本文關(guān)鍵詞：陣列式壓電體積位移傳感器的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：噪聲與振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)是航空航天領(lǐng)域長期研究的課題,對降低飛行噪聲、提高飛行舒適性、延長飛行器疲勞壽命具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。噪聲與振動(dòng)主動(dòng)控制主要包括有源振動(dòng)控制(Active Vibration Control,AVC)、有源噪聲控制(Active Noise Control,ANC)和結(jié)構(gòu)聲有源振動(dòng)控制(Active Structural Acoustic Control,ASAC)。其中ASAC控制系統(tǒng)是AVC和ANC的結(jié)合,可經(jīng)濟(jì)有效地通過少量的作動(dòng)器控制振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的振速分布,抑制聲輻射,從而實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)聲輻射的控制。因此,ASAC系統(tǒng)用于結(jié)構(gòu)噪聲的控制時(shí)具有明顯優(yōu)勢。誤差傳感器的設(shè)計(jì)是ASAC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一。注意到在低頻范圍內(nèi),結(jié)構(gòu)的體積位移幅值是決定聲功率的主要影響因素。抵消結(jié)構(gòu)表面體積位移,就能使得振動(dòng)結(jié)構(gòu)在低頻范圍內(nèi)的聲輻射大幅降低。如果能通過壓電式體積位移傳感器設(shè)計(jì)ASAC系統(tǒng),可以大幅降低控制器的設(shè)計(jì)難度。鑒于壓電式傳感器在ASAC系統(tǒng)中的優(yōu)越應(yīng)用性能,本文以壓電陣列式體積位移傳感器的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為研究對象,分別通過模態(tài)方法、偽逆方法結(jié)合Tikhonov正則化方法、截?cái)嗥娈愔捣▽ζ湓O(shè)計(jì)進(jìn)行研究,并對非均勻階梯梁的體積位移進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,主要研究內(nèi)容包括:(1)首先對ASAC控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了簡述,分析了聚偏二氟乙烯(PVDF)壓電材料用于ASAC系統(tǒng)誤差傳感的特點(diǎn)和優(yōu)勢,并簡要列舉了壓電體積位移傳感器的設(shè)計(jì)思想和正則化方法的應(yīng)用。(2)在波數(shù)域中推導(dǎo)了體積位移和遠(yuǎn)場聲壓的關(guān)系,通過抵消振動(dòng)結(jié)構(gòu)的體積位移能極大地降低遠(yuǎn)場聲壓,達(dá)到降低結(jié)構(gòu)噪聲的目的。(3)分別對模態(tài)方法、偽逆方法設(shè)計(jì)陣列式壓電體積位移傳感器展開研究,并應(yīng)用于均勻梁和非均勻階梯梁的陣列式壓電體積位移傳感器的設(shè)計(jì)。數(shù)值計(jì)算表明,偽逆方法結(jié)合Tikhonov正則化方法設(shè)計(jì)的體積位移傳感器能準(zhǔn)確的測量結(jié)構(gòu)的體積位移。注意到模態(tài)方法需要預(yù)先知道振動(dòng)結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息,在求解結(jié)構(gòu)模態(tài)的過程中需要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算過程,而偽逆方法完全基于PVDF的輸出信號,不需要結(jié)構(gòu)模態(tài)信息,并對測量噪聲有一定的抗干擾性。(4)對偽逆法設(shè)計(jì)的階梯梁PVDF體積位移傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并將PVDF體積位移傳感器的測量結(jié)果與加速度計(jì)的測量結(jié)果對比。結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的PVDF體積位移傳感器能夠用于體積位移的測量。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)聲有源控制 PVDF 體積位移傳感器 偽逆方法 Tikhonov方法
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.6;TB535
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 選題背景及研究意義8-10
• 1.2 誤差傳感器的選擇10-13
• 1.2.1 傳統(tǒng)加速度計(jì)10-11
• 1.2.2 激光測振儀11-12
• 1.2.3 壓電式PVDF傳感器12-13
• 1.3 PVDF體積位移傳感器的設(shè)計(jì)13-16
• 1.3.1 連續(xù)分布式體積位移傳感器13-15
• 1.3.2 離散陣列式體積位移傳感器15-16
• 1.4 正則化方法簡介16-18
• 1.5 本文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第2章 聲功率、遠(yuǎn)場聲壓和體積位移基本理論19-28
• 2.1 遠(yuǎn)場聲壓和聲功率19-21
• 2.2 遠(yuǎn)場聲壓和聲功率的波數(shù)變換解21-23
• 2.3 體積位移與遠(yuǎn)場聲壓的關(guān)系23-25
• 2.4 抵消體積速度實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)聲有源控制25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 模態(tài)法設(shè)計(jì)陣列式體積位移傳感器28-44
• 3.1 模態(tài)法設(shè)計(jì)均勻梁結(jié)構(gòu)陣列式PVDF體積位移傳感器28-32
• 3.1.1 陣列式PVDF體積位移傳感器設(shè)計(jì)原理28-29
• 3.1.2 模態(tài)法計(jì)算加權(quán)系數(shù)W29-31
• 3.1.3 均勻梁結(jié)構(gòu)模態(tài)振型31-32
• 3.2 非均勻階梯梁結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)分析32-36
• 3.2.1 階梯梁的模態(tài)振型函數(shù)32-34
• 3.2.2 階梯梁模態(tài)振型數(shù)值算例34-36
• 3.3 數(shù)值仿真分析36-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 偽逆法設(shè)計(jì)陣列式體積位移傳感器44-88
• 4.1 引言44-45
• 4.2 基于偽逆法設(shè)計(jì)陣列式體積位移傳感器45-49
• 4.2.1 截?cái)嗥娈愔捣ㄔO(shè)計(jì)陣列式體積位移傳感器45-47
• 4.2.2 Tikhonov正則化方法47-49
• 4.3 Tikhonov正則化參數(shù)的選擇49-54
• 4.3.1 L曲線法選擇正則化參數(shù)49-50
• 4.3.2 OCV法選擇正則化參數(shù)50-52
• 4.3.3 GCV法選擇正則化參數(shù)52-54
• 4.4 數(shù)值仿真分析54-86
• 4.4.1 截?cái)嗥娈愔捣ㄔO(shè)計(jì)PVDF體積位移傳感器數(shù)值仿真55-67
• 4.4.2 Tikhonov法設(shè)計(jì)體積位移傳感器數(shù)值仿真67-86
• 4.5 本章小結(jié)86-88
• 第5章 陣列式PVDF體積位移傳感器實(shí)驗(yàn)研究88-100
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)88-89
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>88
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)材料88-89
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置89
• 5.2 基于PVDF傳感器的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析89-93
• 5.3 I型階梯梁體積位移測量實(shí)驗(yàn)93-99
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量93-96
• 5.3.2 利用加速度計(jì)頻率響應(yīng)曲線獲取標(biāo)準(zhǔn)體積位移96
• 5.3.3 陣列式PVDF體積位移傳感器測量目標(biāo)階梯梁體積位移96-99
• 5.4 本章小結(jié)99-100
• 第6章 總結(jié)和展望100-102
• 6.1 研究總結(jié)100-101
• 6.2 未來研究展望101-102
• 附錄102-107
• 附錄A 基于PVDF陣列的階梯梁實(shí)驗(yàn)曲率模態(tài)測量102-104
• 附錄B 基于PVDF傳感器陣列的模態(tài)濾波104-107
• 參考文獻(xiàn)107-112
• 發(fā)表 學(xué)術(shù)論文和參加科研項(xiàng)目情況112-113
• 致謝113-114

