Comparative study of active noise control between

The Journal of Applied Science Vol. 17 No. 1: 87-100 [2018] วารสารวทยาศาสตรประยกต doi: 10.14416/j.appsci.2018.05.004

- 87 -

ISSN 1513-7805 Printed in Thailand ISSN 2586-9663 (Online)

การศกษาเปรยบเทยบการควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟระหวางแบบปอนไปขางหนาและแบบปอนกลบ Comparative study of active noise control between feedforward and feedback control ศภฤกษ จนทรศภเสน1* Suparoek Junsupasen1* 1ภาควชาวศวกรรมเครองมอวดและอเลกทรอนกส คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ บางซอ กรงเทพฯ 10800 1Department of Instrumentation and Electronics Engineering, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok, Bangsue, Bangkok 10800 *E-mail: [email protected] Received: 29/03/2018; Accepted: 15/05/2018

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาเปรยบเทยบวธการควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟแบบปอนไปขางหนาและแบบปอนกลบ เพอน าไปใชลดเสยงรบกวนทเกดขนในโรงงานอตสาหกรรม จากผลการทดลองพบวาระบบควบคมแบบปอนไปขางหนา สามารถลดระดบเสยงไดมากทสดถง 20.4 dB ท 80Hz ในขณะทระบบควบคมแบบปอนกลบนนสามารถลดระดบเสยงไดมากทสด 15 dB ท 63Hz ซงนอยกวาแบบปอนไปขางหนา 5.4 dB สวนทยานความถ 80 Hz ทเปนเปาหมายของการวจยระบบควบคมเสยงแบบปอนกลบสามารถลดเสยงได 14.5 dB ดงนนจงสามารถน าวธการท งสองแบบไปใชในโรงงานอตสาหกรรมได มการอภปรายถงการประยกตใชและขอจ ากดของการวจยในครงน ค าส าคญ: การควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟ, การควบคมแบบปอนไปขางหนา, การควบคมแบบปอนกลบ

Research Article


- 88 -

Abstract

The purpose of this research was to compare the feedforward active noise control and feedback active noise control using to reduce noise in industrial plants. The results showed that the feedforward control system could reduce 20.4 dB at 80 Hz whereas the feedback control system could reduce the sound level to 15 dB at 63Hz. The target band of the research feedback control system at 80 Hz could reduce noise 14.5 dB, which was satisfactory. Thus, both methods could be used in industrial plants. Applications and limitations for this research were also discussed.

Keywords: active noise control, feedforward control system, feedback control system บทน า

เสยงรบกวนเปนปญหาหนงทมความส าคญตอการใชชวตประจ าวนของมนษย มการศกษาคนความากมายทระบวาเสยงรบกวนสามารถน าไปสปญหาสขภาพหลาย ๆ อยาง เชน ความดนโลหตสง ระบบหวใจ สภาวะทางจตใจ การรบกวนการนอนหลบ เปนตน (Rylander, 2004) ซงสงบงชทงหลายเหลานเปนเหตท าใหมคาใชจายในการรกษามากขนอยางมนยส าคญโดยเฉพาะผใชแรงงานในโรงงานอตสาหกรรมหลายแหง จากการคนควาพบวาเสยงรบกวนสามารถเกดขนจากหลายรปแบบจากทงการท างานดวยมอหรอจากเครองจกร เชน การกอสราง การจราจร งานในโรงงาน เปนตน ซงมผลตอคณภาพชวตทลดลง

ในการลดเสยงรบกวนนนโดยทวไปจะใชวธการลดเสยงรบกวนแบบแพสซฟ (passive) ซงเปนการใชวสดดดซบเสยงหรอใชอปกรณครอบแหลงก าเนดเสยงเพอลดเสยงรบกวนทเกดขน แตวธการนไมสามารถใชไดกบเสยงความถต า เนองจากเสยงความถต ามความยาวคลนมาก ดงนนจะตองวสดดดซบเสยงทมความหนามากจงจะสามารถลดเสยงความถต าได เชน หากตองการลดเสยงรบกวนความถต าทมความถ 40Hz จะตองใชวสดดดซบเสยงทมความหนาถง 8.575 เมตร (จากสตร =c/f เมอ คอความยาวของคลน, c คอความเรวของวงในอากาศทมอณหภม 20 C มคาเทากบ 343 m/s และ f คอความถ ) ซงจะตองเสยคาใชจายจ านวนมากและไมสามารถท าไดกบแหลงก าเนดเสยงทมขนาดใหญ วธการลดเสยงรบกวนความถต าทเหมาะสมคอการลดเสยงรบกวนแบบแอกทฟ (active) มหลกการคอจะใชอปกรณทางอเลกทรอนกสสรางคลนเสยงทมเฟสตรงกนขามกบคลนเสยงรบกวน 180 องศาผานออกมาทางล าโพง เพอน ามาหกลางกน ผลทไดคอเสยงรบกวนจากแหลงก าเนดจะมขนาดลดลง หลกการท างานของการควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟจะแสดงดงรปท 1

