In this paper, the active noise controll system in duct is analyzed with real time implementation. The primary noise signal detected by microphone is modeled using adaptive algorithm and the secondary signal which has the same amplitude and 180$^{\circ}$phase shift with the primary noise signal is generated in the controller. We used the DSP56001 as a real-time processor and LMS algorithm as a adaptive technique, the experimental results shows that our system can reduce the noise level in duce to 15~40[db].
Multiple sound sources are controlled to enhance sound power within a zone of interest. The problem of enhancing acoustic variable can be regarded as an optimization problem, which seeks an optimal control input that maximizes the acoustic variable. It should be noted that enhancing sound power of a selected region requires both the magnitude and direction to be controlled. For this reason, two kinds of cost functions that can represent the spatially distributed intensity are defined. Theoretical formulation shows the possibility of sound power control in a zone, and the detailed procedures of the proposed method are validated by numerical simulations.
본 논문에서는 수중에서 운용하는 임베디드 능동 음향탐지 시스템에 적용하기 위한 광대역 송신 전력 증폭기 설계/제작/시험 과정에서 발생된 문제를 분석하고 해결방안을 제시한다. 최근 수중음향 분야에서도 탐지 성능을 향상시키기 위해 광대역 소나(Sound Navigation and Ranging, SONAR) 신호처리 연구가 진행되고 있으며 이를 위한 광대역 수중음향 송수신 장치 개발이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템 특성상 복잡하지 않고 구현이 간단한 2 레벨 톱니파 형태의 Class D 급 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성 방식을 사용하여 광대역 수중음향 신호를 생성한 이후에, 송신 증폭기를 통하여 다양한 형태의 송신 파형을 재생하고 수중에서 실험을 하는 과정에서 두가지 이상의 주파수를 가진 소나 신호를 동시에 재생한 경우, 원신호에 두 신호의 주파수 차의 정수배만큼 더해진 기생 주파수가 나타나는 현상이 발생하여 원하지 않은 송신 음원이 재생되는 문제가 있음을 발견하였다. 이러한 문제점의 원인을 분석하기 위해 MATLAB 및 Simulink를 이용하여 송신 하드웨어 및 PWM 제어 과정을 모델링하고 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션을 통해 문제점을 재현하고 해결방안을 제시한다.
The problem considered in this paper is about the collocation of sensor and actuator for the active control of sound and vibration. It is well-known that a point collocated sensor-actuator pair offers an unconditional stability with very high performance when it is used with a direct velocity feedback (DVFB) control, because the pair has strictly positive real (SPR) property. In order to utilize this SPR characteristics, a matched piezoelectric sensor and actuator pair is considered, but this pair suffers from the in-plane motion coupling problem with the out-of$.$plane motion due to the piezo sensor and actuator interaction. This coupling phnomenon limits the stability and performance of the matched pair with DVFB control. As a new alternative, a point sensor and piezoelectric actuator pair is also considered, which provides SPR property in all frequency range except at the first resonance in very low frequency. This non-SPR resonance could be minimized by applying a phase lag compensator.
In this study, we investigate active control of noise transmitted through a window of enclosures minimizing the acoustic power. To reduce noise of the enclosures, passive methods with absorbing material are generally used. The passive methods, however, are limited use due to the vantilation windows. In this case, these windows are path of noise leakage. Feedforward active noise control technology is applied to minimize the sound power from the enclosure. The feedforward controller is implemented with FIR filter based on the transfer functions calculated numerically. The controller reflects the delay due to FIR filter. The noise transmitted through the window is actively controlled, and the reduction of the power is obtained by 15dB.
In this study, a concept of active sound enrichment (ASE) control system was implemented and demonstrated for improving engine sound quality inside the cabin of a passenger car during acceleration. Unlike the active noise control cancels the noise for disturbance rejection, the ASE adds additional sound to the noise for tracking control. This approach requires a new algorithm to provide additional artificial sound to the original engine sound using active control strategy to achieve a target sound profile, which is predefined to satisfy required interior sound quality. The ASE algorithm was implemented in a digital controller dSPACE DS1401 and real-time control experiment was accomplished in an actual car. The ASE control results show that the actively enriched sound of each engine order against RPM tracks the target profiles precisely and quickly and improves the discontinuity, the level ratios and the sound pressure level of each engine order. Thus it is anticipated the ASE system can be applied for the improvement of the engine sound quality inside the cabin during acceleration.
