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

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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．