ส าหรบการลดเสยงรบกวนแบบแอกทฟสามารถแบงไดสองวธการคอ การใชวธการแบบปอนไปขางหนา (feedforward) และวธการแบบปอนกลบ (feedback) โดยวธการปอนไปขางหนาจะใชไมโครโฟนอางอง (reference


- 89 -

microphone) รบสญญาณจากแหลงก าเนดเสยง x(n) แลวน ามาประมวลผลในชดการประมวลสญญาณดจทล (digital signal processing: DSP) ซงอยในอปกรณควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟ (active noise control: ANC) จากนนจง สงสญญาณทมเฟสตรงกนขามกบสญญาณเสยงรบกวน 180 องศา ผานไปยงล าโพง y(n) และใชไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาด (error microphone) e(n) เปนจดรบเสยงทเกดขนหลงจากการหกลางกนเพอน าไปประมวลผลโดยจะใหคาผดพลาดลดลงมากทสด (Kuo & Morgan,1999) ดงแสดงในรปท 2

�

รปท 1. หลกการท างานของการควบคมเสยงรบกวนแบบแอกทฟ

�

x(n) y(n)

ANC

e(n)

รปท 2. การควบคมเสยงความถต าแบบปอนไปขางหนา

วธการควบคมเสยงรบกวนแบบปอนกลบจะมเพยงไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาดเทานน (รปท 3) ซง

วธการนเหมาะกบการควบคมเสยงความถต าแบบทไมสามารถวดสญญาณของแหลงก าเนดเสยงความถต าไดโดยตรงและเหมาะกบเสยงความถต าทมการเปลยนแปลงความถเลกนอย


- 90 -

�

y(n)

FeedbackANC

e(n)

รปท 3. การควบคมเสยงความถต าแบบปอนกลบ

จากการศกษาเกยวกบเสยงรบกวนในโรงงานอตสาหกรรม ไดแก โรงงานผลตพลาสตก พบวาเสยงท

เกดขนในกระบวนการเผาไหมกอใหเกดเสยงรบกวนทมคาระดบความดนของเสยงมาก จะอยทความถ 86 Hz (Peter, 2017) ผวจยจงตองการศกษาวธการลดเสยงรบกวนทความถน เนองจากหากสามารถลดเสยงรบกวนทความถนไดกสามารถน าไปประยกตใชกบชวงความถอน ๆ ทใกลเคยงกนได และจากงานวจยทเกยวของกบการลดเสยงรบกวนแบบแอกทฟ พบวาเปนการลดเสยงรบกวนทเกดขนในเครองเปาลมเยนและทอโดยใชขนตอนวธ (algorithm) ชนด FXLMS (Kuersirikul, 2001; Nimdum & Kuntanapreeda, 2001) ส าหรบงานวจยนเปนการออกแบบลดเสยงรบกวนแบบแอกทฟทใชกบพนทภายในหองปฏบตการเพอน าไปประยกตใชกบพนทเปดโลงตอไป โดยมขอแตกตางจากงานวจยทผานมาดงกลาวทมการใชบอรด TMS320 ในการประมวลผล ซงขอจ ากดของบอรดนคอใชไดเฉพาะกบ Windows XP งานวจยนจงเลอกใชบอรด DE1-SoC ซงสามารถใชกบ Windows 10 ซงมความสะดวกในการพฒนาภายใตสภาวะแวดลอมปจจบน

