2017 Fiscal Year Annual Research Report
Multivariable modeling of head-related transfer function and control systems design for three-dimensional sound system
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15K06150
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
足立 修一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40222624)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (80725680)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フィードバック制御 / システム同定 / 立体音響 / トランスオーラルシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度まで，トランスオーラル型の立体音響を実現する多入出力（MIMO）フィードバック制御系について検討を続けてきた。テレビ画面の外側にスピーカを複数個配置して，トランスオーラルシステムを構成する状況を想定した。このとき，カギとなるのは，MIMO制御系を非干渉化するフィードバック制御の構成と，さまざまな不確かさに対処できるロバスト制御系の構成である。特に，状態空間モデルを用いたH無限大モデルマッチング制御について詳しく検討し，新しい制御系の設計法を提案し，数値実験などを通してその有効性を確認した。
本年度は，このモデルに基づく制御系設計法の有効性を，数値シミュレーションなどを通して確認した。
さらに，制御対象のモデルを介することなく，対象の入出力データから直接コントローラを設計する方法について検討した。特に，制御系設計に用いる入出力データをインパルス応答系列に限定して，データベースでコントローラを直接設計する方法を提案した。具体的には，対象の音場は安定なので，そのインパルス応答が０に収束するという事前情報を用いて，カーネル型システム同定に基づいてコントローラを設計した。また，変数誤差モデルを用いたシステム同定法を適用することにより，入力信号にも雑音が含まれる場合に対しても，コントローラを設計する方法も提案した。これらの提案法を用いることにより，インパルス応答データから観測雑音の影響を低減しつつコントローラを直接設計することが可能になった。最後に，立体音響への適用を模擬した数値シミュレーションによって提案法の有効性を示した。
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