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基于声辐射模态的有源解耦控制理论,从声辐射模态的四种对称形式的角度出发,讨论各组压电作动器对声辐射模态(1~8阶)伴随系数的激励特性,分析有源解耦控制的溢出问题。本文结合四组压电作动器的控制特性,将前八阶声辐射模态辐射的声功率分成四组模态声功率,建立一种新的有源解耦控制模型,使得在中频范围内控制溢出得到有效的抑制。数值仿真结果表明,新的控制模型不仅保持了在低频范围内较好的控制效果,同时避免了在中频段的控制溢出现象,实现有源解耦控制在0~1000Hz频率范围内的预期效果。 相似文献
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对结构声辐射压电控制的压电片布置问题进行深入的理论和数值分析.首先基于声振耦合理论,对低频段声辐射板的压电传感器和作动器的布置做定性的分析,给出声辐射功率与结构模态比和模态积之间的关系式.其次基于有限元/边界元数值计算方法,对所提出的压电片布置方案进行辐射声场控制的定量计算,并和其它布置方法进行控制结果比较.通过计算比较可以看出,提出的压电片布置方案在低频段所得到的多阶模态控制效果,明显优于基于振动模态应变贴片理论方法所得到的控制效果,得出若干结论供参考. 相似文献
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针对双层板结构声有源控制(ASAC)的应用实施过程中全局控制目标函数和误差信号的获取问题,提出了基于辐射模态和结构误差传感的声传输有源控制的思想和策略,建立了双层板腔结构声传输系统及辐射模态控制分析模型.在此基础上对双层板腔声传输有源控制进行了数值仿真和分析研究,重点探讨了控制方法策略及系统参数对有源控制效果的影响及其对应的控制机理.结果表明:在低频范围内,仅需控制前四阶辐射模态声功率,便能和总的辐射声功率最小控制效果基本一样;在低频段声腔(0,0,0)模态在系统耦合响应中起主导作用,因此相比入射板和辐射板作动器控制,利用腔中次级声源作动的控制策略是一种更好的控制策略. 相似文献
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研究了利用力激励进行水下有限长圆柱壳振动声辐射有源控制问题。考虑流固声振耦合作用,根据圆柱壳辐射声功率在周向相互解耦的特性,推导了次级力源最优强度解析表达式,比较了单个力和多个力有源控制后的降噪效果;利用圆柱壳结构振动模态和声辐射模态的对应关系,分析了圆柱壳声辐射有源力控制的物理机理。研究结果表明:多个次级力更能有效地控制壳体产生声辐射的振动部分而达到控制噪声的目的;水下圆柱壳的前几阶声辐射模态的辐射效率很高,而辐射模态幅度较低,有源控制机理在于降低与结构振动模态对应的声辐射模态幅度,从而有效控制结构振动产生的声辐射。 相似文献
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根据声辐射模态的特点提出四组控制力布置方法。在此基础上采用Η∞算法设计了四个独立的控制器,控制前四阶声辐射模态的伴随系数使辐射声功率最小化。该方法能够将复杂的四输入/四输出控制系统转化为四个独立的单输入/单输出系统,从而使得每组控制力可以单独控制对应阶声辐射模态的伴随系数。模拟仿真结果表明,该方法能够实现系统解耦控制,使辐射声功率明显降低。 相似文献
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基于模态理论的有源声学结构控制机理研究 总被引:2,自引:0,他引:2
有源声学结构是近年来提出的一种控制结构低频声辐射的有效方案,它是智能结构在噪声控制领域的具体应用,其控制机理是一个亟待解决的关键问题,文中结合声辐射模态和结构振动模态理论对该问题进行了研究并作了定量解释。研究结果表明:有源控制的机理在于减小结构主导辐射模态的幅度(声功率),同时保证低阶非主导辐射模态的幅度不会有大的升高;在控制高阶辐射模态幅度的同时,低阶辐射模态幅度也被有效控制;四个次级板能够抵消各种类型的振动模态对应的主导辐射模态,从而有效控制结构所有振动模态的声辐射。 相似文献
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结构声辐射有源控制中主导辐射模态的抵消及次级力的最优布放 总被引:2,自引:0,他引:2
在基于声辐射模态理论的结构声有源控制中,主导辐射模态的确定及抵消策略是至关重要的,它直接决定次级力源的优化布放及有源控制的效果。以往研究中对于主导辐射模态的认识是模糊而片面的,现对该问题进行了深入分析。首先基于辐射模态理论和振动模态的叠加性,结合辐射模态幅度和辐射效率,确定了结构在不同的激励频率(振动模态)下对应的主导辐射模态,然后在此基础上对次级力源进行了优化布放,最后用一系列的计算机仿真实例验证了理论结果的正确性。 相似文献
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Analysis of active damping in composite laminate cylindrical shells of revolution with skewed PVDF sensors/actuators 总被引:1,自引:0,他引:1
Active damping in a FRP composite cylindrical shell with collocated piezoelectric sensors/actuators is studied. The electrode on the sensors/actuators are spatially shaped to reduce spillover between circumferential modes. A three noded, isoparametric, semianalytical finite element is developed and used to model the cylindrical shell. The element is based on a mixed piezoelectric shell theory which makes a single layer assumption for the displacements and a layerwise assumption for the electric potential. The effects of location of patch of collocated piezoelectric sensors/actuators, percentage length of the shell covered with these patches, fiber angle of the laminae in the composite laminate, stacking sequence of laminae in a laminate and skew angle of the sensor/actuator piezoelectric material, on the system damping for various modes is studied. 相似文献
