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第 24 卷第 1 期宇航学报 V o l. 24 N o. 1
2003 年 1 月 Journal of A stronautics January 2003
基于压电智能结构飞机座舱振动噪声主动控制研究
孙亚飞, 陈仁文, 徐志伟, 王鑫伟
(南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室, 南京 210016)
摘要:2针2对在某些特殊情况2 下2 飞机座舱振动、噪声过大的实际情况, 本文对其进行了振动、噪声抑制研究。以
某飞机座舱模型为研究对象, 利用压电智能结构, 并结合振动主动控制方法和 LM S 自适应滤波算法, 实现了一套
完整的飞机座舱模型振动、噪声主动控制系统。最后本文给出实验结果, 证明了此方法对飞机座舱模型振动、噪声
抑制的有效性。
关键词: 飞机座舱模型; 压电智能结构; 振动主动控制; LM S 自适应算法
中图分类号: V 249、TB53、T P13 文献标识码: A 文章编号: 1000 1328 (2003) 01 0043 06
布置问题进行了深入研究。最近 T zou 和 Fu [7 ] 通过
0 引言
研究表明: 大面积粘贴压电片并不能对系统所有模
在某些特殊情况下, 飞机座舱振动以及由此而态进行有效控制, 为此本文采用一定数量小尺寸传
引起的噪声过大, 可以达到 110 dB 以上。这种过大感驱动压电片代替大面积压电片, 以达到增强控制
的振动和噪声严重影响了飞行员正常工作和通信活效果和同时控制多模态的目的。
动, 并对飞机上精密仪表正常工作产生影响, 甚至会本研究所采用的飞机座舱模型如图 1 所示, 机
导致危险和空难发生。为此世界各国正加紧对飞机身采用铝合金材料, 座舱顶部为有机玻璃材料, 具体
座舱振动及由此而引起的噪声控制问题进行研究, 几何尺寸见图 1 所示。
以满足飞机正常飞行要求。
同时研究人员对智能材料与结构领域中的压电
智能结构进行了较深入研究, 并将其广泛应用于航
空航天等各个领域, 取得了一些研究成果[1~ 3 ]。其中
压电智能结构在结构减振降噪方面表现了良好性
能, 特别是与振动主动控制技术相结合, 带来了更为
广阔的应用前景。图 1 飞机座舱模型主要尺寸
本文以某飞机座舱模型为研究对象, 应用压电 F ig. 1 M ain sizes of the figh ter cockp it model
智能结构技术, 并结合振动主动控制方和LM S 自
~ 利用比利时 LM S 公司的 Cada X 结构动力学
适应算法[4 6 ], 对飞机座舱模型振动、噪声控制进行
分析软件对该飞机座舱模型进行了模态分析。首先
了实验研究, 开发出了一套振动、噪声主动控制系
根据该模型的具体结构和几何尺寸, 在 Cada X 软
统, 对单频激振取得了良好的振动、噪声控制效果。
件中建立了飞机座舱结构模型(共选取 200 个测量
1 飞机座舱模型压电传感驱动元件位置布置方案点) , 然后在 0~ 300 H z 频率范围内计算出该模型几
阶模态的固有频率, 前 20 阶模态如表 1 中所示, 它
在