PRRIITT – Misura 4 "Sviluppo di rete"
Azione A – Laboratori di ricerca e trasferimento tecnologico
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni (LAV)
OR 11:
“Controllo attivo del rumore in ambienti
confinati e su area vasta mediante array di trasduttori”
Paolo Martignon
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
1
OR 11 - Descrizione e tempistica (1):
Obiettivi:
Il progetto riguarda la possibilità di attenuare, in una
determinata zona, il livello di rumore presente, originato da
una sorgente disturbante.
Risultato atteso:
Creazione di “bolle silenti” di alcuni mq, ossia riduzione
locale del livello di rumore (4  6 dB).
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
2
OR 11 - Descrizione e tempistica (2):
Schema dell’attività di ricerca:
1. Approfondimento teorico dei concetti di WFS applicati al controllo
attivo. Sviluppo di modello per simulazione numerica su calcolatore
del controllo di tipologie diverse di sorgente (Mesi: 1-6 e 13-24);
2. Costruzione array di altoparlanti e array microfonico ed
identificazione della miglior piattaforma hw/sw per l’elaborazione
dei segnali (Mesi: 3-16);
3. Sviluppo del software necessario al processamento digitale dei
segnali (Mesi: 6-21);
4. Collaudo ed ottimizzazione delle varie componenti del sistema
(hardware, algoritmi di elaborazione, ecc.) (Mesi: 18-28);
5. Misure di cancellazione del rumore in laboratorio ed in-situ (Mesi:
27-36);
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
3
OR 11 - Descrizione e tempistica (3):
Inizio attività: Marzo 2005
1.
Studio teorico (Mesi: 1-6 e 14-24);
2.
Costruzione array (Mesi: 4-16);
3.
Sviluppo software (Mesi: 7-21);
4.
Collaudo ed ottimizzazione sistema (Mesi: 18-29);
5.
Misure in ambiente industriale (Mesi: 25-36);
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
4
Teoria: ANC con inversione multicanale
• Controllo attivo imposto
sui singoli punti della griglia
• Sistema di F.I.R. real-time tra
segnali primari e secondari
• Condizioni spaziali da rispettare
 (k ) 
A ( k )  H ( k )C ( k )
2
KIRKEBY:
J ( k )  A ( k )  H ( k ) C( k )
2
  H(k )
H
H(k ) 
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
C (k ) A(k )
C H ( k )C( k )   I 
5
2
ANC con inv. multicanale: implementazione


hs (n)
H
H(k ) 
27 settembre 2006
C (k ) A(k )
C H ( k )C( k )   I 
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
Matlab
6
ANC con inversione singolo canale: risultati
4
Senza ANC
x 10
1
0
-1
-2
0.5
1
1.5
2
4
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
2.5
3
3.5
time[sec]
4
4.5
5
5.5
Con ANC
x 10
1
0
-1
-2
0.5
1
1.5
2
Cancellazione in un punto dello spazio del segnale totale, completo
dell’intera coda riverberante: -13 dB, 40 -2000 Hz
La cancellazione non è udibile, la testa dell’ascoltatore perturba
i due campi differentamente, precludendo la cancellazione
in prossimità del timpano.
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Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
7
ANC con inversione multicanale: risultati udibili
Tone
400 Hz
-11.3 dB
-1.7 dB
-9.6 dB
-3.3 dB
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
8
Caso di studio:
• Sul veicolo AW139 Vip in seguito all’insonorizzazione del
veicolo ed alla riduzione del rumore di fondo, risulta molto
fastidiosa la tonale a 2190 Hz (data dal rotore).
• La cancellazione attiva non è acusticamente possibile
• Dal punto di vista acustico viene introdotto un sistema di
mascheramento
• A livello vibrazionale è necessario fare uno studio di fattibilità
sulla cancellazione attiva in corrispondenza delle barre
anticopia
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
9
Masking: schema di generazione del rumore
DSP
NOISE
SENSE
Acquisisce il livello della
tonale
GENERAZIONE
MASKING
SISTEMA
ELETTROACUSTICO

27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
10
Confronto spettri di rumore in banda fine
Mascherato
27 settembre 2006
Originale
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11
Confronto spettri 1/6 ottava
Mascherato
27 settembre 2006
Originale
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
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Test soggettivi
• Realizzati in saletta di ascolto
simulando il layout del sistema di
mascheramento che verrà
montato a bordo
• Somministrati a un panel di 13
Orecchie d’oro
Risultati
• Il 75% delle persone ha
chiaramente indicato come meno
fastidioso il rumore con
mascheramento
• Il restante 25% pur apprezzando
la riduzione della tonale penalizza
il leggero incremento di livello con
un voto negativo
27 settembre 2006
Laboratorio di Acustica e Vibrazioni
Sala di riascolto
Risposta sala
13
Schema di cancellazione attiva vibrazione
IN
C
PLAN FUNCTION
C
a
H
t
propagazione
Controllo
t
controllo
FXLMS
27 settembre 2006
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