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1 彭東林,張興紅,劉小康,譚為民;場式時(shí)柵位移傳感器研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2003年03期

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3 彭東林,張興紅,譚為民,劉小康;混激型時(shí)柵位移傳感器研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2004年01期

4 王峰,劉建新,李民,杜慧勇,鄧本都,宗永平,趙致和;容柵位移傳感器在噴油泵試驗(yàn)臺中的應(yīng)用[J];儀表技術(shù)與傳感器;2004年05期

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6 彭東林,譚為民,劉小康,張興紅;高分辨率差線柵位移傳感器研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年12期

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1 曾建華;盧普杰;竇松柏;張慧霞;;位移傳感器自動(dòng)化校準(zhǔn)技術(shù)研究與應(yīng)用[A];2010航空試驗(yàn)測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

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5 張淑美;魏俊英;;小型霍爾位移傳感器及多路變換器[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)（1999）[C];1999年

6 李秉實(shí);吳忠;劉元度;嚴(yán)吉中;張新國;;波長編碼光纖線位移傳感器的位移誤差及補(bǔ)償[A];中國儀器儀表學(xué)會傳感器學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

7 段子龍;胡傳琴;;位移傳感器的改進(jìn)與維護(hù)[A];2008年中小高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 鮑丙豪;;非晶絲制成的輻射狀位移傳感器[A];第二屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

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10 湯紫峰;齊勇;;強(qiáng)度型光纖位移傳感器探頭的研制[A];四川省電子學(xué)會傳感技術(shù)第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

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1 成都 胥紹禹 摘譯;高精度1μm位移傳感器[N];電子報(bào);2008年

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1 譚為民;差線柵位移傳感器原理與參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2004年

2 張興紅;時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論及場式時(shí)柵位移傳感器實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2003年

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4 李昆;激光非接觸位移傳感器的研制及其應(yīng)用[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2004年

5 劉小康;基于電氣制導(dǎo)與誤差修正的幾何量計(jì)量新方法及新型柵式智能位移傳感器研究[D];重慶大學(xué);2005年

6 楊偉;時(shí)柵的波動(dòng)方程分析與行波形成新方法的研究與實(shí)驗(yàn)[D];重慶大學(xué);2006年

7 馮平;智能位移傳感器系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2001年

8 楊練根;基于微恒力位移傳感器的表面形貌測量系統(tǒng)和二維Motif評定方法[D];華中科技大學(xué);2004年

9 付敏;新型光場式時(shí)柵位移傳感器原理與實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2014年

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