘＲＬＳアルゴリズムを、ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムと呼ぶ。ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムにおいては、Ｆ11,i（ｎ）とＦ12,i（ｎ）だけを計算すればゲイン行列Ｆi（ｎ）が計算できる。具体的な計算式は下記である。
【数９】
2011081411.tif 000011
【００３１】
参照信号生成ブロック３０の適応について説明する。参照信号生成ブロック３０の適応とは、すなわち係数ｃｉ（ｎ）の適応である。係数ｃｉ（ｎ）は、残音信号と、濾波参照信号と、ＭＰＡの第０次の係数と、ステップサイズパラメータとによって適応される。具体的には、下記１１式で適応される。図２においては、符号３２のブロックで示されている。
【数１０】
2011081411.tif 000012
１１式では、６式や５式と同様に、適応には白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）が用いられている。しかし、白色雑音注入による２次経路の伝達特性の推定が実施されなければ、１１式において、白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）の代わりに検出残音信号ｅ（ｎ）が用いられる。
【００３２】
１１式からも分かるように、係数ｃｉ（ｎ）も、ＭＰＡと同様に残音信号で適応されるが、同じ残音信号によって係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡを適応させると、互いに影響を及ぼし合い、効率よく適応されない可能性がある。ところで、周波数と振幅と位相のうち、能動騒音制御においては周波数が最も大切な要素であると予想される。２次音波と消音対象の音波との間で、周波数のずれが生じていれば、振幅と位相を調整しても消音は難しいのに対し、周波数のずれが無ければ、振幅と位相が多少ずれていてもある程度は消音が可能であると考えられるからである。従って、係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡのうち、周波数を決定する係数ｃｉ（ｎ）の方を優先的に適応させると、全体として速やかに適応される様に予想できる。例えば、ＭＰＡをＦｘＬＭＳアルゴリズムで適応させる場合、係数ｃｉ（ｎ）の適応に関するステップサイズパラメータμCiを、ＭＰＡの適応に関するステップサイズパラメータμｉよりも大きな値にすることが考えられる。しかしながら、条件を変えてシミュレーション計算を繰り返した結果、ステップサイズパラメータμCiは、ステップサイズパラメータμｉの１／１０以下、好ましくは約１／１００の値にすると、係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡが速やかに適応されることが判明した。係数ｃｉ（ｎ）は、ＭＰＡよりもゆっくりと適応させると、全体としての適応が速い。下記１２式は、２個のステップサイズパラメータμCi、μｉの関係のうち、好ましい関係式の一例である。
【数１１】
2011081411.tif 000013
１２式において、係数ｃｉ（ｎ）の適応に関するステップサイズパラメータμCiの値は、消音対象の音波の周波数が大きくなるに従って、大きくなる。これは、周波数が大きい音波の方が周波数が小さい音波よりもＦＭの影響が大きいからであり、周波数が大きい音波に対しては速やかに適応させる必要があるからである。１２式によって２個のステップサイズパラメータμCi、μｉを関係付けると、周波数の大小に拘わらず、係数ｃｉ（ｎ）とＭＰＡは速やかに適応される。
【００３３】
同様に、ＭＰＡをＦｘＲＬＳアルゴリズム、またはＦａｓｔＦｘＲＬＳで適応させる場合も、ステップサイズパラメータμCiと、忘却係数λｉについて所定の関係を設けると速やかに適応される。すなわち、下式のようにステップサイズパラメータμCiを、１から忘却係数λｉを減じた値の、１／１０以下、好ましくは約１／１００の値にするとよい。
μCi  ＜  （１−λｉ）／１０
下記１３式は、ステップサイズパラメータμCiと、忘却係数λｉの関係のうち、好ましい関係式の一例である。
【数１２】
2011081411.tif 000014
【００３４】
ところで、係数ｃｉ（ｎ）は、音波ｉを消音するための係数である。適切に適応されると、生成される参照信号の正弦波の周波数は、音波ｉの周波数に等しくなる。しかしながら、適応は必ずしも適切に行われるとは限らず、係数ｃｉ（ｎ）が他の音波ｊを消音するように適応されてしまう場合もある。つまり、生成される参照信号の正弦波の周波数が、音波ｊの周波数に等しくなる場合がある。このように、適応が適切に行われない場合には、本来消音したい音波ｉの消音ができなくなるので、対策が必要である。係数ｃｉ（ｎ）の値を監視して、本来の消音対象の音波ｉを消音するように適応されているかどうかを調べ、適切に適応されていない場合、係数ｃｉ（ｎ）をリセットすることが必要である。具体的な方法について説明する。
【００３５】
