초록 ▼

연구개요
소음에 반대되는 위상의 소리를 발생시켜 중첩의 원리를 이용하여 소음을 제어하는 방식인 능동 소음 제어 방법은 기존의 수동적 소음 제어 방식의 한계를 바탕으로 꾸준히 연구되어 왔으며 최근에는 다양한 어플리케이션에 적용되고 있는 기술이다. 대부분의 능동 소음 제어 방식인 지역 능동 소음 제어 방법은 소음 저감 영역이 오차 마이크로폰 근처로 한정된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 한계를 벗어나기 위해 본 연구에서는 전역 공간을 소음 저감 영역 즉 제어 영역으로 삼는 전역 능동소음 제어 기술을 개발하고자 한다. 전역

연구개요
소음에 반대되는 위상의 소리를 발생시켜 중첩의 원리를 이용하여 소음을 제어하는 방식인 능동 소음 제어 방법은 기존의 수동적 소음 제어 방식의 한계를 바탕으로 꾸준히 연구되어 왔으며 최근에는 다양한 어플리케이션에 적용되고 있는 기술이다. 대부분의 능동 소음 제어 방식인 지역 능동 소음 제어 방법은 소음 저감 영역이 오차 마이크로폰 근처로 한정된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 한계를 벗어나기 위해 본 연구에서는 전역 공간을 소음 저감 영역 즉 제어 영역으로 삼는 전역 능동소음 제어 기술을 개발하고자 한다. 전역 능동 소음 제어는 음원과 반대되는 위상의 음장을 방사하는 제어 음원의 병치를 통해 전역 공간의 제어를 하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
전체적인 연구의 목표는 전역 능동 소음 제어 기술 개발 및 이를 실제 어플리케이션에 적용하여 성능 검증을 하는 것이다. 세부적으로 보면 1차년도의 연구 목표는 문제 정의 및 음원 모사 기술 개발이며 1차년도에는 음향 파워 최소화를 이용하여 소음원의 음장을 모사하고 이와 반대되는 위상의 음장을 제어 스피커 어레이로 방사하는 음원 모사 솔루션을 도출하였고 시뮬레이션 상에서 전역 공간의 제어가 가능하다는 것을 확인하였다. 2차년도의 연구 목표는 음원 모사 기술의 범용성 검증 및 음원모사 솔루션 보완으로 음원 모사 방법이 실제 실험에 적용될 수 있게 관심 주파수 영역에 따라 제어 스피커, 마이크로폰의 위치와 배치, 개수 등을 정하는 실험 설계기법을 제안하였고 이 방법을 토대로 설계된 제어기가 대표적 소음 환경에서 효과적 인지에 대한 검증을 하였다. 3차년도의 연구 목표는 실제 어플리케이션 선정 및 성능 검증이었다. 넓은 주파수 영역의 제어와 높은 저감 성능을 위해서는 작은 크기의 소음원이 필요하며 소음원 근처의 참조 센서와 목적 함수를 측정하는 마이크로폰 사이에 높은 코헤런스(coherence)값이 요구된다. 이에 상업용, 가정용 전자 제품에 다수 포함되어 있는 모터를 소음원으로 앞선 음원 모사 방법을 적용하였다. 모터의 경우 부하가 없을시 소음이 크지 않아 참조 신호 측정에 noise의 영향이 컸으며 코헤런스값이 좋지 못했으며 다소 복잡한 방사 패턴을 갖고 있어 전역 능동 소음 제어성능이 높지 않았으며 좀 더 적합합 어플리케이션 확보가 필요하다.

연구개발결과의 중요성
음원 모사 방법은 음향 파워를 최소화 하는 방법을 이용하며 이러한 음향 파워 최소화를 이용한 전역 능동 소음 제어에 대한 기존의 연구들은 실제 적용을 위한 제어스피커, 마이크로폰의 개수 및 위치 등에 대한 구체적인 결정 방법을 제시하지 않는다. 하지만 본 연구에서는 관심 주파수 영역을 기반으로한 음원 모사 방법의 실험설계 방법을 제시하였다. 또한 기존의 음향 파워 최소화 방법을 이용한 능동 소음제어는 자유 음장 조건을 전제로 이루어졌다. 하지만 본 연구에서는 자유 음장 조건에서 설계된 제어기를 이용해 사람들이 생활하는 일반적인 폐공간에서의 전역 능동소음 제어 실험을 진행하였으며 자유 음장 조건에서 설계된 제어기가 일반적인 생활공간에서도 제어가 가능하다는 것을 실험적으로 확인하였다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 능동 소음 제어 알고리즘 ... 6
• (2) 구동기 및 센서 모델링 ... 8
• (3) 실험 ... 12
• (4) 어플리케이션 적용 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 20
• 5. 연구성과 ... 22
• 대표적 연구실적 ... 28
• 끝페이지 ... 33