Способ и устройство для подавления узкополосных шумов в пассажирском салоне транспортного средства

Способ и устройство для подавления узкополосных шумов в пассажирском салоне транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для подавления шумов в пассажирском салоне транспортного средства, в частности, автомобиля, посредством активного управления. Оно находит свое применение в области промышленности, относящейся к оснащенным двигателем транспортным средствам, причем этот термин понимается в своем самом широком смысле, включающим в себя, в частности, легкие транспортные средства, тяжелые транспортные средства, дорожные транспортные средства, железнодорожные транспортные средства, катера, баржи, подводные лодки, и в области электроакустических устройств, таких как, например, автомобильные радиоприемники, в которые может быть добавлена такого рода функция.

Некоторые акустические шумы, имеющие место в пассажирском салоне транспортного средства, могут иметь широкий спектр, а другие могут, напротив, быть приблизительно моночастотными. Это, в частности, имеет место в случае шума, порождаемого вращением коленчатого вала, что известно как "гудящий шум", который выражается шумом, спектр которого состоит из линий, частоты которых пропорциональны частоте вращения коленчатого вала, с одной основной частотой и гармониками.

Эти частоты изменяются в соответствии со скоростью вращения коленчатого вала, но они, тем не менее, могут быть точно известны благодаря информации, поступающей от тахометра, обычно встроенного в транспортное средство.

Ранее уже предлагалось уменьшать, или даже подавлять, эти шумы посредством активных акустических средств. В связи с эти можно упомянуть описание современного уровня техники в области активного управления, применяемого в автомобильных транспортных средствах, приведенном Эллиотом (Elliot) в декабре 2008 г. в статье, имеющей название: "A review of active noise and vibration control in road vehicle" (ISVR technical memorandum n°981 - University of Southampton) ("Обзор активной защиты от шума и вибрации в дорожном транспортном средстве" (ISVR технический меморандум №981 - Университет Саутгемптона).

Существует две основные системы активного акустического управления. Во-первых, так называемая система с "прямой связью" или с упреждающей компенсацией. Такая система нуждается в громкоговорителе, микрофон определения погрешности, в котором желательно устранить шум, и регулятор, принимающий опорный сигнал, коррелированный с сигналом, подлежащим устранению, вырабатывающий сигнал коррекции, подаваемый в громкоговоритель. Такая система в схематичном виде показана на фиг.1, иллюстрирующей предшествующий уровень техники. Такая система, в частности, дала начало ряду алгоритмов, основанных на способе "Минимальной среднеквадратичной ошибки" (LMS-способ): Fx-LMS, FR-LMS, цель которых заключается в том, чтобы минимизировать, в смысле наименьших квадратов, сигнал, исходящий из микрофона определения погрешности, и осуществлять это посредством обработки опорного сигнала.

Кроме того, в случае так называемой системы с "прямой связью" можно сослаться на статью Sano et al. (Сано и др.), "NV counter-measure technology for a cylinder - On-Demand Engine-Development of active booming noise control applying adaptive notch filter" (SAE 2004), ("Технология мер противодействия шуму для цилиндра - выполняемая по требованию доводка двигателя с активным управлением для подавления гудящего шума, применяющей адаптивный узкополосный режекторный фильтр" (Общество инженеров-автомобилестроителей (США) 2004)). Авторы представляют алгоритм, основанный на адаптивном полосовом заградительном (режекторном) фильтре, с известной частотой ослабления шума. Устройство основано на алгоритме, структура которого относится к типу "с прямой связью", именуемом FR-SAN, который является адаптацией алгоритма FR-LMS, в случае, при котором шум, подлежащий ослаблению, относится к моночастотному типу. При реализации этого алгоритма не учитываются проблемы, возникающие при изменении передаточной функции пассажирского салона, например, в функции количества пассажиров. Кроме того, при таком алгоритме невозможно узнать, иначе, чем экспериментально, характеристику системы управления на частотах, отличных от частоты, на которой она работает.