ส าหรบขนตอนวธทเลอกใชส าหรบการควบคมแบบปอนไปขางหนาคอ Filtered-X NLMS โดยมลกษณะโครงสรางของขนตอนวธ ดงรปท 4 x(n) คอ สญญาณของเสยงรบกวนทเขามา, Plant G(z) คอเสนทางเดนของเสยงผานตวกลางทเปนอากาศ , ŝ(n) คอsecondary path ซงเปนโมเดลทางคณตศาตรทใชชดเชยการหนวงเวลาของ s(n) , Digital filter มหนาทสรางสญญาณทมเฟสตรงกนขามกบสญญาณของเสยงรบกวน, สวน NLMS มหนาทปรบคาตวแปรทเหมาะสมใหกบ Digital filter , s(n) คอคาฟงกชนของอปกรณประกอบเชน เครองขยายเสยง ล าโพงเปนตน

สวนขนตอนวธทใชส าหรบการควบคมแบบปอนกลบคอ adaptive feed forward cancellation (AFC) ลกษณะโครงสรางขนตอนวธแสดงไวดงรปท 5 สญญาณ e(t) จะถกตรวจจบผาน Error Microphone ซงมคาฟงกชนเทากบ H(s) เขาไปเปน สญญาณ v(t) เพอน าไปคณกบคา sin(at) และ cos(at) จะไดสญญาณทมคากลบเฟสกบสญญาณของเสยงรบกวน180 องศา y(t) แลวน ามาคณกบคา KI ซงเปนคา learning rate โดยความเรวในการลดเสยงรบกวนของ AFC จะมคามากหรอนอยขนอยกบการปรบคาน หลงจากนนสญญาณจะถกสงออกไปทางล าโพง


- 91 -

เพอหกลางกบเสยงรบกวน แลวใช Error Microphone รบสญญาณเพอตรวจสอบผลลพธวนไปเรอย ๆ จนสามารถลดเสยงรบกวนใหไดมากทสด โดยวธการนไดมการทดลองโดยใชคอมพวเตอรชวยจ าลองสถานการณแลว พบวาสามารถน ามาใชทดลองจรงได (Junsupasen et al., 2015)

x(n)Plant G(z)

Digital filter

e(n)

y(n)

d(n)

W(z)

S

+

- y’(n)s(n)

NLMS

)(ˆ ns

รปท 4. ขนตอนวธของระบบ Filtered-X NLMS

รปท 5. ขนตอนวธของระบบ คอ adaptive feed forward cancellation (AFC)

IK

( )e t

-

ˆ( )y t

( )d t( )x t

AFC Algorithm

Active Noise Control with AFC

sin( )at

cos( )at+

+

( )v t( )H s

( )y t

IK

Plant G(z)


- 92 -

วสดอปกรณและวธการทดลอง 1. อปกรณและเครองมอวด ทใชในการทดลองมดงน 1.1 คอมพวเตอรท าหนาทในการโปรแกรมการท างานของบอรด DE1-SoC เพอใหบอรดสามารถท าการประมวลผล

และท าการสอสารกบฮารดแวรตาง ๆ และยงท าหนาทสรางสญญาณเสยงทมความถตาง ๆ เพอใชในการทดลอง

1.2 บอรด DE1-SoC ท าหนาทในการประมวลผลสญญาณของเสยงรบกวนทสงเขามาโดยมอปกรณทท าหนาท

แปลงสญญาณแบบแอนะลอก (analog) ใหเปนสญญาณแบบดจทล (digital) เพอใหบอรดสามารถท าการ

ประมวลผลและสรางสญญาณทมเฟสตรงกนขามกบสญญาณเสยงรบกวน 180 องศา แลวท าการแปลงสญญาณแบบ

ดจตอลเปนอนาลอกเพอสงไปขยายสญญาณทเพาเวอรแอมปแลวสงตอไปยงล าโพงตอไป

1.3 มกเซอร (mixer) ท าหนาทในการควบคมสญญาณเสยงตาง ๆ ในงานวจยนเลอกใช Alto PROFESSIONAL

Zephyr ZMX862 และ NTS mx-600

1.4 ไมโครโฟนท าหนาทรบสญญาณเสยงทเกดขน ในงานวจยนเลอกใชไมโครโฟน superlux PRA118S Shotgun เปนไมโครโฟนอางอง และไมโครโฟน Superlux ECM 999 เปนไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาด

1.5 เพาเวอรแอมปท าหนาทขยายสญญาณเสยงทไดออกไปยงล าโพง ในงานวจยนเลอกใชเพาเวอรแอมป คลาส H

