結構聲學主動控制在時域聲輻射模態(tài)下的仿真研究.pdf

1、上世紀九十年代提出的聲輻射模態(tài)理論是有效的分析結構振動輻射聲場性質的一種方法。本文在頻域里通過振動結構表面的法向速度和表面聲壓之間關系，得到了振動結構的聲輻射模態(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)下的聲功率相互獨立，僅與相應模態(tài)下的聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)以及振動結構表面的法向速度相關，從而簡化了聲輻射的計算和控制。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。

2、 目前對聲輻射模態(tài)的研究大都集中在頻域里進行，本文另辟蹊徑，在時域里對聲輻射模態(tài)進行了研究。時域輻射模態(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)，而時域輻射模態(tài)僅由輻射體的幾何形狀決定，與時間無關。進一步研究表明，瞬時聲功率主要由第一階時域聲輻射模態(tài)所決定，因此可以對原瞬時聲功率表達式進行截斷，即僅用第一階輻射模態(tài)就能較為準確的計算總的聲功率，使得瞬時聲功率的計算和控制得以簡化。 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，在時域聲輻射模態(tài)領域首次通過狀態(tài)空間方法建立了數(shù)學模型，并分別對不同情況下的計算精度進行了討論。隨后對已建立的系統(tǒng)在時域，復域以及頻域的穩(wěn)定性，可控性，可觀性以及抗干擾能力進行了討論。結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，性能很好。最后應用MATLAB軟件對單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)進行了仿真，利用最優(yōu)控制方法對第一階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)進行了控制，并對影響