基于声辐射模态的作动器对称位置的研究

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在ASAC系统中,压电作动器的布置方案不但对控制效果有影响,而且对控制系统的稳定性、难易程度等有影响。在基于声辐射模态理论的有源解耦控制中,作动器的布置必须充分考虑声辐射模态的对称性才能取得较好的降噪效果。根据前四阶声辐射模态所具有的四种独立的对称形式提出了对称位置布置的作动器以此来降低前四阶模态所辐射的声功率,并且使控制过程得到解耦。从而,把复杂的多输入\多输出控制系统转变成几个简单的、互相独立的单输入\单输出控制系统,实现了基于声辐射模态的有源解耦控制。   针对声辐射模态前四阶的对称性,提出了四组作动器对称位置的布置方式,讨论了四组作动器不同对称位置布置对控制解耦的影响。仿真计算表明:对于前四阶声辐射模态,不论哪种作动器对称位置布置,第一组作动器主要激励第一阶声辐射模态,第二组作动器主要激励第二阶声辐射模态,第三,四组作动器主要分别激励第三与第四阶声辐射模态。因此,应用声辐射模态理论的控制策略,控制都是解耦的。这种解耦控制策略使得各压电作动器工作时,彼此之间不受影响,独立工作,并使得控制系统更加清晰,直观。   对于前四阶声辐射模态,选取电压幅值作为控制指标,分析了基于前四阶声辐射模态理论的有源解耦控制中压电作动器的对称位置优化问题,对前四阶声辐射模态建立电压模型,确定使系统所需电压最小,具有较好稳定性,控制效果较好的理想对称位置。分析讨论了作动器对称位置布置对高阶声辐射模态的伴随系数的影响,分析了不同作动器对称位置布置对声功率的影响,通过对高阶声辐射模态的建模,分析了使得控制效果较好的作动器对称位置布置。
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