まず、ストランドカッター装置２に設けられている回転数計９、または押出機１２に設けられている回転数計２４、２５から回転数を検出する。または他の騒音源に設けられている、圧力センサや位置センサ等のセンサ、すなわち振動計から振動数を検出する。このような回転数や振動数は、同期信号、すなわちＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌであり、同期信号から音波ｉの周波数または角周波数を推定することができる。同期信号から推定された音波ｉの角周波数を、基準角周波数Ωiとして決定する。２式により係数ｃｉ（ｎ）から決定される角周波数ωiと、基準角周波数Ωiとを比較して、ずれが予め定められた許容範囲内に入っているか否かをチェックする。ずれが許容範囲を超えているとき、例えば、５％以上のずれが生じているとき、適応が適切に行われていないものと判断する。この場合、下記の１４式によって、係数ｃｉ（ｎ）を初期化する。このようにすると、係数ｃｉ（ｎ）が、他の音波ｊを消音するように適応されてしまったとしても、音波ｉを消音するように、リセットすることができる。なお、このようなチェックは、毎回行っても良いし、所定の周期毎に行っても良い。
【数１３】
2011081411.tif 000015
【００３６】
２次経路伝達特性推定ブロック５０について説明する。本実施の形態に係る能動騒音制御方法では、白色雑音を２次音波に注入して２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）をオンラインで推定する。注入される白色雑音は、新たな騒音源にはなるが、騒音が小さくなるように、強度調節パラメータＶm（ｎ）が乗じられて強度が調節される。強度調節パラメータＶm（ｎ）の与え方は、従来周知の方法で与えても良いが、本発明に係る新規の方法によって与える方がさらに良い。最初に、従来周知の方法で強度調節パラメータＶm（ｎ）を与えて、白色雑音の強度を調節して注入し、２次経路の伝達特性を推定する方法について説明する。具体的には、注入される白色雑音、すなわち強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）は、１５式、１６式で与えられる。ただし、ｄ1（ｎ）は、平均ゼロで一定の分散を有する白色雑音である。式中の強度調節パラメータＶm（ｎ）は、符号５１のブロックで示されている。
【数１４】
2011081411.tif 000016
【００３７】
強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）は、加算器４２で制御信号ｙ1（ｎ）、…ｙq（ｎ）と共に合計されて、既に説明したように、Ｄ／Ａ変換器でアナログ変換され、２次音源ＳＰ１、ＳＰ２、…から２次音波として出力される。すなわち、強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）は、制御信号または、２次音波に注入される。既に説明したように、騒音と２次音波が干渉した残音が、エラーマイクロフォンＥ１、Ｅ２、…で検出残音信号ｅ（ｎ）として検出される。検出残音信号ｅ（ｎ）に、加算器５２で濾波白色雑音ｙd（ｎ）を加算して白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）を得る。なお、濾波白色雑音ｙd（ｎ）は、強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）に対して、２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）を表すＦＩＲフィルタで、畳み込み演算を施したものである。畳み込み演算は、図では符号５３で示されている。これらの計算式が、１７式、１８式に示されている。
【数１５】
2011081411.tif 000017
【００３８】
符号５４で示されているように、従来周知のＬＭＳアルゴリズムによって、２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）を表すＦＩＲフィルタが適応される。適応は、白色雑音加算残音信号ｅ0（ｎ）が最小になるように実施される。このようにして適応されたＦＩＲフィルタは、符号４６で示されている２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）のＦＩＲフィルタにコピーされる。従って、２次経路の伝達特性hat_Ｓ（ｚ）のＦＩＲフィルタは更新される。ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を適応させる具体的な計算式は、１９式によって与えられる。
【数１６】
2011081411.tif 000018
【００３９】
