結(jié)構(gòu)聲學(xué)主動控制在時(shí)域聲輻射模態(tài)下的仿真研究.pdf

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)振動輻射聲場性質(zhì)的一種方法。本文在頻域里通過振動結(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)以及振動結(jié)構(gòu)表面的法向速度相關(guān)，從而簡化了聲輻射的計(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，以簡支板為研究對象，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，并分別對不同情況下的計(jì)算精度進(jìn)行了討論。隨后對已建立的系統(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)控制方法對第一階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)進(jìn)行了控制，并對影響