ขนาด 1200W

1.6 ล าโพงท าหนาทปลอยคลนเสยงออกมา โดยผวจยจะใชล าโพง Subwoofer ขนาด1200W สองต โดยตแรกท า

หนาทปลอยเสยงจากแหลงก าเนดเสยงออกมา สวนอกหนงตท าหนาทปลอยเสยงทมเฟสตรงกนขามกบแหลงก าเนด

เสยงออกมา

1.7 อปกรณวเคราะหความถเสยง ใช Brüel & Kjær 2250-Light-G4

2. วธการทดลอง แบงออกเปน 2 การทดลองดงน 2.1 การทดลองการควบคมแบบปอนไปขางหนา โดยใชขนตอนวธ Filtered-X NLMS

2.1.1 เชอมตออปกรณดวยสายสญญาณตาง ๆ ดงรปท 6 2.1.2 จดวางต าแหนงของอปกรณดงรปท 7 โดยระยะการจดวางไมโครโฟนอางองกบหนาล าโพง

แหลงก าเนดเสยงรบกวนอยท 10 ซม. สวนระยะจากหนาล าโพงแหลงก าเนดเสยงรบกวนถงหนาล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยท 120 ซม. โดยล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยเยองกบหนาล าโพงแหลงก าเนดเสยง 30 ซม. และระยะจากไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาดถงหนาล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยท 15 ซม. สาเหตในการเลอกระยะการจดวางไมโครโฟนนนน เนองจากผวจยไดทดลองทระยะตางๆแลวปรากฏวาทระยะ 15 ซม.สามารถลดเสยงไดมากทสดจงเลอกทระยะน


- 93 -

รปท 6. ลกษณะการตออปกรณส าหรบการทดลองการควบคมแบบปอนไปขางหนา 2.1.3 ท าการทดลองโดยจายสญญาณรปคลนไซนทมความถ 86 Hz แลวบนทกผลจากการวเคราะหความถเสยงทไดกอนและหลงเปดระบบการควบคมเสยงแบบปอนไปขางหนาโดยไมมการเคลอนยายล าโพงทงสองตว 2.2 การออกแบบการทดลองการควบคมแบบปอนกลบโดยใชขนตอนวธ AFC

2.2.1 เชอมตออปกรณดวยสายสญญาณตาง ๆ ดงรปท 8 2.2.2 จดวางต าแหนงของอปกรณดงรปท 9 โดยระยะจากหนาล าโพงแหลงก าเนดเสยงรบกวนถงหนา

ล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยท 120 ซม. โดยล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยเยองกบหนาล าโพงแหลงก าเนดเสยง 30 ซม. และระยะจากไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาดถงหนาล าโพงทใชลดเสยงรบกวนอยท 90 ซม. สาเหตในการเลอกระยะการจดวางไมโครโฟนนนน เนองจากผวจยไดทดลองทระยะตางๆแลวปรากฏวาทระยะ 90 ซม.สามารถลดเสยงไดมากทสดจงเลอกทระยะน

2.2.3 ท าการทดลองโดยจายสญญาณรปคลนไซนทมความถ 86 Hz แลวบนทกผลจากการวเคราะหความถเสยงทไดกอนและหลงเปดระบบการควบคมเสยงแบบปอนกลบโดยไมมการเคลอนยายล าโพงทงสองตว

ล าโพงทใชเปนแหลงก าเนดเสยงรบกวน

ไมโครโฟนอางอง

ล าโพงทใชลดเสยงรบกวน

ไมโครโฟนตรวจจบคาผดพลาด

บอรด DE1-SoC Mixer Mixer

เพาเวอรแอมป


- 94 -

รปท 7. ลกษณะการจดวางต าแหนงของอปกรณเพอทดลองระบบควบคมเสยงรบกวนแบบปอนไปขางหนา ผลการทดลอง 1. การทดลองการควบคมแบบปอนไปขางหนา

