結(jié)構(gòu)聲學(xué)主動(dòng)控制在時(shí)域聲輻射模態(tài)下的仿真研究.pdf_第1頁
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1、上世紀(jì)九十年代提出的聲輻射模態(tài)理論是有效的分析結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射聲場(chǎng)性質(zhì)的一種方法。本文在頻域里通過振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的法向速度和表面聲壓之間關(guān)系,得到了振動(dòng)結(jié)構(gòu)的聲輻射模態(tài)和輻射效率并給出了聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)的定義。聲輻射模態(tài)相互正交,每一階聲輻射模態(tài)下的聲功率相互獨(dú)立,僅與相應(yīng)模態(tài)下的聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)以及振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的法向速度相關(guān),從而簡(jiǎn)化了聲輻射的計(jì)算和控制。聲輻射模態(tài)由輻射體的幾何形狀決定,而與輻射體本身的材料特性以及邊界條件無關(guān)。

2、 目前對(duì)聲輻射模態(tài)的研究大都集中在頻域里進(jìn)行,本文另辟蹊徑,在時(shí)域里對(duì)聲輻射模態(tài)進(jìn)行了研究。時(shí)域輻射模態(tài)與頻域輻射模態(tài)的不同之處在于頻域輻射模態(tài)是頻率的函數(shù),而時(shí)域輻射模態(tài)僅由輻射體的幾何形狀決定,與時(shí)間無關(guān)。進(jìn)一步研究表明,瞬時(shí)聲功率主要由第一階時(shí)域聲輻射模態(tài)所決定,因此可以對(duì)原瞬時(shí)聲功率表達(dá)式進(jìn)行截?cái)?,即僅用第一階輻射模態(tài)就能較為準(zhǔn)確的計(jì)算總的聲功率,使得瞬時(shí)聲功率的計(jì)算和控制得以簡(jiǎn)化。 本文利用聲輻射模態(tài)的特性,通過抵消

3、前κ階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)的控制策略,以簡(jiǎn)支板為研究對(duì)象,在時(shí)域聲輻射模態(tài)領(lǐng)域首次通過狀態(tài)空間方法建立了數(shù)學(xué)模型,并分別對(duì)不同情況下的計(jì)算精度進(jìn)行了討論。隨后對(duì)已建立的系統(tǒng)在時(shí)域,復(fù)域以及頻域的穩(wěn)定性,可控性,可觀性以及抗干擾能力進(jìn)行了討論。結(jié)果表明所建立的系統(tǒng)穩(wěn)定性好,完全可控可觀,抗干擾能力比較強(qiáng),性能很好。最后應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,利用最優(yōu)控制方法對(duì)第一階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)進(jìn)行了控制,并對(duì)影響

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