従来周知のように、１６式により強度調節パラメータＶm（ｎ）を与えて、白色雑音の強度を調節して注入しても、２次経路の伝達特性を推定できるが、若干の問題もある。例えば、強度調節パラメータＶm（ｎ）は、検出残音信号ｅ（ｎ−１）の瞬時データの絶対値で与えられる。従って、検出残音信号ｅ（ｎ）が変動すると、２次経路の伝達特性を表すＦＩＲフィルタの適応に直接影響を与え、システム全体の安定度が低下する恐れがある。また、注入される強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）の強度は、徐々に小さくなっては行くが、定常状態における検出残音信号ｅ（ｎ）の大きさは、白色雑音を注入しないときよりも小さくなることはない。従って、注入される強度調節済み白色雑音は比較的弱いが、ある程度の騒音にはなってしまう。本発明に係る新規な方法によって強度調節パラメータＶm（ｎ）が与えられると、これらの問題点は大きく改善される。具体的には、強度調節パラメータＶm（ｎ）が、１６式によってではなく、２０式によって与えられる。
【数１７】
2011081411.tif 000019
【００４０】
強度調節パラメータＶm（ｎ）は、Ｅ1（ｎ）、Ｅ2（ｎ）、Ｅ3（ｎ）のいずれが選択されても良い。Ｅ1（ｎ）が選択された場合には、システム全体は安定するが、収束は遅くなる。すなわち、２次経路の伝達特性の推定は遅れる。Ｅ2（ｎ）が選択された場合には、システムも安定するし、最終的に注入される強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）も小さくなる。すなわち、検出残音信号ｅ（ｎ）が小さくなる。Ｅ3（ｎ）が選択されると、適応の初期にはＥ3（ｎ）の値が大きすぎてＬＭＳアルゴリズムによる適応が発散する恐れがあるが、最終的に注入される強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）は非常に小さくなる。ところで、２１式、２２式、２３式は、｜ｅ0（ｎ）｜ｉ（ｉ＝１，２，３）が、いわゆるｌｏｗｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒで処理されたものとなっている。従って、強度調節パラメータＶm（ｎ）は、｜ｅ0（ｎ）｜ｉの変化に直接影響を受けず、緩やかに変化する。強度調節パラメータＶm（ｎ）が緩やかに変化するので、システムの収束過程も安定するし、定常状態における検出残音信号ｅ（ｎ）も低下する。このようなαは、ｌｏｗｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒの特性を規定するパラメータであり、例えば、０．９８５、０．９９５等の、１に近い値に設定するのが好ましい。
【００４１】
Ｅ2（ｎ）とＥ3（ｎ）を統合して、両者の長所を採ることもできる。すなわち、２２式と２３式を統合して、２４式によって強度調節パラメータＶm（ｎ）を与える。強度調節パラメータＶm（ｎ）を２４式で与えると、システムも安定すると共に、最終的に注入される強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）が非常に小さくなる。
【数１８】
2011081411.tif 000020
【実施例１】
【００４２】
ＭＰＡを適応させるアルゴリズムのうち、ＦｘＬＭＳアルゴリズムとＦｘＲＬＳアルゴリズムの性能を比較するため、以下の実験を行った。図３に示されているように、ダクトＤＴ、騒音発生スピーカＳＰＮ、２次音源ＳＰＴ、エラーマイクロフォンＥＴ、能動騒音制御部ＳＴ、等からなる実験装置Ｔを用意した。そして、事前にストランドカッター、押出機を樹脂材料を供給せずに運転して騒音を発生させて、騒音を録音し、録音された騒音を騒音発生スピーカＳＰＮから発生させた。能動騒音制御部ＳＴにおいては、オンラインで２次経路の伝達特性は推定させず、予め推定しておいた２次経路の伝達特性を用いた。ＦＭが１０％になるように、すなわち消音対象の周波数と、参照信号生成ブロック３０で生成される参照信号の正弦波の周波数とが、ちょうど１０％の誤差になるように、係数ｃｉ（ｎ）の初期値を定めた。このような条件の下で、ＭＰＡをＦｘＬＭＳアルゴリズムとＦｘＲＬＳアルゴリズムと、それぞれで適応させながら消音させた。エラーマイクロフォンＥＴで検出された残音信号の測定結果を図４のグラフに示す。なお、横軸は繰り返し回数であり、サンプリング回数、または適応計算の回数でもある。縦軸は残音信号の音圧をデシベル（ｄＢ）で表したものである。グラフから、ＦｘＲＬＳアルゴリズムの方が、ＦｘＬＭＳアルゴリズムに比べて、適応の速さが遙かに速いことが分かる。
【実施例２】
【００４３】
ＭＰＡの適応アルゴリズムのうち、ＦｘＲＬＳアルゴリズムとＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムの性能を比較する実験を行った。実験では、実施例１と同様の実験装置Ｔを用い、実施例１と同様の条件で行った。測定結果を図５のグラフに示す。なお、横軸は繰り返し回数であり、縦軸は残音信号の音圧をデシベル（ｄＢ）で表したものである。グラフから、ＦｘＲＬＳアルゴリズムの方が、ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムに比べて、適応の速さは若干速いが、その差は小さいことが分かる。ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムの計算数の方が、ＦｘＲＬＳアルゴリズム計算数より１／３も少ない点を考慮すると、ＦａｓｔＦｘＲＬＳアルゴリズムの利点は大きい。
【実施例３】
【００４４】
