板聲輻射控制中壓電傳感器-作動器布置研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)聲主動控制(ASAC)系統(tǒng)將振動主動控制技術(shù)(AVC)應(yīng)用到噪聲主動控制(ANC)中，通過對振動結(jié)構(gòu)表面施加次級力，降低結(jié)構(gòu)的聲輻射?，F(xiàn)在廣泛研究的智能聲學(xué)結(jié)構(gòu)是通過壓電式傳感器對結(jié)構(gòu)某一位置應(yīng)變信息的測量和作動器的加載，來實現(xiàn)對聲場輻射聲功率的控制，使用盡量少的傳感器和作動器在低頻段獲得很好的輻射聲功率衰減效果一直是結(jié)構(gòu)聲主動控制追求的目標。目前對低于臨界頻率下的結(jié)構(gòu)聲輻射主動控制方法主要依賴于模態(tài)重組和模態(tài)抑制兩種途徑來實現(xiàn)，模

2、態(tài)重組和模態(tài)抑制方法在控制中一般是不可分的，模態(tài)抑制思想使用較為廣泛，模態(tài)重組方法因為涉及到結(jié)構(gòu)和聲場的耦合問題，在控制中一般只作為輔助方法，少有人進行深入討論。要想在有限的作動能量下，通過少量傳感器和作動器來獲得良好的控制效果，必須對結(jié)構(gòu)振動和聲場之間的耦合進行深入研究，才能給出更合理的壓電傳感器和作動器優(yōu)化布置方法。從目前所做的工作來看，對于低于臨界頻率進行結(jié)構(gòu)噪聲主動控制時，對輻射聲場進行有效控制的傳感器作動器布置研究還遠遠不夠。

3、對于少量貼片方案，在應(yīng)變片布置時對結(jié)構(gòu)分析缺乏聲場的針對性，本文研究了力激勵作用下壓電板聲輻射主動控制時傳感器/作動器的布置問題。在低于臨界頻率情況下，給出了輻射聲功率和板波數(shù)之間的定性關(guān)系，推導(dǎo)了彈性板振動時結(jié)構(gòu)模態(tài)和空間聲極子的相互關(guān)系，據(jù)此提出了模態(tài)抑制和模態(tài)重組方法相結(jié)合的壓電片布置方案。其次基于有限元/邊界元數(shù)值計算方法，對所提出的壓電片布置方案進行了力激勵作用下結(jié)構(gòu)輻射聲功率控制的定量計算，并和基于模態(tài)抑制方法下的壓電片布置