본 논문에서는 최근 공력소음 및 소음제어 분야의 연구 동향을 정리하고, 이에 대한 미래의 가능성을 진단해 본다. 공력소음공학은 학문적 관심과 실용적 응용성을 동시에 만족시키면서, 이러한 목적을 달성하기 위해 수치적 혹은 실험적인 여러 가지 방법들을 다양하게 채용하고 있는 학제적 (interdisciplinary) 연구 분야이다. 자동차 냉각팬 소음, 헬리콥터 소음, HRSG 소음, 고속 철도 소음, 원심 압축기 소음, 수중 추진기 소음, 전산공력음향학, 능동 소음 제어, 충격파-와동 간섭 소음 등 현재 연구되어지고 있는 문제들을 간략하게 조명하면서, 환경 과학과 인간 공학으로서의 이 분야가 지닌 미래의 무한한 잠재력을 고찰한다.
본 논문에서는 가정용 식기세척기의 저주파 대역 방사 소음 저감을 위하여 능동 소음 제어를 수행하였다. 먼저 식기세척기의 소음 환경 분석을 통해 펌프 소음이 저주파 대역 방사 소음에 가장 크게 기여하고 있음을 확인하였고 이를 고려하여 참조 신호를 선정하였다. 참조 신호는 음향피드백을 방지하기 위해 가속도계를 이용하여 펌프 몸체에 부착하여 획득하였다. 오차 신호 센서는 식기세척기 전방 1 m, 높이 0.5 m에 위치한 마이크로폰으로 선정하였다. 다음으로 제어기 설계를 위해 식기세척기의 작동 회전수 2,500 rpm, 2,600 rpm, 2,800 rpm에 대하여 오차 신호와 참조 신호를 측정하고, 2차 경로 전달함수를 측정하였다. 그리고 설계된 제어기를 Digital Signal Processor(DSP) 장비에 탑재 시켜 제어 성능을 시험으로 확인하였다. 시험 결과 펌프 작동 주파수의 7차 배수 성분에서는 회전수 별로 1.93 dB, 4.43 dB, 5.15 dB 만큼 줄었고 12차 배수 성분에서는 회전수 별로 6.67 dB, 2.34 dB, 4.28 dB 만큼 줄었다. 그리고 overall Sound Pressure Level(SPL)은 회전수별로 0.84 dB, 2.58 dB, 1.48 dB 만큼 줄었다.
This paper presents a study of low frequencies volume velocity vibration control of a smart panel in order to reduce sound transmission. A distributed piezoelectric quadratically shaped polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer film is used as a uniform force actuator and an array of $4\;{\times}\;4$ accelerometer is used as a volume velocity sensor for the implementation of a single-input single-output control system. The theoretical and experimental study of sensor-.actuator frequency response function shows that this sensor-actuator arrangement provides a required strictly positive real frequency response function below about 900 Hz. Direct velocity feedback could therefore be implemented with a limited gain which gives reductions of about 15 dB in vibration level and about 8 dB in acoustic power level at the (1,1) mode of the smart panel. It has been also shown that the shaping error of PVDF actuator could limit the stability and performance of the control system.
This paper presents a study of low frequencies volume velocity vibration control of a smart panel in order to reduce sound transmission. A distributed piezoelectric quadratically shaped polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer film is used as a uniform force actuator and an array of 4$\times$4 accelerometer is used as a volume velocity sensor for the implementation of a single-input single-output con rot system. The theoretical and experimental study of sensor-actuator frequency response function sho vs that this sensor-actuator arrangement provides a required strictly positive real frequency response function below about 900Hz. Direct velocity feedback could therefore be implemented with a limited gain which gives reductions of about 15㏈ in vibration level and about 8 ㏈ in acoustic power level at the (1, 1) mode of the smart Panel. It has been also shown that the shaping error of PVDF actuator could limit he stability and performance of the control system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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