Во-вторых, так называемая система с "обратной связью" или с противодействующей реакцией. Такая система в схематическом виде показана на фиг.2, иллюстрирующей предшествующий уровень техники. Такая система, в отличие от так называемой системы с "прямой связью", не нуждается в опорном сигнале. В таком случае она представляет собой традиционную систему с обратной связью, и могут быть использованы все инструменты традиционной техники автоматического регулирования (в частности, измерения робастности, анализа устойчивости, быстродействия). В частности может быть выполнен анализ робастности замкнутой системы по отношению к изменению передаточной функции пассажирского салона. Может также быть исследована частотная характеристика системы, не только на частоте подавления возмущения, но также и на других частотах.

Настоящее изобретение относится к этому второму типу так называемой системы с "обратной связью". Если описать это более конкретно, то оно относится к исполняемому в режиме реального времени активному способу для ослабления посредством обратной связи узкополосного шума, по существу моночастотного по меньшей мере на одной определенной частоте, в пассажирском салоне транспортного средства путем испускания звука по меньшей мере через один преобразователь, обычно громкоговоритель, управляемый сигналом u(t) или U(t) в зависимости, соответственно, от случая SISO (один вход - один выход) или MIMO (множество входов-множество выходов), генерируемым программируемым вычислительным устройством в зависимости от сигнала акустических измерений y(t) или Y(t) в соответствии с этим случаем, выполняемых посредством по меньшей мере одного акустического датчика, обычно микрофона, при этом использование одного датчика соответствует случаю SISO, один вход - один выход - одна переменная, а использование нескольких датчиков соответствует случаю MIMO, множество входов - множество выходов - переменных, и на первой стадии проектирования электроакустическая характеристика звена, образованного пассажирским салоном, преобразователем и датчиком, моделируется посредством электроакустической модели как электроакустическая передаточная функция, которую определяют и рассчитывают; после этого определяют и рассчитывают закон управления исходя из глобальной модели системы, в которой этот закон управления применяется к электроакустической передаточной функции, выход которой дополнительно принимает сигнал шума, подлежащий ослаблению, (р(t)), чтобы получить сигнал y(t) или Y(t) на упомянутой стадии проектирования, причем упомянутый закон управления позволяет вырабатывать сигнал u(t) или U(t) как функцию акустических измерений y(t) или Y(t), а на второй стадии использования рассчитанный закон управления используется в вычислительном устройстве для получения сигнала u(t) или U(t), посылаемого затем в преобразователь, в зависимости от сигнала y(t) или Y(t), принятого от датчика, для ослабления упомянутого шума.

В соответствии с изобретением реализуется закон управления, который содержит применение параметра Юлы (Youla) к центральному регулятору и который является таким, что в упомянутом законе управления только у параметра Юлы имеются коэффициенты, которые зависят от частоты шума, подлежащего ослаблению, центральный регулятор имеет постоянные коэффициенты, параметр Юлы имеет форму фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, и, после определения и расчета закона управления в памяти вычислительного устройства сохраняются по меньшей мере упомянутые переменные коэффициенты, предпочтительно в таблице как функция определенной частоты (определенных частот) шума p(t), используемой на стадии проектирования, а на стадии использования, в режиме реального времени:

- узнают текущую частоту шума, подлежащего ослаблению,

- заставляют вычислительное устройство рассчитывать закон управления, содержащий центральный регулятор с параметром Юлы, использующий в качестве параметра Юлы сохраненные в памяти коэффициенты для определенной частоты, соответствующей текущей частоте шума, подлежащей ослаблению.

