基于声辐射模态的有源控制解耦在固定支撑板上的研究

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在ASAC系统中,通过声辐射模态来进行结构声辐射问题的研究是一种很好的方法。由声辐射模态理论可知,在中、低频时,只需控制对总的声功率影响很大的前几阶模态辐射的声功率便能取得较好的控制效果。同时对声辐射模态的研究发现低阶模态具有不同的对称与反对称形状,且作动器的位置布置必须充分考虑声辐射模态形状才能取得理想的降噪效果。根据模态的对称形式设计出四组作动器,每一组作动器可以分别激励出具有相同对称形式的模态的伴随系数。将这四组作动器应用到ASAC控制系统中,便可以分别控制前四阶模态的声功率,且各组作动器互不影响。在简支板上,根据上述方法,布置了四组压电作动器来分别控制前四阶声功率,实验仿真验证了其可行性。由于在抵消前四阶声功率时,这四组作动器是相互独立互不影响的,因此控制过程是解耦的。从而在设计控制系统时便可以设计更加简单稳定的单输入\单输出控制系统。   由于简支板的局限性,本文通过深入的研究将上述的控制解耦扩展到固定支撑板上。通过在固定板上的点力研究,以及压电建模,可知控制解耦在固定板上同样可行。同时对简支板以及固定板上控制解耦过程中出现的溢出问题进行了讨论,可知溢出主要是由于高阶模态在抵消前四阶声功率的过程中受到激励而造成的。溢出主要发生在频率较高的范围,主要跟模态的辐射效率有关的。要想在较高的频率控制解耦同样取得较好的控制效果,必须对控制溢出问题加以重视,来进行解决。   溢出问题的解决必须从高阶模态的影响入手,即在控制前四阶的过程中同时兼顾对高阶模态的考虑。由于前文的控制解耦策略对高阶模态并没有考虑,因此本文提出了一种对控制解耦改进的方法。通过将前八阶模态根据对称性来分类,分为四组,然后同样利用上述四组作动器来分别控制四组声功率,使得每组辐射的声功率最小化,从而来控制中的声功率。仿真实验取得较好的控制效果。
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