จากตารางท 1 พบวาระบบควบคมเสยงความถต าแบบปอนไปขางหนาสามารถท าการลดระดบเสยงความถต าไดดทสดทยานความถ 80 Hz สามารถลดเสยงไดมากทสดถง 20.4 dB ซงตรงอยในยานความถทสญญาณรบกวนของเครองจกรในโรงงานอตสาหกรรมมอยคอ 86 Hz (เนองจากเครองมอวเคราะหความถเสยงเปนแบบ 1/3 octave band จงไมสามารถแสดงคาระดบเสยงทความถ 86 ไดโดยตรง) รองลงมาคอทความถ 100 Hz ลดได 20.2 dB สวนยานความถทลดเสยงความถต าไดนอยทสดคอท 50 Hz สามารถลดเสยงรบกวนไดเพยง 8.3 dB

เมอพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธการถวงน าหนกแบบ A ระบบควบคมแบบปอนไปขางหนาสามารถลดเสยงลงไดถง 15.5 dB กราฟแสดงผลจากการวเคราะหเสยงทความถตางๆเมอเปดและปดระบบควบคมเสยงแบบปอนไปขางหนาแสดงในรปท 10

จากผลจากการวเคราะหเสยงทความถตางๆ ดงรปท 11 พบวา ทความถต ามาก เชน ท 12.5 Hz , 20 Hz หรอ 31.5 Hz เมอเปดระบบควบคมเสยงความถต าแบบปอนไปขางหนาแลวมระดบเสยงเพมขนเลกนอยทงนอาจเกดเนองมาจากล าโพงทใชไมสามารถสรางเสยงทมความถต ามาก ๆได สวนทความถ 50 Hz, 63 Hz , 80 Hz , 100 Hz และ 125 Hz หลงเปดใชงานระบบแลว ระบบสามารถควบคมเสยงรบกวนไดด สวนในความถทสงขนไปบางความถเชนท 250 Hz และ 400 Hz พบวาเมอเปดใชงานแลวมระดบเสยงเพมขน สาเหตอาจเกดจากจากการสะทอนของเสยงจากผนงหอง


อปกรณวเคราะห

ความถเสยง

ล าโพงทใช

ลดเสยงรบกวน

ล าโพงทใชเปน

แหลงก าเนดเสยงรบกวน

ไมโครโฟนอางอง


- 95 -

รปท 8. ลกษณะการตออปกรณส าหรบการทดลองการควบคมแบบปอนกลบ

รปท 9. ลกษณะการจดวางต าแหนงของอปกรณเพอทดลองระบบควบคมเสยงรบกวนแบบปอนกลบ


อปกรณวเคราะห

ความถเสยง

ล าโพงทใช

ลดเสยงรบกวน

ล าโพงทใชเปน

แหลงก าเนดเสยงรบกวน

ล าโพงทใชเปนแหลงก าเนดเสยงรบกวน ล าโพงทใชลดเสยงรบกวน


บอรด DE1-SoC Mixer Mixer

เพาเวอรแอมป


- 96 -

ตารางท 1. เปรยบเทยบคาระดบเสยงจากการวดระดบเสยงในทความถตางๆ โดยพจารณาทงเฉพาะยานความถและตลอดทงยานความถของการควบคมแบบปอนไปขางหนา

วธการวดเสยง ความถ ระดบเสยง

ระดบเสยงทลดลง ANC OFF ANC ON

แบบพจารณาเฉพาะยานความถ SPL dB(Z)

50 Hz 65.5 dB(Z) 57.2 dB(Z) 8.3 dB 63 Hz 81.1 dB(Z) 61.2 dB(Z) 19.9 dB 80 Hz 108.5 dB(Z) 88.1 dB(Z) 20.4 dB

100 Hz 100.1 dB(Z) 79.9 dB(Z) 20.2 dB 125 Hz 75.3 dB(Z) 59.4 dB(Z) 15.9 dB

แบบพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธถวงน าหนกแบบ A dB(A)

86 Hz 87.7 dB(A) 72.2 dB(A) 15.5 dB

รปท 10. แสดงผลจากการวเคราะหเสยงทความถตาง ๆ ในสภาวะทท าการเปดระบบ และท าการปดระบบ ควบคมเสยงรบกวนแบบปอนไปขางหนา เมอปอนสญญาณเขาแหลงก าเนดเสยงทความถ 86 Hz


