压电智能层合结构噪声主动控制的实验研究

根据噪声主动控制原理，建立了压电智能层合结构噪声主动控制模型，在隔声箱内部激励分别单频、多频情况下，进行了噪声控制实验研究。研究表明，在50～450Hz的频段内取得了良好的降噪效果，其中在80Hz的最大降噪达到26．4dB，且控制系统具有很好的稳定性。     

基于压电陶瓷的减振器的设计

在有限元软件ANSYS软件进行模态分析和静力结构分析的基础上,设计制作了一种家电用压电主动减振器.该减振器由压电陶瓷、Diamond-Shape位移放大机构构成.对该减振器进行了放大率的计算,其放大率可达3.30;并对减振器进行阻抗分析、低温性能检测及减振降噪测试.通过减振降噪测试数据表明,该减振器可对一定频段的家电振动与噪音起到抑制作用,最大可降低噪音32％.     

飞机壁板的压电减振优化设计研究

基于压电降噪理论,采用COMSOL软件,开展了加筋板结构的减振降噪研究。通过在加筋板上粘贴不同数量的压电片,以及在加筋板不同位置上粘贴压电片,分析加筋板的减振降噪效果,从而进一步地给出了压电片布局优化方案。     

基于压电元件的同步开关减振技术的实验研究

基于压电元件的被动控制技术正得到越来越多的重视。该文针对一种新型的被动减振技术———基于压电元件的同步开关减振技术,进行了理论分析和实验研究。详细阐明了同步开关减振技术的原理,并以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,对同步开关振动控制进行了实验研究,给出了被动减振的实验结果。     

DSP技术在压电被动振动控制中的应用初探

采用DSP构建合成阻抗电路替代传统的压电分流阻尼电路进行振动控制。详细分析了DSP减振电路的工作原理和实现方法。以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,给出了DSP减振电路的单模态被动减振的实验结果,并提出了利用DSP减振电路进行多模态被动振动控制的发展方向。     

PVDF压电膜传感器的应用分析

PVDF压电膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜,可以根据需要制成各种形状,厚度的元件,与微电子技术结合,能制成多功能传感元件。PVDF压电膜传感器以其独特的性能在减振降噪、健康监测、形状自适应控制、损伤监测等方面发挥着重要作用。压电元件的非线性是影响其使用性能进一步提高的主要因素之一。     

压电膜在振动控制中的应用及有限元分析

介绍了压电现象的基本原理及其在柔性结构主动减振中的应用，回顾了以往有限元法用于柔性结构振动主动控制分析的主要研究工作，提出了今后需要解决的问题。     

柔性梁振动主动控制的压电控制技术研究

采用压电陶瓷片作为传感器和地器对柔性梁振动传感和控制。分析了振动感和能量消耗控制方法的原理,并根据实际情况对传感信号进行了必要的处理以保证控制的稳定性和有效性,从实验结果来看,达到了比较明显的减振效果,为今后深入研究太空机敏柔性结构的振动主动控制奠定了良好的基础。     

压电薄膜在振动控制中的应用及有限元分析

介绍了压电现象的基本原理及其在柔性结构主动减振中的应用，回顾了以往有限元法用于柔性结构振动主动控制分析的主要研究工作，提出了今后需解决的问题。     

基于集中参数模型的后缘小翼驱动机构分析

菱形压电驱动器是主动控制襟翼（ACF）系统实现直升机减振、降噪的关键。该文基于菱形放大机构的集中参数模型,发展了可用于负载性能计算的电路等效模型和简化模型。建立了分布式和集中式两种柔性放大机构的参数模型,并通过ABAQUS有限元进行了模型的有效性验证。对比分析了3种典型构型菱形框和压电堆的弹性变形对作动器输出位移和力的影响,揭示了其性能差异的原因。弹簧负载性能分析表明,当负载等效弹簧刚度等于作动器刚度时,作动器输出能量达到最大。     

基于声功率灵敏度的结构拓扑优化设计

针对工程中普遍存在的薄板结构振动噪声问题,提出了一种对加强筋位置分布进行拓扑优化的控制方法。通过有限元动力学分析结构的速度响应,代入由声辐射模态推导的声功率求解方程中得到声功率。建立以加强筋位置作为设计变量的拓扑优化数学模型,寻找声功率最小的加筋分布。算法中以声辐射模态灵敏度为指导,确定拓扑优化加筋的起始点和搜索过程。通过仿真计算结果表明,优化得到的加筋布局能有效地将声功率降低7.38dB,并讨论了收敛准则和不同频率对加筋布局的影响,在第一阶固有频率内都可用此种算法优化。     

周期性压电分流薄板结构振动控制方法研究

为降低薄板振动产生的辐射噪声,采用将分流压电振子周期性固定于薄板上的方式进行振动控制,因结构符合周期性所以能够衰减压电薄板的振动量从而抑制薄板产生的辐射噪声。分别利用有限元法和传递矩阵法建立分流压电薄板的理论模型和弹性波传播理论模型,分析了压电薄板对振动衰减的原理,研究了3种分流电路调谐频率对压电薄板振动衰减的影响。结果表明,当电路调谐频率为850Hz时,压电薄板的振动衰减量最大。     