Другими словами, реализуется закон управления, который содержит часть с постоянными коэффициентами, именуемую центральным регулятором, и часть с коэффициентами, изменяющимися как функция частоты шума, подлежащего ослаблению, которая представляет собой здесь параметр Юлы, причем часть регулятора с переменными коэффициентами представляет собой фильтр с бесконечной импульсной характеристикой, и после определения и расчета закона управления по меньшей мере упомянутые переменные коэффициенты сохраняются в памяти вычислительного устройства, предпочтительно в таблице как функция определенной частоты (частот) шума p(t), используемой на стадии проектирования, а на стадии использования, в режиме реального времени: узнают текущую частоту шума, подлежащего ослаблению, и заставляют вычислительное устройство рассчитывать закон управления, содержащий центральный регулятор с постоянными коэффициентами с частью с переменными коэффициентами, использующий в качестве части с переменными коэффициентами сохраненные в памяти коэффициенты определенной частоты, соответствующей текущей частоте шума, подлежащего ослаблению. Следовательно, в рамках изобретения, для ослабления шума на по меньшей мере одной определенной частоте, реализован центральный регулятор с постоянными коэффициентами, к которому присоединяется блок с переменными коэффициентами, который является параметром Юлы в форме блока (Q) Юлы.

В рамках изобретения термин "сигнал" относится как к аналоговым сигналам, как, например, электрическому сигналу, выводимому непосредственно из микрофона, так и к цифровым сигналам, как, например, к выходному сигналу блока Юлы Q(q^-1). Кроме того, следует понимать, что термины "преобразователь" и "датчик" используются в общем и функциональном значении, и что на практике, с этими терминами ассоциируются интерфейсные электронные схемы, такие как, в частности, аналого-цифровые или цифро-аналоговые преобразователи, фильтр(ы) защиты от наложения спектров, усилитель (усилители) (для громкоговорителя (громкоговорителей) и микрофона (микрофонов)). Термин "сигнал" также охватывает случаи: SISO, один вход - один выход, одна переменная (один датчик и, следовательно, один вход акустических измерений), и MIMO, множество входов - множество выходов - переменных (несколько датчиков и, следовательно, несколько входов акустических измерений), каким бы ни было количество громкоговорителей. Таким образом, изобретение может применяться как к случаю SISO, один вход - один выход, одна переменная (единственный микрофон, то есть, одно единственное место, в котором в пассажирском салоне будет ослаблен шум), так и к случаю MIMO, множество входов - множество выходов - переменных (несколько микрофонов, то есть, столько же мест, в которых будет ослаблен шум). Также следует понимать, что изобретение применяется к ослаблению как шума, который имеет место на некоторой конкретной частоте, по существу, постоянной во времени (например, шум холодильного компрессора в грузовике), так и шума, частота которого может изменяться с течением времени, и в этом случае, на стадии проектирования предпочтительно определять и рассчитывать параметры Юлы, блок Q(q^-1), для нескольких определенных частот таким образом, чтобы во время стадии использования брать результат расчета параметра Юлы для той определенной частоты, которая соответствует (равна или близка, то есть, фактически, наилучшим образом соответствует или иначе интерполирована по отношению к) текущей частоте шума, подлежащего ослаблению. Следует понимать, что чем более мелким будет шаг сетки частот, тем выше будет шанс получить результат расчета параметра Юлы с определенной частотой, которая соответствует частоте текущего шума, подлежащего ослаблению. На самом деле, будет показано, что в законе управления только параметр Юлы (на практике, его коэффициенты) является переменным, как функция частоты шума, в отличие от коэффициентов центрального регулятора, которые остаются постоянными и независимыми от частоты шума.

Можно отметить, что параметризация Юлы (Youla) уже использовалась в целях подавления синусоидального возмущения в совершенно другой области техники: при управлении вибрациями активной подвески. Соответствующей статьей является: "Adaptive narrow disturbance applied to an active suspension - an internal model approach" (Automatica 2005) "Адаптивное узкополосное возмущение, применяемое к активной подвеске - подход внутренней модели" (Автоматика 2005 г.), авторами которой являются I.D.Landau et al. (И.Д.Ландау и др.). В этом последнем устройстве параметр Юлы имеет форму фильтра с конечной импульсной характеристикой (передаточной функции с единственным полиномом без знаменателя), тогда как в настоящем изобретении будет показано, что этот параметр Юлы имеет форму фильтра с бесконечной импульсной характеристикой (передаточной функции с числителем и знаменателем). Кроме того, в этой статье, расчет коэффициентов параметра Юлы выполняется посредством адаптивного устройства, то есть информация о частоте возмущения не известна, в отличие от настоящего изобретения, в котором эта частота известна на основе измерений, в частности, посредством счетчика числа оборотов, и в котором коэффициенты параметров Юлы хранятся в таблицах, подлежащих использованию в режиме реального времени. Устройство и способ, соответствующие изобретению, обеспечивают закон управления с гораздо более высокой робастностью. В конкретном случае изобретения это соответствует нечувствительности закона управления к изменениям параметров электроакустической модели, то есть к изменениям конфигурации пассажирского салона, что, с точки зрения промышленного изготовления является фундаментальным элементом.

