Powiadomienia systemowe
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
Identyfikatory
Warianty tytułu
Aktywny układ redukcji hałasu na bazie modelu struktury piezoelektrycznej
Języki publikacji
Abstrakty
Methods of active noise and vibration control involve different techniques which combine electroacoustics with integration of active materials and controller into a complex active structural system in order to enable radiation of an anti-phased field for cancellation or attenuation of an original noise in a specific domain. This paper presents a model-based controller design procedure for the active noise attenuation of a piezoelectric structure surrounded by the acoustic fluid. Model development is based on a finite element method approach, which takes into consideration the electro-mechanical-acoustic effects. A FEM-based state-space model obtained after appropriate transformations and modal reduction is used for the controller design. The aim of the control, suppression of the acoustic fluid pressure in a prescribed point or field, is achieved using an optimal LQ controller designed based on a developed state-space model. The controller design involves also a novel approach, with included additional dynamics for the noise control in the presence of periodic excitations. The effects of the suggested method are tested on a smart acoustic box consisting of an aluminium plate with attached piezoelectric patches, surrounded by the acoustic fluid (air) inside the wooden box. The air pressure reduction at a selected point inside the box is observed in the controlled case.
Aktywne metody redukcji drgań i hałasu wymagają zróżnicowanych technik, które łączą elementy elektroakustyczne zintegrowane z elementami czynnymi oraz sterownikami wewnątrz złożonej aktywnej struktury, żeby umożliwić promieniowanie pola w przeciwfazie w celu eliminacji lub redukcji pierwotnego hałasu w wybranej strefie. Artykuł prezentuje projekt regulatora na bazie modelu do aktywnej redukcji hałasu struktury piezoelektrycznej w otoczeniu płynu akustycznego. Opracowany model bazuje na metodzie elementów skończonych, która uwzględnia zjawiska elektro-mechaniczno-akustyczne. Model w przestrzeni stanu powstały na podstawie MES, otrzymany w wyniku stosownych przekształceń i uproszczeń modelu, użyto do syntezy regulatora. Celem sterowania było wytłumienie ciśnienia płynu akustycznego w danym punkcie lub polu, co osiągnięto, wykorzystując regulator optymalny LQ zaprojektowany na podstawie opracowanego modelu w przestrzeni stanu. Projektowanie regulatora wymaga nowatorskiego podejścia uwzględniającego dodatkową dynamikę podczas redukcji hałasu w obecności wymuszeń harmonicznych. Efekty zaprezentowanej metody zostały przetestowane na inteligentnej skrzynce akustycznej zbudowanej z aluminiowej płyty z naklejonymi na niej płytkami piezoelektrycznymi, otoczonej przez płyn akustyczny (powietrze), umieszczonej w drewnianym pudle. Zaobserwowano redukcję ciśnienia powietrza w wybranym punkcie wewnątrz skrzynki dla układu z regulatorem.
Rocznik
Tom
Strony
71--77
Opis fizyczny
Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.
Twórcy
autor
autor
autor
- Institute of Mechanics Otto-von-Guericke University, tamara.nestorovic@mb.uni-magdeburg.de
Bibliografia
- [1] Vogl B.: Vibroakustische Systemanalyse als Werkzeug zur Realisierung adaptiver Struktursysteme. Otto-von-Guericke University Magdeburg, Shaker Verlag, Aachen, 2003 (Dissertation)
- [2] Nestorović Trajkov T, Koppe H., Gabbert U.: Active Vibration Control Using Optimal LQ Tracking System with Additional Dynamics. International Journal of Control, vol. 78, No. 15, 15 October 2005, 1182-1197
- [3] Nestorović T.: Controller Design for the Vibration Suppression of Smart Structures. Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8, Nr 1071, Dusseldorf: VDI Verlag 2005
- [4] Neuman M.: Aktive Beeinflussung der Schallabstrahlung einer breitbandig schwingenden Platte durch strukturintegrierte Aktuatoren. Otto-von-Guericke University Magdeburg, DLR Braunschweig (Diploma thesis)
- [5] Lefevre J., Gabbert U.: Finite Element Modelling of Vibro-Acoustic Systems for Active Noise Reduction. Technische Mechanik 25 (3-4), 2005, 241-247
- [6] Laugwitz F., Lefevre J., Schmidt G., Nestorović T., Gabbert U.: Experimental and numerical investigation of a smart acoustic box. International Conference on Modal Analysis, Noise and Vibration Engineering ISMA2006 Leuven, Belgium, in CD-Proceedings of ISMA2006, editors P. Sas, M. de Munck, 223-232
- [7] Lefevre J., Gabbert U.: Finite Element Simulation of Smart Structures for Active Vibration and Acoustic Control. PAMM Proc. Appl. Math. Mech. 3, 2003, 296-297
- [8] Nestorović Trajkov T., Koppe H., Gabbert U.: Vibration control of a funnel-shaped shell structure with distributed piezoelectric actuators and sensors. Smart Materials and Structures, 15, 2006, 1119-1132
- [9] COSAR General Purpose Finite Element Package Manual 1992 FEMCOS mbH Magdeburg, http://www.femcos.de
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-AGH3-0009-0015