基于粒子滤波信号降噪的齿轮箱故障诊断研究

齿轮和轴承是机械设备中重要的部件,它的健康状况直接影响着机械设备的运行状态。研究粒子滤波对齿轮箱的振动信号进行降噪处理,需要知道信号的特性和噪声的统计特性。针对此,先对齿轮箱的齿轮进行振动分析,建立振动模型,而后再研究粒子数算法,对振动信号进行EMD分解,把分解的第一个IMF分量和残余分量进行重构,组建AR模型,经AR模型系数作为粒子滤波状态方程的系数。最后采用小波变换阈值降噪思想,把分解提出的噪声信号放到粒子滤波观测方程中,对信号进行降噪处理。     

基于激光位移传感器的覆铜板测量中抑制振动噪声的研究

该文构建了覆铜板激光传感器在线动态扫描测厚系统。采用直射式三角激光位移法的激光传感器实现覆铜板在线测量。针对扫描测厚产生的振动噪声实现五层小波和递推最小二乘去噪的设计。实验结果表明：该技术相比于多尺度小波或RLS去噪更适合于覆铜板厚度测量。     

基于BOTDA的海缆监测系统振动信号降噪方法研究

搭建了基于布里渊光时域分析(BOTDA)的海底电缆(海缆)振动信号监测模拟实验系统,通过实验获得了锚砸、冲刷、摩擦3种工况下的海缆振动信号.针对振动信号含有大量噪声,提出TSA-VMD-MPE降噪方法.利用被囊群算法(Tunicate Swarm Algorithm,TSA)优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),获取VMD分解层数与惩罚因子的最优值,对振动信号分解获得本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)分量;利用IMF与原始信号的相关性及IMF的方差贡献率联合来确定IMF的多尺度排列熵(Multi-Scale Permutation Entropy,MPE)阈值,对振动实验信号进行降噪.实验结果表明:所提降噪算法使3种海缆振动信号信噪比平均提高了12.0296 dB;将提出的MPE阈值方法应用于EEMD与CEEMD算法也获得了良好的降噪效果.     

Over-determined Fx-Newton algorithm for active control of low-frequency sinusoids in the vibration and noise radiated by a cylindrical shell

An over-determined multi-channel Fx-Newton algorithm is proposed for active control of structural vibration. The theoretical principle of this algorithm is first derived in the frequency domain and the implementation of the algorithm is then introduced in the time domain. Analytical results show that the rate of convergence of this algorithm is close to that of the Fx-Newton algorithm, and faster than that of the Fx-LMS algorithm. Experiments are also conducted on a raft mounted in a cylindrical shell to test the effects of active-passive vibration isolation with the Fx-Newton algorithm and the proposed over-determined Fx-Newton algorithm. The effects of attenuation of both algorithms are also evaluated on the sinusoids in the radiated noise. The results reveal that at some frequencies where the sinusoids are not suppressed by the Fx-Newton algorithm, the over-determined Fx-Newton algorithm, however, can effectively suppress their presence both in the vibration of the base plate and in the normal vibration of the cylindrical shell. Hence the over-determined Fx-Newton algorithm has excellent effect of global vibration control, and can well attenuate the sinusoids in the noise radiated by the cylindrical shell.     

Broad-band active vibration suppression using PPF focused on industrial application

Due to the demand for higher accuracy and lower acoustic noise levels, there is a growing interest for active vibration suppression in industrial application. Many control concepts have been proposed in this field that are suited to introduce damping in systems with a large number of modes. However, tuning is often focussed on reduction of one dominant mode. Such control approaches are less transparent when several dominant modes are involved. A combined loop-shaping and root-locus tuning approach is proposed to reduce several dominant modes with low-order controllers. The tuning approach is experimentally evaluated on a vibrating plate using piezo's for both sensing and actuating. Based on the given tuning rules and tradeoffs, a single-input-single-output (SISO) feed-back controller is designed and implemented. This low authority control approach shows that besides local performance, the global damping of the plate is also improved, which consequently results in reduction of vibration levels over the whole plate for a broad range of frequencies. As a results, acoustic noise radiation is reduced significantly.     

石英微机械陀螺敏感器件减振设计

石英微机械陀螺敏感器件在多轴陀螺应用中,各敏感器件之间存在振动干扰,导致陀螺噪声过大,输出信号中存在低频信号,无法满足使用要求。应用减振技术设计了一款集成式的减振器,该减振器具有体积小、质量轻等特点。利用有限元法模拟计算减振器减振效率及固有频率,该减振器在敏感器件激励频率范围内减振效率大于96%;减振器转动振动模态固有频率大于陀螺带宽(150Hz)的两倍以上;减振器低阶线性振动模态固有频率大于敏感器件检测频率与激励频率之差(340Hz)的两倍以上。