Также может быть упомянута статья "Adaptive control for interior noise control in rocket fairings" ("Адаптивное управление для внутренней защиты от шума в ракетных обтекателях"), Mark A.Mcever, 44-ая конференция AIAA/ASME/ASCE/AHS (Американского института аэронавтики и астронавтики / Американского общества инженеров-механиков / Американского общества инженеров гражданского строительства) Structures, structural dynamics and (Конструкции, динамика конструкций и конструкционные материалы), 7-10 апреля 2003 г. Здесь снова параметр Юлы представляет собой фильтр с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтр), который создает проблемы, в том что касается робастности системы, алгоритм является адаптивным и не является специально предназначенным для подавления некоторой конкретной частоты.

Наконец, в области управления вибрациями в автомобильном транспортном средстве может также быть упомянута статья: "Active control of engine - induced vibrations in automotive vehicles using disturbance observer gain scheduling" ("Активное управление порождаемыми двигателем вибрациями в автомобильных транспортных средствах с использованием оперативного управления коэффициентом усиления "наблюдателя" возмущения"), в Control engineering practice 12 (сборник "Практические вопросы техники автоматического регулирования") (2004 г.) 1029-1039, Bohn et al (Бон и другие), Представленный в этой статье закон управления использует "наблюдателя" состояния, несколько элементов которого изменяются как функция частоты, подлежащей подавлению, что ведет к тому факту, что закон управления имеет гораздо большее количество изменяющихся параметров чем их оптимальное количество. С другой стороны, настоящее изобретение гарантирует, что количество изменяющихся параметров закона управления является минимальным.

В различных вариантах реализации изобретения используются (либо по-отдельности, либо в любой технически возможной комбинации) нижеследующие средства:

- реализуется стадия проектирования на программируемом вычислительном устройстве,

- определяется и рассчитывается параметр Юлы путем дискретизации непрерывной передаточной функции второго порядка,

- на втором этапе на стадии проектирования определяют и рассчитывают полиномы Ro(q^-1) и So(q^-1) центрального регулятора таким образом, чтобы упомянутый центральный регулятор сам обеспечивал запас регулирования коэффициента усиления и фазы, не имея при этом цели подавления возмущения,

- В случае SISO, один вход - один выход, одна переменная, на стадии проектирования:

a) - на первом этапе используют линейную электроакустическую модель, причем электроакустическая модель имеет форму дискретной рациональной электроакустической передаточной функции, и упомянутая электроакустическая модель определяется и рассчитывается путем акустического возбуждения пассажирского салона посредством преобразователя и акустических измерений, выполняемых датчиком, с применением затем процесса идентификации линейной системы, выполняемого с этими измерениями и моделью,

b) - на втором этапе реализуют центральный регулятор, который применяется к определенной таким образом и рассчитанной электроакустической модели, причем центральный регулятор имеет форму RS-регулятора, состоящего из двух блоков и Ro(q^-1), причем в центральном регуляторе блок вырабатывает сигнал u(t) и принимает в качестве входного сигнала инвертированный выходной сигнал блока Ro(q^-1), упомянутый блок Ro(q^-1) принимает в качестве входного сигнала сигнал y(t), соответствующий сумме шума p(t) и выходного сигнала электроакустической передаточной функции электроакустической модели, и центральный регулятор определяют и рассчитывают,