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Optimal design in vibration control of adaptive structures using a simulated annealing algorithm 总被引:1,自引:0,他引:1
Jos M. Simes Moita Victor M. Franco Correia Pedro G. Martins Cristvo M. Mota Soares Carlos A. Mota Soares 《Composite Structures》2006,75(1-4):79-87
Advanced reinforced composite structures incorporating piezoelectric sensors and actuators are increasingly becoming important due to the development of smart structures. These structures offer potential benefits in a wide range of engineering applications such as vibration and noise suppression, shape control and precision positioning. This paper presents a finite element formulation based on the classical laminated plate theory for laminated structures with integrated piezoelectric layers or patches, acting as sensors and actuators. The finite element model is a single layer triangular nonconforming plate/shell element with 18 degrees of freedom for the generalized displacements, and one additional electrical potential degree of freedom for each surface bonded piezoelectric element layer or patch. The control is initialized through a previous optimization of the core of the laminated structure, in order to minimize the vibration amplitude and maximize the first natural frequency. Also the optimization of the patches position is performed to maximize the piezoelectric actuators efficiency. The simulated annealing algorithm is used for these purposes. To achieve a mechanism of active control of the structure dynamic response, a feedback control algorithm is used, coupling the sensor and active piezoelectric layers or patches, and to calculate the dynamic response of the laminated structures the Newmark method is considered. The model is applied in the optimization of an illustrative adaptive laminated plate case. The influence of the position and number of piezoelectric patches, as well as the control gain, are investigated and the results are presented and discussed. 相似文献
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针对尾撑式风洞模型强方向性振动问题,基于异位配置加速度负反馈控制器对风洞模型振动主动控制方法进行研究。首先,通过模态分析得到系统低阶模态振动的强方向性并基于系统特性设计了具有结构耦合性的内嵌压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制系统。然后,基于异位配置NAF控制器分别设计了针对第二阶模态和前两阶模态的单模态NAF控制算法和双模态NAF控制算法。最后,进行了实验验证,结果表明:双模态NAF控制算法控制效果较好,前两阶模态阻尼比分别提高近13倍和近40倍,镇定时间分别缩短近11s和近26s。 相似文献