[发明专利]用于多层有源隔声结构的波数域误差传感策略构建方法

摘要

本发明公开了一种用于多层有源隔声结构的波数域误差传感策略构建方法，包括多层结构耦合振动响应及有源隔声性能建模；辐射板上矩形PVDF薄膜传感器输出响应的波数变换；控制目标函数的构建；有源控制效果计算；矩形PVDF薄膜阵列的优化配置；误差传感策略的实现。该传感策略下的控制方法仅用较少的采样PVDF薄膜阵列采集振动信息，构建出的误差信号其控制效果几乎与以辐射声功率为目标的控制效果相当，且很少的采样点数使得该传感策略非常易于实现。该发明提出的传感方案所需的PVDF薄膜无需特殊设计且数目较少，控制效果良好，可以有效简化多层有源隔声结构中的误差传感系统，更加适合工程应用。

主权项

1.用于多层有源隔声结构的波数域误差传感策略构建方法，其特征在于,包括如下步骤：(1)多层结构耦合振动响应及有源隔声性能建模根据多层有源隔声结构的几何模型参数、材料属性、压电工作参数和初级激励参数，对多层有源隔声结构的耦合振动响应、有源隔声性能进行建模，推导出多层有源隔声结构中辐射板在初级激励及次级控制源作用下的总振动位移wr及辐射声功率Wr；(2)辐射板上矩形PVDF薄膜传感器输出响应的波数变换将多个小块矩形PVDF薄膜传感器阵列等间距均匀排布于辐射板的外侧，采集辐射板表面离散点的加速度信息；PVDF薄膜传感器阵列的输出电荷信号，其包含了结构表面的振动位移且与表面加速度强相关；然后，对小块矩形PVDF薄膜的输出电荷做连续波数变换，获得输出电荷Q(x,y)的变换到波数域的值对电荷Q(x,y)的连续波数变换进行离散化，用多块PVDF薄膜采集到的离散点的电荷值构造出电荷的一系列离散变换值(3)控制目标函数的构建结合PVDF薄膜输出电荷与表面加速度的关联性，构造出实际工程中能够实现的目标函数以此为控制目标以获得与辐射声功率为目标下相近的控制效果；(4)有源控制效果计算以步骤(3)中的目标函数为控制目标，最小化该目标即可求出最优的次级控制源及系统最大的有源隔声性能；(5)矩形PVDF薄膜阵列的优化配置根据有源控制的低频频率上限需求，结合内奎斯特采样定律确定离散波数变换采样点间隔的上限，确定结构沿长边和短边所需要的采样点数，进而确定PVDF薄膜阵列的最小数目；(6)误差传感策略的实现根据优化确定的最优矩形PVDF薄膜个数，将采集到的离散点电荷信号经运算获得构建的目标函数即构建出控制所需的误差信号。