كنترل فعال چندهدفه مقاوم تابش صوتي صفحه پيزوكامپوزيت مستطيلي با ضخامت دلخواه

Multi-objective robust active acoustic radiation control of a piezocomposite arbitrary thick rectangular panel

كنترل فعال تابش صوت سازه اي از يك ورق مستطيلي پيزو-لايه اي با ضخامت دلخواه از طريق كنترل كننده مقاوم نُرم تركيبي H_2/H_? مورد مطالعه قرار گرفته است. سازه مورد بحث از يك لايه ميزبان به طور عرضي همسانگرد به همراه يك لايه حسگر پيزوالكتريك گسترده و يك لايه عملگر پيزوالكتريك منطبق با آن ساخته شده، در حالي كه، تحت عدم قطعيت هاي فركانس بالا و اغتشاشات خارجي تصادفي قرار دارد. فرمول بندي الاستو-آكوستيك، بر اساس تيوري دقيق پيزو-الاستيسيته خطي سه بعدي براي مساله سازه و محيط هاي سيال كوپل شده با آن توسعه داده شده است. شناسايي سيستم مساله تعامل سازه/سيال از طريق الگوريتم زيرفضا روي مجموعه داده هاي حاصل از عملگر/حسگر انجام شده است. يك كنترل كننده چندهدفه با جانمايي منطقه اي قطب، در چارچوب نامساوي هاي ماتريسي خطي، طراحي شده در حالي كه ديناميك هاي مدل نشده به صورت عدم قطعيت هاي ضرب شونده در نظر گرفته شده اند. مثال هاي عددي كارايي استراتژي كنترل مقاوم چند هدفه اتخاذ شده براي كاهش تابش توان صوتي از صفحه پيزوكامپوزيت، بدون ايجاد ناپايداري در سيستم حلقه-بسته را نشان مي دهند. همچنين، عملكرد رديابي و حذف اغتشاش مطلوب تر در مقايسه با كنترل كننده هاي H_2 و H_? مشاهده شده است. در آخر، اعتبار مدل الاستو-آكوستيك به كمك نتايج حاصل از يك نرم-افزار اجزا محدود و اطلاعات موجود در مقالات تاييد شده است.

Active structural acoustic radiation control of a piezolaminated arbitrary thick rectangular plate with a mixed-norm H_2/H_? robust controller is developed. The structure is made of a transversely isotropic host layer with a distributed piezoelectric sensor layer as well as a matched piezoelectric actuator layer, facing high frequency uncertainties and random external disturbances. The elasto-acoustic formulation, based on the exact linear 3D piezo-elasticity theory, is developed for problem of fully coupled structure and acoustic mediums. Identification of the fluid/structure interaction system with subspace algorithm is implemented on actuator/sensor data sets. A multi-objective controller with regional pole placement, formulated in LMI framework is synthesized while unmodeled dynamics are treated as multiplicative uncertainties. Numerical simulations confirm effectiveness of the implemented multi-objective robust active control scheme for reduction of radiated acoustic power from a piezocomposite plate, without stimulating any instability. Also, better tracking performance and disturbance rejection of mixed-norm controller is observed in comparison to that of H_2 and H_? controllers. Finally, validity of the elasto-acoustic model is proved by results obtained from a finite element software, as well as with the data available in the literature.