c) - на третьем этапе к центральному регулятору присоединяют параметр Юлы, который, таким образом, представляет собой передаточный блок с переменными коэффициентами, формируя закон управления, причем параметр Юлы имеет форму блока Q(q^-1), фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, с присоединенным к центральному RS-регулятору, причем упомянутый блок (Q(q^-1)) Юлы, принимает оценку шума, полученную путем расчета из сигналов u(t) и y(t) и как функцию электроакустической передаточной функции, и выходной сигнал упомянутого блока (Q(q^-1)) Юлы вычитается из инвертированного сигнала Ro(q^-1), посланного на вход блока центрального RS-регулятора, и параметр Юлы, соответственно представляющий собой передаточный блок с переменными коэффициентами, в законе управления, содержащем центральный регулятор, с которым связан параметр Юлы, определяется и рассчитывается для по меньшей мере одной частоты (p(t)) шума, включая по меньшей мере эту определенную частоту шума, подлежащего ослаблению, а на стадии использования, в режиме реального времени:

- узнают текущую частоту шума, подлежащего ослаблению,

- заставляют вычислительное устройство рассчитывать закон управления, содержащий RS-регулятор с параметром Юлы, используя в качестве параметра Юлы коэффициенты, которые были рассчитаны для частоты шума, соответствующей текущей частоте шума, подлежащего ослаблению, причем коэффициенты Ro(q^-1) и So(q^-1) являются постоянными коэффициентами,

- на стадии проектирования в случае SISO, один вход - один выход, одна переменная, выполняются нижеследующие операции:

a) - на первом этапе пассажирский салон подвергают акустическому возбуждению, подавая на преобразователь сигнал возбуждения, спектральная плотность которого является, по существу, равномерной на эффективной полосе частот,

b) - на втором этапе определяют и рассчитывают полиномы Ro(q^-1) и So(q^-1) центрального регулятора таким образом, чтобы упомянутый центральный регулятор был эквивалентен регулятору, рассчитанному посредством размещения полюсов замкнутого контура при применении центрального регулятора к электроакустической передаточной функции, причем n полюсов замкнутого контура помещаются на n полюсов передаточной функции электроакустической системы,

c) - на третьем этапе для по меньшей мере одной частоты (p(t)) шума, включая по меньшей мере эту определенную частоту шума, подлежащего ослаблению, определяют и рассчитывают числитель и знаменатель блока (Q(q^-1)) Юлы в законе управления, как функцию критерия ослабления, причем блок Q(q^-1) выражается в форме отношения таким образом, чтобы получить значения коэффициентов полиномов α(q^-1) и β(q^-1) для этой/каждой частоты, расчет β(q^-1) и α(q^-1) выполняется путем получения дискретной передаточной функции , являющейся результатом дискретизации непрерывной передаточной функции второго порядка, полином β(q^-1), рассчитывается путем решения уравнения Безу (Bezout),

а на стадии использования, в режиме реального времени, выполняются нижеследующие операции:

- вычислительное устройство заставляют рассчитывать закон управления, центральный регулятор с постоянными коэффициентами и параметр Юлы с переменными коэффициентами, таким образом, чтобы вырабатывать сигнал u(t), посылаемый преобразователю, как функцию акустических измерений y(t), и используя для блока (Q(q^-1)) Юлы значения коэффициентов полиномов α(q^-1) и β(q^-1), определенные и рассчитанные для определенной частоты, соответствующей текущей частоте,

- расчет оценки шума получается путем применения числителя электроакустической передаточной функции к u(t) и вычитания результата из результата применения y(t) к знаменателю электроакустической передаточной функции,

- для электроакустической модели используется электроакустическая передаточная функция, имеющая форму:

где d представляет собой количество составляющих задержку периодов дискретизации в системе, В и А представляют собой полиномы q^-1, имеющие форму:

B(q^-1)=b₀+b₁·q^-1+…b_nb·q^-nb

A(q^-1)=1+a ₁·q^-1+…a _na·q^-na

где b_i и a _i представляют собой скалярные величины, и q^-1 представляет собой оператор задержки периода дискретизации, а расчет оценки шума получают путем применения функции q^-dB(q^-1) к u(t) и вычитания результата из результата применения y(t) к функции A(q^-1),

