本研究の目的は、騒音を効果的に低減するための振動制御の設計論を考案することである。各振動モードの音への寄与の分析が、制御系設計の基礎となる。しかし、振動モード同士が連成して音に寄与するため(振動モードの直交性は、音場では成り立たない)、その分析は一筋縄には行えない。 そこで、本研究では、他の振動モードとの連成を考慮しつつ、各振動モードの音への寄与を便宜的に計算した。具体的には、振動モードごとの音響ポテンシャルエネルギ(structural modal acoustic potential energy=SMAPEと呼ぶ)を求めた。他の振動モードとの連成を考慮しているため、ある振動モードのSMAPEの周波数特性には、自己の共振ピークのみならず、他の振動モードの共振ピークも発現しうる。よって、ある振動モードが広い周波数帯にわたって音を支配的に寄与しうる。シミュレーションを行ったところ、この予想に合致する結果が得られた。 音への寄与の大きい振動モードを上記の手順で特定したうえで、当該モードを選択的に計測・制御する制御系を設計した。従来のモードフィルタ(振動場での振動モードの直交性を利用した空間フィルタ)の理論に則り、複数のセンサ・アクチュエータを用いて、あるひとつの振動モードを選択的に計測・制御する。シミュレーションを行ったところ、当該モードを抑制するだけで、広い周波数帯にわたって騒音を効果的に低減できた。また、他の振動モードへの制御スピルオーバが生じないため、振動増大を回避できることも、この制御系の利点である(振動と騒音の大小関係は比例しないため、騒音低減のための振動制御は振動を増大させる危険性がある)。 以上の理論構築とシミュレーションが最終年度までの主な実施内容であり、それを裏付けるための実験が最終年度の主な実施内容である。理論とシミュレーションと整合する実験結果が得られた。
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