音場の状態フィードバック制御システムの開発に関する研究

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1.制御システムの実用化に際し,環境の変化に適応しながら状態フィードバック制御を行うことが可能な制御システムの開発を目指して,新たに実験モード解析を音場のシステムモデル化の手法として用いた制御手法を提案した。2.状態フィードバック制御を実音場に適用する際に,実験モード解析によってモデル化することのできない高次モードの影響により,制御効果の劣化あるいは制御システムの発散が生じるという問題が考えられるため,制御システムの設計にはモデル化誤差に対してロバストな制御系を設計することのできるH∞制御理論を用いた。制御の目的としては,一般室内における音響モード制御を想定し,制御器を設計する際に評価関数として扱われるH∞ノルムを,音場内の音響エネルギに関連づけるような定式化を行った。3.制御器設計のための定式化の妥当性を確認するため,音響モード制御の計算機シミュレーションを行った。その結果,実験モード解析によってモデル化することのできなかった高次モードについては悪影響を与えずに,低次の幾つかのモードにおける音響エネルギを低減させることができるという所望の効果が得られた。さらに,実験モード解析に使用できる音場伝達関数の個数が少ない場合でも,共通極の同定精度が高いものであれば,音場全体の音響エネルギを低減させることが可能であることが分かった。4.提案した制御手法の妥当性を確認するため,音響モード制御に関する基礎的実験を行った。まず制御対象となる模型音場を製作し,さらにDigital Signal Processorを用いて基礎的実験用の試作制御システムを構成した。制御実験の結果,計算機シミュレーションによって得られた結果とほぼ同様の結果が得られた。