- для этапа (b) полиномы Ro(q^-1) и So(q^-1) центрального регулятора определяются и рассчитываются посредством способа размещения полюсов, при этом n доминирующих полюсов замкнутого контура, снабженного центральным регулятором, выбираются равными n полюсам электроакустической передаточной функции, и m вспомогательных полюсов являются полюсами, расположенными на высокой частоте

- на стадии проектирования:

а) - на первом этапе используют линейную электроакустическую модель, при этом электроакустическая модель имеет форму представления состояния, состоящую из матричных блоков: Н, W, G и q^-1, I, причем G представляет собой матрицу перехода, Н представляет собой входную матрицу, W представляет собой выходную матрицу, и I представляет собой единичную матрицу, при этом упомянутое представление состояния может быть выражено рекуррентным уравнением:

X(t+Te)=G·X(t)+H·U(t)

Y(t)=W·X(t)

где X(t): вектор состояния, U(t): вектор входных сигналов; Y(t): вектор выходных сигналов,

и упомянутая электроакустическая модель определяется и рассчитывается путем акустического возбуждения пассажирского салона посредством преобразователей и акустических измерений, выполняемых датчиками, с применением затем процесса идентификации линейной системы, выполняемого с этими измерениями и моделью,

b) - на втором этапе реализуют центральный регулятор, применяемый к определенной таким образом и рассчитанной модели, причем центральный регулятор имеет форму "наблюдателя" состояния и обратной связи по оцененному состоянию, которая итеративно выражает , вектор состояния "наблюдателя", как функцию Kf, коэффициента усиления "наблюдателя", Kc, вектора обратной связи по оцененному состоянию, так же как и ранее определенной и рассчитанной электроакустической модели, то есть:

где управляющее воздействие

и упомянутый центральный регулятор определяют и рассчитывают,

c) - на третьем этапе к центральному регулятору присоединяют параметр (Юлы), который, таким образом, представляет собой передаточный блок с переменными коэффициентами, формируя закон управления, причем параметр Юлы, имеет форму блока (Q) для MIMO, множество входов - множество выходов - переменных, состоящего из матриц (AQ), (BQ), (CQ) состояний, присоединенного к центральному регулятору, также выражающемуся в форме представления состояния, блок (Q), у которого выходной сигнал, сложенный с выходным сигналом центрального регулятора, дает сигнал, который образует сигнал, противоположный U(t), и у которого на входе принимается сигнал Y(t), из которого вычтен сигнал и параметр Юлы, соответственно, представляющий собой передаточный блок с переменными коэффициентами, в законе управления, содержащем центральный регулятор, с которым связан параметр Юлы, определяется и рассчитывается по меньшей мере для одной частоты (p(t)) шума, включая по меньшей мере эту определенную частоту шума, подлежащего ослаблению, расчет коэффициентов матриц: AQ, BQ, CQ, выполняется путем получения дискретных передаточных функций , являющихся результатом дискретизации непрерывных передаточных функций второго порядка и путем размещения полюсов, так же как и решения уравнения асимптотического подавления,

и, на стадии использования, в режиме реального времени:

- узнают текущую частоту шума, подлежащего ослаблению,

- заставляют вычислительное устройство рассчитывать закон управления, содержащий центральный регулятор с постоянными коэффициентами и параметр Юлы с переменными коэффициентами, используя в качестве параметра Юлы коэффициенты, которые были рассчитаны для частоты шума, соответствующей текущей частоте шума, подлежащего ослаблению,