- 97 -

2. การทดลองการควบคมแบบปอนกลบ

จากตารางท 2 พบวาระบบควบคมเสยงความถต าแบบปอนกลบสามารถท าการลดระดบเสยงความถต าไดดทสดทยานความถ 63 Hz ซงสามารถลดเสยงไดมากทสด 15 dB รองลงมาคอทความถ 80 Hz และ100 Hz ลดได เทากนคอ 14.5 dB สวนยานความถทลดเสยงความถต าไดนอยทสดคอท 50 Hz สามารถลดเสยงรบกวนไดเพยง 10.4 dB เมอพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธการถวงน าหนกแบบ A ระบบควบคมแบบปอนกลบสามารถลดเสยงลงไดถง 13.9 dB กราฟแสดงผลจากการวเคราะหเสยงทความถตางๆ เมอเปดและปดระบบควบคมเสยงแบบปอนกลบแสดงในรปท 11 ตารางท 2. เปรยบเทยบคาระดบเสยงจากการวดระดบเสยงในทความถตางๆ โดยพจารณาทงเฉพาะยานความถและตลอดยานความถของการควบคมแบบปอนกลบ

วธการวดเสยง ความถ ระดบเสยง

ระดบเสยงทลดลง ANC OFF ANC ON

แบบพจารณาเฉพาะยานความถ SPL dB(Z)

50 Hz 67.5 dB(Z) 57.1 dB(Z) 10.4 dB 63 Hz 81.2 dB(Z) 66.2 dB(Z) 15 dB 80 Hz 108.5 dB(Z) 94 dB(Z) 14.5 dB

100 Hz 100.3 dB(Z) 85.8 dB(Z) 14.5 dB 125 Hz 76.3 dB(Z) 62.2 dB(Z) 14.1 dB

แบบพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธถวงน าหนกแบบ A dB(A)

86 Hz 87.8 dB(A) 73.9 dB(A) 13.9 dB

สรปและวจารณผลการทดลอง ในการวจยในครงนผวจยไดเลอกบอรด DE1-SoC มาใชในการประมวลผล เนองจากบอรดนมสะดวกในการพฒนาภายใตสภาพแวดลอมปจจบนทมการใช Windows 10 เมอเทยบกบบอรด TMS320C ทตองใชงานกบ Windows XP ทถกน าไปใชกบหลายงานวจยทผานมา (Nimdum & Kuntanapreeda, 2001; Thassanamethin & Srekitsuwan, 2008) จากผลการทดลองพบวาเมอใชบอรด DE1-SoC ประมวลผลส าหรบระบบควบคมแบบปอนไปขางหนา สามารถท าการลดระดบเสยงไดมากทสดถง 20.4 dB ทยานความถ 80 Hz ซงเปนยานความถเปาหมายของการวจย แตอยางไรกตามเมอพจารณากราฟแจกแจงความถของแบบปอนไปขางหนาพบวามบางความถทเมอเปดระบบแลวเสยงเพมขนกวาเดม เชนทยานความถ 250 Hz และท 400 Hz ซงอาจเกดจากการสะทอนของเสยงในหอง เมอพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธการถวงน าหนกแบบ A ระบบควบคมแบบปอนไปขางหนาสามารถลด


- 98 -

เสยงลงไดถง 15.5 dB เมอเทยบกบการศกษาเชงทดลองการลดระดบเสยงรบกวนดวยวธ FXLMS (Kuntanapreeda & Srekitsuwan, 2001) ซงใชหลกการควบคมเปนแบบปอนไปขางหนาเชนเดยวกน สามารถลดเสยงรบกวนได 20-30 dB ทความถ 200 และ 300 Hz พบวางานวจยดงกลาวสามารถลดระดบเสยงรบกวนไดมากกวางานวจยน เนองจากงานวจยนเปนการทดลองในหองปฏบตการซงควบคมเสยงไดยากกวาการทดลองในทอ

รปท 11. แสดงผลจากการวเคราะหเสยงทความถตาง ๆ ในสภาวะทท าการเปดระบบ และท าการปดระบบ ANC เมอปอนสญญาณเขาแหลงก าเนดเสยงทความถ 86 Hz ในการควบคมแบบปอนกลบ

