涡桨飞机舱段模型结构声辐射主动控制试验研究

舱内噪声水平是评价飞机舒适性的一个重要标准。以涡桨飞机舱段模型作为试验对象,针对舱内噪声窄带低频成分占主导的特点,开展了基于压电元件的壁板结构声辐射主动控制试验研究。介绍了滤波-X最小均方(FXLMS)控制算法的基本原理以及控制系统次级通道的识别方法,通过搭建的实验平台,开展了通过次级力源进行舱段壁板结构声辐射的试验研究。实验结果表明,控制打开后壁板结构振幅得到大幅抑制,同时舱内噪声水平在激励频率处降低17 d B,证实了采用次级力源进行舱段结构声辐射控制方法的有效性。     

结构振动噪声的H∞反馈力控制研究

基于H∞控制理论,采用次级力作为执行器,应用反馈控制来抑制结构振动噪声,建立了结构振动声辐射反馈力控制模型,引入了性能加权函数,得到了广义系统模型,将反馈控制器设计问题转化为标准H∞控制问题求解.同常用的自适应滤波前馈控制相比,这种方案不需要用参考信号、不存在声反馈问题.封闭空间结构振动声耦合反馈力控制仿真结果表明:通过合理选择性能加权函数,噪声可以在指定频带得到良好的控制,最大噪声峰值近20 dB(A).     

结构声辐射主动控制中模态辐射效率分析

结构声辐射主动控制的“控制溢出”是一个重要问题,它直接关系到结构声辐射主动控制的成败。本文从“结构模态声辐射效率”出发,提出了结构声辐射“优势模态”和“劣势模态”新概念,全面阐述了振动结构中各种模态对声场的影响,为解决低频结构声辐射主动控制中“控制溢出”的理论问题提供了一条有效的途径,文章中以四角简支矩形板为研究对象,对其模态辐射效率进行了理论导并进行了结构声辐射主动控制实验验证,得出了和文中一致     

水下结构声主动控制压电传感器/作动器布置研究

研究了板水下声辐射主动控制时压电传感器/作动器的布置问题.基于声振耦合理论,在低于临界频率情况下对结构模态和声极子的相互关系做了深入的分析,建立了板波数和辐射声功率间的关系,并据此提出了模态抑制和模态重组方法相结合的压电片布置方案.结合有限元/边界元数值计算方法,对所提出的压电片布置方案进行了结构辐射声功率控制的定量计算.与应变理论和角落单极子理论相比,基于声振耦合理论的压电片布置方案在高频段给出了更好的辐射声功率控制效果,同时所需要的控制作动电压相对大幅下降.     

具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒日∞振动控制

以具有范数有界不确定的压电柔性结构为对象，考虑其被控模态参数的不确定性以及剔除残余模态所引起的模型误差，建立了模态空间内结构的不确定线性分式模型；根据所建立的不确定模型，设计了一个对结构进行振动控制的非同位动态输出反馈H∞控制器，并将不确定闭环系统的极点配置在所预设的区域；利用线性矩阵不等式方法，将具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H∞振动控制问题转化为一个具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题．仿真结果表明，所建立的模态不确定模型是合理可行的，系统在控制结构低频模态的同时，能很好地抑制在非同位控制中因模型降阶而带来的高阶模态溢出；与单纯的鲁棒H∞控制方法相比较，采用带极点约束的鲁棒H∞控制方法对不确定柔性结构进行振动控制，可保留很好的稳态响应，同时也获得了更理想的动态响应特性．     

有源声学结构中的次级作动和误差传感

以近场声功率计算方法为基础，引入速度辐射模态和近场声压辐射模态概念，建立有源声学结构次级作动和误差传感的统一的数学模型．首先从理论上研究了次级声源布放准则，然后推导了基于PVDF分布式速度传感和离散点近场声压误差传感条件下的有源控制性能计算公式，并通过计算机仿真验证了相关结论，最后讨论了系统实现时需要解决的关键问题．     

压电智能结构振动控制的数值模拟

文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。     

有源结构声辐射自适应控制系统的一种新算法

提出了一种适用于有源结构声辐射自适应控制系统的新算法,它直接利用传感器拾取的干扰信号和误差信号实时地建立系统模型和误差通道模型,通过解Ｄｉｏｐｈａｎｔｉｎｅ方程得到自适应控制模型,仿真表明新算法较传统的Ｆｉｌｔｅ－ＸＬＭＳ等算法具有更好的收敛性。     

自适应压电桁架结构多目标最优控制

根据嵌入压电作动器的自适应桁架结构的机电耦合特性，考虑了结构强度、节点最大位移以及作动器最大控制电压等约束条件，提出了以强度、位移和能耗为目标、以电压为控制参数的多目标最优控制模型。该模型通过引入权系数，使多目标问题转化为一个二次目标、线性约束的二次规划问题。限制了设计变量每一步的运动极限，从而保证了算法的稳定性。用数值方法模拟了该模型对结构的控制效果。数值算例表明，该模型具有改善静不定结构应力状态、保证结构形变精度及调节控制能耗的功能。对于静不定结构，可以在一定程度上降低结构的最大工作应力。该模型还具有较小的能耗指标，并使控制点的节点位移尽可能小，利用该模型可以有效地实现单点或多点位移控制。     