- на стадии проектирования в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных, выполняются нижеследующие операции:

a) - на первом этапе пассажирский салон подвергают акустическому возбуждению, подавая на преобразователи сигналы возбуждения, спектральная плотность которых является, по существу, равномерной на эффективной полосе частот, причем сигналы возбуждения являются декоррелированными по отношению друг к другу,

b) - на втором этапе определяют и рассчитывают центральный регулятор таким образом, чтобы он был эквивалентен регулятору с "наблюдателем" состояния и обратной связью по рассчитанному состоянию, посредством размещения полюсов при применении центрального регулятора к электроакустической передаточной функции, причем, с этой целью, выбирается нулевой коэффициент усиления "наблюдателя", то есть Kf=0 (коэффициент усиления "наблюдателя" выбирается равным нулевой матрице), и коэффициент (Kc) усиления обратной связи по состоянию выбирается таким образом, чтобы ввести в этот контур высокочастотные полюса для того, чтобы обеспечить робастность закона управления, снабженного параметром Юлы, причем расчет Kc выполняется, например, посредством линейно-квадратичной оптимизации (LQ-оптимизации).

c) - на третьем этапе при рассмотрении представления увеличенного "наблюдателя" состояния определяют и рассчитывают полюсы блока (Q) Юлы в законе управления, для по меньшей мере одной частоты (P(t)) шума, включая по меньшей мере эту определенную частоту шума, подлежащего ослаблению, как функцию критерия ослабления, таким образом, чтобы получить значения коэффициентов параметра Юлы для этой/каждой частоты,

а на стадии использования, в режиме реального времени, выполняются нижеследующие операции:

- заставляют вычислительное устройство рассчитывать закон управления, центральный регулятор с постоянными коэффициентами и параметр Юлы с переменными коэффициентами, вырабатывая сигнал U(t), посылаемый на преобразователи, как функцию акустических измерений Y(t), и используя для параметра Юлы значения коэффициентов, определенные и рассчитанные для определенной частоты, соответствующей текущей частоте,

- на втором этапе расчет Kc выполняется посредством линейно-квадратичной оптимизации (LQ-оптимизации)

- способ приспособлен для множества определенных частот шума, подлежащего ослаблению, и этап (с) повторяется для каждой из этих определенных частот, и, на стадии использования, в случае, когда ни одна из этих определенных частот не соответствует текущей частоте шума, подлежащего ослаблению, производится интерполяция на упомянутой текущей частоте для значений коэффициентов блока (Q) Юлы, основывающаяся на значениях коэффициентов упомянутого блока (Q) Юлы, которые известны для этих определенных частот,

- дискретизация сигналов производится с частотой Fe, и на этапе (а) эффективная полоса частот, используемых для сигнала возбуждения, по существу, равна [0, Fe/2],

- сигнал возбуждения имеет равномерную спектральную плотность,

- перед стадией применения, на стадии проектирования, добавляется четвертый и этап (d), предназначенный для проверки устойчивости и робастности модели электроакустической системы и закона управления, центрального регулятора с параметром Юлы, ранее полученного на этапах (с (а) по (с)), путем выполнения моделирования применения закона управления, полученного на этапах (b) и (с), к электроакустической модели, полученной на этапе (а), для этой определенной частоты (этих определенных частот), и в случае, когда некоторый предварительно заданный критерий устойчивости и/или робастности не удовлетворяется, производится повторение по меньшей мере этапа (с) при изменении критерия ослабления,

- на четвертом этапе (d) на стадии проектирования, в случае, когда заданный критерий устойчивости и/или робастности не удовлетворяется, дополнительно производится повторение этапа (b) при изменении вспомогательных полюсов замкнутого контура,

- стадия проектирования представляет собой предварительную стадию и она выполняется один раз, предварительно по отношению к стадии использования, с сохранением в памяти результатов определения и расчета для использования на стадии использования (например, в случае монопеременной для SISO-системы (системы с единственным входом и единственным выходом), в памяти сохраняются коэффициенты блоков R, S и Q для рассчитанного закона управления, так же как и рассчитанная электроакустическая передаточная функции для блока (Q) таблиц коэффициентов, которые могут быть реализованы вследствие расчетов для нескольких определенных частот),

- критерий ослабления выбирается как функция по меньшей мере одного из двух нижеследующих элементов: глубины ослабления (амплитуды) и ширины полосы ослабления,

- текущая частота шума, подлежащего ослаблению, узнается из измерения, производимого счетчиком оборотов двигателя транспортного средства.