２次経路の伝達特性の推定において、強度調節パラメータＶm（ｎ）の与え方の違いによる性能を比較するため、以下の実験を行った。実施例１と同様の実験装置Ｔを用いて、実施例１と同様に録音された騒音を騒音発生スピーカＳＰＮから発生させ、係数ｃｉ（ｎ）は、ＦＭが生じない様な初期値を与えた。そして、強度調節パラメータＶm（ｎ）を１６式、２１式、２２式、２４式のそれぞれで与えて、強度を調節した強度調節済み白色雑音ｄ（ｎ）を注入して、２次経路の伝達特性を推定させた。強度調節前の白色雑音の分散はσp２＝０．１０８９とした。図６に、それぞれ異なる強度調節パラメータＶm（ｎ）で実験したときの、残音信号のグラフを示す。その（ア）は強度調節パラメータＶm（ｎ）を｜ｅ（ｎ−１）｜で、その（イ）は強度調節パラメータＶm（ｎ）をＥ1（ｎ）で、その（ウ）は強度調節パラメータＶm（ｎ）をＥ2（ｎ）で、その（エ）は強度調節パラメータＶm（ｎ）をｍｉｎ[Ｅ2（ｎ）、Ｅ3（ｎ）]で、それぞれ与えたときのグラフである。それぞれ横軸は繰り返し回数、縦軸は残音信号の音圧、すなわち残音エネルギーになっている。図から、強度調節パラメータＶm（ｎ）をＥ2（ｎ）や、ｍｉｎ[Ｅ2（ｎ）、Ｅ3（ｎ）]で与えると、収束が非常に速いことが分かる。表１に、十分に収束された後に計測された残音エネルギーを示す。
【表１】
2011081411.tif 000021
表において、Ｍは、２次経路の伝達特性を表すＦＩＲフィルタの次数である。表から、強度調節パラメータＶm（ｎ）をｍｉｎ[Ｅ2（ｎ）、Ｅ3（ｎ）]で与えると、最終的な残音エネルギーが最小になることが分かる。
【００４５】
本実施の形態に係る能動消音制御方法は、上記実施の形態に限定されず、色々な変形が可能である。例えば、係数ｃｉ（ｎ）を適応させる際、同期信号から決定される基準角周波数Ωiと、係数ｃｉ（ｎ）の値から計算される角周波数ωiとが、所定の比率でずれていたときに、係数ｃｉ（ｎ）を初期化するように説明しているが、ずれは比率ではなく角周波数の差でチェックしてもよいし、他の評価式でチェックしても良い。また、２次経路の伝達特性を常時推定しているように説明したが、１０分毎等の所定の時間間隔で推定するようにしても良い。このようにすると、注入される白色雑音によって騒音が大きくなる時間は少なくて済む。さらに、本実施の形態に係る能動消音制御方法は、生産機械等の騒音源にダクトを設けて消音するように説明したが、ダクト内の消音に限定されるものではない。例えば、騒音源の近傍の１箇所に２次音源を配置させて、３次元空間に伝播する騒音を消音する、いわゆるダイポール放射による放射音響パワーの低減にも適用できるし、３次元空間に伝播する騒音を、所定のポイントで消音する、いわゆるポイントキャンセレーションにも適用できる。また、白色雑音の注入による２次経路の伝達特性の推定方法については、狭帯域能動騒音制御方法だけでなく、広帯域能動騒音制御方法にも実施可能である。また、本実施の形態に係る能動消音制御装置も、色々な変形が可能である。例えば、ダクトに２次音源を１個設けるように説明したが、２個以上設けるようにしてもよい。また、ダクトの形状にも制約は無く、円筒状にしても良く、途中で曲がる形状にしても良い。
【００４６】
本明細書においては、音波等を正弦波で説明しているが、余弦波も正弦波と位相がπ／２ずれている正弦波と見なせるので、本明細書においては正弦波の用語は、余弦波も含む概念として用いられている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本実施の形態に係る能動騒音制御方法、または能動騒音制御装置は、工作機械や生産機械だけでなく、他の騒音源の消音にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１    能動騒音消音装置            ２    ストランドカッター
３    材料入り口                  ４    ペレット出口
６    保護金網  
９、２４  回転数計
１６    モータ                    １７    減速機
１８    回転伝達部                ２１    遮音筐体
２３    ファン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４            ダクト
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４    ２次音源
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４            エラーマイクロフォン
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４            能動騒音制御部
【図１】
2011081411.tif 000031
【図２】
2011081411.tif 000032
【図３】
2011081411.tif 000033
【図６】
2011081411.tif 000034
【図４】
2011081411.tif 000035
【図５】
2011081411.tif 000036