内燃机整机结构修改的声学评价

为准确预测内燃机结构声辐射,并为设计提供对比研究方案,采用有限元法和边界元法(FEM/BEM)联合求解数值仿真技术,建立了一种四缸柴油机结构声辐射模型,得到了整机模态、表面振动速度、辐射声功率、声辐射比和测点声压的结果.在此基础上,探讨了4种结构修改方案的声辐射情况.主要声学量的对比表明,油底壳侧板波浪型设计、主轴承座横向螺钉连接及平衡架对噪声的减低有显著作用.     

多参考通道自适应有源结构声辐射控制系统参考信息的拾取研究

理论研究了多参考通道自适应有源结构声辐射控制系统参考信息的拾取问题,利用二维空间采样定理,对简支条件下矩形板的受激振动信号的采样点的个数和布放作了研究,给出了恢复矩形板的振动信号的解析形式,并作了数值计算和误差分析,得到的结果具有普遍性,对结构振动的近场声辐射的预测及进行有源噪声抵消的研究和应用具有重要的意义     

通过声辐射模态研究结构噪声的有源控制

以简支矩形板为例 ,通过声辐射模态控制结构噪声 ,并分析了声辐射模态的数学和物理意义 研究发现在中、低频时 ,辐射模态对应的辐射效率随着模态阶数的增加而迅速降低 本文以点力作动器作为控制力源 ,以声功率最小化为控制策略进行主动控制 并且进行了数值计算研究     

应用有限元模型预测刚性界面房间声场

给出了应用有限元法（FEM）预测刚性房间声传输函数和声脉冲响应涵数的计算模型,并以矩形房间为例详细讨论了有关细节,本文所讨论的计算模型可以真实地反映房间内不同的声源点,接收点位置上的声压频谱特性和脉冲响应时间结构。     

基于使用活动对象的服务器集群的负载均衡系统

提出了一种基于使用活动对象的服务器集群的负载均衡系统,该系统由分布式同构的服务器组成,每个服务器有一个监视并控制服务器负载的负载均衡器,各负载均衡器能相互通信。分布式负载均衡器以对等结构（Peer-to-peer,P-to-P)方式通信,不适合C／S（Client/server)模式,但适合对等结构模式。为此,采用了一种基于分布式活动对象结构的Java程序库“CAPE”,利用Java程序库能较好地实现负载均衡系统。     

静态并网型分布式发电模拟装置的研究与实现

实验室条件下的测试分析是研究光伏、风电等分布式发电并网运行规律的重要环节。研究并实现了基于全数字控制变流电路的分布式电源静态模拟装置。装置以有源DC/AC逆变器为核心,实现了其功率变换电路;可同时调节注入电网的有功功率和无功功率,以简化型特定消谐脉宽调制方法(simplified selective harmonic elimination PWM—SSHEPWM)和电流矢量跟踪控制为基础实现了完整的控制策略;可在较宽范围内快速准确地调节并网功率,并避免对电网的谐波污染。介绍了装置的系统结构与总体思路,分析了SSHEPWM原理,推导了系统动态模型,提供了电流矢量跟踪控制的实现流程。实验测试表明,该装置可灵活有效地模拟分布式电源的输出特性,能满足相关研究需要。     

多体挠性结构主动控制动力学系统基本特性研究

 对大型挠性空间结构多体系统进行了研究,建立了含有阻尼、分布式陀螺部件和约束阻尼的多体挠性空间结构系统主动控制动力学模型;利用算子半群理论,在无穷维函数空间中研究了上述系统的基本特征问题,包括可控性、可观性和稳定性。     

矩形外伸板的弹性分析

对于具有复杂边界条件的矩形外伸板,在弹性薄板理论中是一个较难解决的问题.使用了变相的或广义简支边的概念,将四周简支局部作用分布载荷矩形板的解、四周简支一边作用分布弯矩矩形板的解及各种具有广义简支边的矩形板的解进行叠加,并应用边界连续性条件,令这样的解满足所有边界条件,得到了任意载荷作用下矩形外伸板的解析解.作为算例,具体求解了外伸部分作用均布载荷的矩形外伸板,并与有限元结果进行了比较.所采用的方法,对于求解具有复杂边界条件板的解析解十分有效.     

基于电子邮件的全局协调优化信息交流与进程调控的实现方法

将电子邮件应用于异地分布式结构系统的全局协调优化，开发了一套基于电子邮件架构下的异地分布式全局协调优化计算的信息交流与进程调控平台．本文介绍了该平台的实现方法和应用实例．