Если описать это в более общем виде, то изобретение также относится к устройству, специально приспособленного к осуществлению способа по изобретению для того, чтобы ослаблять узкополосный шум, по существу, моночастотный на по меньшей мере одной определенной частоте, при этом устройство содержит по меньшей мере один преобразователь, обычно громкоговоритель, управляемый сигналом, генерируемым программируемым вычислительным устройством как функция сигнала акустических измерений, выполняемых по меньшей мере одним акустическим датчиком, обычно микрофоном, при этом закон управления определен и рассчитан на первой стадии -проектировании, упомянутый рассчитанный закон управления используется на второй стадии - использовании, в вычислительном устройстве, для выработки сигнала, посылаемого преобразователю, как функции сигнала, принимаемого от датчика, для ослабления упомянутого шума, и при этом устройство по изобретению содержит средства для реализации, в вычислительном устройстве, закона управления, содержащего применение параметра Юлы к центральному регулятору, при этом в упомянутом законе управления только параметр Юлы имеет коэффициенты, которые зависят от частоты шума, подлежащего ослаблению, центральный регулятор имеет постоянные коэффициенты, а память вычислительного устройства хранит по меньшей мере упомянутые переменные коэффициенты, предпочтительно, в таблице как функцию определенной частоты (определенных частот) р(t) шума используемой (используемых) на стадии проектирования.

Изобретение также относится к носителю с командами для прямого или непрямого управления вычислительным устройством таким образом, чтобы оно функционировало в соответствии со способом по изобретению, и, в частности, в режиме реального времени на стадии использования.

Настоящее изобретение будет теперь более подробно описано, но без наложения тем самым на него ограничения, посредством нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1, соответствующая предшествующему уровню техники, является схематическим представлением так называемой системы с "прямой связью" или с упреждающей компенсацией для системы ослабления шума;

фиг.2, соответствующая предшествующему уровню техники, является схематическим представлением так называемой системы с "обратной связью" или с противодействующей реакцией в системе ослабления шума;

фиг.3, соответствующая предшествующему уровню техники, является схематическим представлением принципиальной схемы электроакустической замкнутой системы с законом управления для пассажирского салона автомобиля;

фиг.4 является схематическим представлением в момент времени возбуждения реальной акустической системы пассажирского салона автомобиля, которое предназначено для того, чтобы определить и вычислить электроакустическую модель, которая будет использоваться;

фиг.5 является представлением замкнутой системы, соответствующей электроакустической модели с регулятором RST-типа, именуемого как центральный регулятор, при Т=0 и в случае SISO, один вход - один выход, одна переменная;

фиг.6 представляет собой пример прямой функции чувствительности и показывает, что благодаря применению теоремы Боде-Фрейденберга-Луза (Bode-Freudenberg-Looze), площади двух областей, располагающихся выше и ниже оси 0 дБ, равны друг другу;

фиг.7 является представлением случая закона управления в случае SISO, один вход - один выход, одна переменная, применяемого к электроакустической модели и содержащего центральный регулятора RS-типа, к которому присоединен параметр Юлы;

фиг.8 является представлением полной схемы закона управления с центральным регулятором RS-типа, к которому присоединен параметр Юлы, и рассчитываемого в реальном масштабе времени на стадии использования, для ослабления шума в пассажирском салоне;

фиг.9 является представлением схемы передачи в системе, состоящей из 2 громкоговорителей и двух микрофонов, и, следовательно, в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных;

фиг.10 является представлением структурной схемы системы, подлежащей регулированию, то есть, электроакустической модели пассажирского салона в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных;

фиг.11 является представлением структурной схемы центрального регулятора, в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных;

фиг.12 является представлением структурной схемы центрального регулятора, примененного к электроакустической модели пассажирского салона, в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных;

фиг.13 является представлением структурной схемы закона управления, центрального регулятора + параметра Юлы, примененного к электроакустической модели пассажирского салона, в случае MIMO, множество входов - множество выходов - переменных;

фиг.14 является представлением структурной схемы закона управления, центрального регулятора + параметра Юлы, и