สวนระบบควบคมแบบปอนกลบนนสามารถท าการลดระดบเสยงไดดดทสดทความถ 63 Hz ซงสามารถลดเสยงได 15 dB(Z) ซงนอยกวาแบบปอนไปขางหนา 5.4 dB สวนทยานความถ 80 Hz ซงเปนเปาหมายของการวจย ระบบควบคมเสยงแบบปอนกลบสามารถลดเสยงได 14.5 dB ซงเปนทนาพอใจ และเมอพจารณาตลอดทงยานความถโดยใชวธการถวงน าหนกแบบ A ระบบควบคมแบบปอนกลบสามารถลดเสยงลงได 13.9 dB ซงนอยกวาแบบปอนไปขางหนา 1.6 dB เมอเทยบกบผลการวจยเรองการควบคมเสยงรบกวนแบบปอนกลบดวยกฏ FXLMS (Nimdum & Kuntanapreeda, 2001) ซงใชหลกการควบคมเปนแบบปอนกลบเชนเดยวกน สามารถลดเสยงรบกวนได 25-35 dB ทความถ 220 และ 240 Hz พบวางานวจยดงกลาวสามารถลดเสยงรบกวนไดมากกวางานวจยน เนองจากงานวจยน เปนการทดลองในหองปฏบตการซงควบคมเสยงไดยากกวาการทดลองในทอ


- 99 -

เมอเปรยบกนระหวางการควบคมแบบปอนไปขางหนาและแบบปอนกลบ ถงแมวาระบบควบคมแบบ

ปอนกลบจะสามารถลดเสยงรบกวนความถต าไดนอยกวาแบบปอนไปขางหนา แตขอดของระบบควบคมแบบปอนกลบคอระบบจะมเสถยรภาพดกวาคอเมอเกดการสนสะเทอนของไมโครโฟนหรอมลมพดเขาไมโครโฟนจะไมมปญหากบระบบมากนกเนองจากไมม secondary path (Junsupasen et al., 2018) จงเปนไปไดทสามารถน าทงสองวธการไปทดลองใชในโรงงานอตสาหกรรมตอไป

กตตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบพระคณ รองศาตราจารย ดร.นนทกฤษณ ยอดพจตรและ ผ ชวยศาสตราจารย ดร.วทวส

ผองญาต ทใหความรในดานวศวกรรม ขอขอบคณ นายวรต ชมวรฐาย และนายเทพากร สทธวนชย นกวจยรนใหมทชวยใหงานวจยส าเรจไดดวยด ขอขอบคณ นายณฐวฒ อครเนตร และนายธนโชต ไตรพลรตน ทชวยในดานการทดลองตาง ๆ

เอกสารอางอง Junsupasen, S., Pongyart, W., Yodpijit, N. (2015). Adaptive Feedforward Cancellation (AFC) in Sound Fields:

Computer-Based Approach for Active Noise Control (ANC), pp. 902-906, Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2015, 18-20 March 2015, The Royal Garden Hotel, Kowloon, Hong Kong.

Junsupasen, S., Pongyart, W., Jongprasithporn, M., Yodpijit, N. (2018). Low frequency noise reduction with active noise control in laboratory settings. KMUTNB: International Journal of Applied Science and Technology, 11(1), 39-44. http//dx.doi.org/10.14416/jijast.2018.01.002

Kuersirikul, S. (2001). Noise reduction of a fan coil unit by active control (M.E. thesis). Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University, Bangkok. (in Thai)

Kuntanapreeda, S. & Srekitsuwan, S. (2001) Experimental studies of noise attenuation using FXLMS method. Journal of King Mongkut's University of Technology North Bangkok, 11(1), 33-36. (in Thai)

Kuo, S. M. & Morgan, D. R. (1999) Active noise control: a tutorial review. Proceedings of the IEEE, 87, 943-973. Messner, W. & Bodson, M. (1994) Design of adaptive feedforward controllers using internal model equivalence.

American Control Conference, 2, 1619-1623. Nimdum, P. & Kuntanapreeda, S. (2001). Feedback noise control using FXLMS rule, pp. 108-112, In The 15th

Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand, 28-30 November 2001, Srinakharinwirot University, Bangkok. (in Thai)


- 100 -

Peter, B. (2017) Noise in the Plastics Processing Industry: A Practical Guide. pp. 219. Shawbury, UK: Smithers

Rapra Technology. Rylander, R. (2004). Physiological aspects of noise-induced stress and annoyance. Journal of Sound and

Vibration, 277(3), 471-478. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.03.008 Thassanamethin T. & Srekitsuwan S. (2008). Active Noise Control Using Frequency Splitting Techniques , pp.

346-351, In The 22th Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand, 15-17 October 2008, Thammasat University, Bangkok. (in Thai)

Documents

Comparative study of active noise control between