Устройство для компенсации звукового поля механических конструкций Советский патент 1984 года по МПК G10K11/00 

Изобретение относится к техниче ской акустике и Может быть использовано для активного подавления зв кового поля,, возникающего в неко.то рой области пространства вследстви излучения механической конструкцие возбуждаемой работающими машинами и механизмгши. Известно устройство, содержащее приемник опорного сигнала, установ ленный на возбудителе колебаний ко сггрукции, регуляторы амплитуд и фаз квазигармонических сигналов, источники компенсирующих колебаний конструкции (вибраторы). Приемники колебаний конструкции, измеритель мощности колебаний и оптимизаторы амплитуди фаз сигналов источников компенсирующих колебаний tH. Известное устройство характеризу ется невозможностью его использова ния для компенсации вибраций конструкции, возбуждаемой источником периодических колебаний. Известно также устройство, содержащее датчик периода опорного сигнала, установленный на возбудителе колебаний конструкции, блок фо мирования сигнала, измеритель мощности колебаний, блок адаптивного управления, а также источник компен сирующих колебаний и приемник звуко вого давления, установленные в области компенсации, причем, выход датчика периода опорного сигнала соединен с первым входом блока форм рования сигнала, информационные вхо ды которого соединены с соответству щими управляющими выходами блока адаптивного управления, а выход с источником компенсирующих колебаний, при этом приемник звукового Давления соединен со входом измерителя мощности колебаний, выход ко торого соединен со входом блока сщаптивного управления 2 . Недостатком данного устройства является низкое быстродействие вследствие того, что, во-первых, регулирование значений формируемого сигнала на интервалах времени равных периоду умноженной частоты опорного сигнсша, проводитсяпоЬледовательно во времени и, во-вторых измерение мощности колебаний не связано с периодом частоты опорного сигнала и проводится, следовательно путем усреднения. Цель изобретения - улучшение шум подавления за счет увеличения быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для компенсации звукового поля механических конструкций содержащем датчик периода опорного сигнала, установленный на возбудителе конструкции, блок формирования сигнала, измеритель мощности колебаний, блок адаптивного управления, а также источник компенсирующих колебаний . и приемник звукового давления, уста- новленныё в области компенсации, причем, выход датчика периода опорного сигнала соединен с первым входом блока формирования сигнала, информационные входы которого соединены с соответствующими управляющими выходами, блока адаптивного управления, а первый выход - с источнике компенсирующих колебаний, дополнительно введены синхронизатор и анализатор спектра, в измеритель мощности колебаний введены дополнительные информационные -и синхронизирующий входы, а в блок формирования сигнала - дополнительные управляющие, выходы, причем, выход датчика периода, опорного сигнала соединен со входом синхронизатора. Первый выход которого соединен с синхронизирующим входом блока адаптивного управления и первым синхронизирукицим входом анализатора спектра, а второй и третий выходы - с соответствукицими синхронизирующими входами анализатора спектра, первый вход которого соединен с выходом приемника звукового давления, информационные входы - с соответствующими управляющими выходами блька фо ирования сигнала, а управляющие выходы с соответствующими информационными входами измерителя мощности колебаний, управляющие выходы которого соединены с соответствукяцими информационными входами блока адаптивного управления. На чертеже показано .предлагаемое устройство. Устройство содержит датчик 1 .периода опорного сигнала, возбудитель 2 колебаний конструкции, механическую конструкцию ,3, блок 4 формирования сигнала, источник 5 компенсирующих колебаний, область 6 компенсации. Приемник 7 звукового давления, измеритедь 8 мсмцности колебаний, блок 9 адаптивного управления, анализа- . тор 10 спектра, синхронизатор 11. Устройство работает следующим образом. Сигнал датчика периода опорного сигнала 1,. установленного на механизме 2, возбуждающем вибрации механической конструкции 3, представляющий собой меандровую функцию времени, период Т коЮрой равен периоду квазипериодического сигнала источника, поступает на вход блока формирования сигнала 4, где синтезируется сигнал S(t) источника компенсирующих колебаний 5., возбуждающего компенсирующее звуковое поле и установленного в области коютёнсации 6. В этЬй же области компенсации установлен приемник звукового давления 7, воспринимающий суммарное звуковое поле от механической конст- 5 рукции 3 и источника компенсирующих колебаний 5. Сигнал S(t) формируетсяпутем сложения базисных функций, в данном случае функций Уолша, с опре-деленными весовыми коэффициентами, Ю определяемыми из условия минимизации звукового поля в области компенсации б, которое определяется по минимальному сигналу с измерителя мощности 8 с помсяцью блока 5 адаптивного управления 9. Сигнал ) приемника звукового давления 7 характеризующий результирующее поле

в области 6, поступает на вход анализатора спектра 10, где произво- 20 дится его разложение по базисным функциям,поступающим с управляющих выходов блока формирования сигнала/ путем одновременного усреднения . произведений сигнала p(t) и всех 25 базисных функций на интервале времени Т,т.е. анализатор спектра 10 производит вычисление коэффициен1ов

т о iJp(i)Cc,€rn(t)dt и 30

. i . . V+T

e,r,-fJp)Sae(t)oli,

где с of m и Sal. т гп-ые четная и нечетная функции Уолша соответственно, а m - целое число, принимающее значения от 1 доп, Анализатор спектра имеет 2и управляющих выходов, несущих информацию о величине коэффициентов разложения. Число п выбирается из требований обеспечения необходимой точности разложения сигнала p(t) . Информация о коэффициентах разложения От и Вт поступает на 2п информационных входов измерителя мощности 8, в котором определяется мощность спектральных составляющих сигнала, т.е. производятся операции Cm о т + &т возведения в квадрат и ,попарного суммирования коэффициентов разложения для функций Уолша одного порядка. С п управляющих выходов измерителя мощности информация поступает на л входов блока адаптивного управления 9, который представляет собой объединение п идентичных двухканальных .экстремальных регуляторов, работающих независимо и параллельно во времени, причем,т-ый экстремальный регулятор блока 9 циклически и последовательно изменяет амплитуды Am четной и Вт нечетной функций Уолша одного порядка, составляющих сигнал S(.t) , до достижения минимума выходного сигнала С,,т-го канала измерителя мощности 8.

Синхронизатор 11 предназначен для измерения периода Т квазипериодического сигнали U(i), поступающего с датчика 1, формирования сигналов, задающих последовательность работы блока адаптивного управления 9 и анализатора спектра 10, и Формйрювания сигнала, снимаемого с третьего выхода синхронизатора, пропорционального измеренному периоду Т и подаваемого на третий синхронизирующий вход анализатора спектра 10, где поступает на делительные блоки, осуществл5яощие деление результата интегрирования на период. Синхронизатор 11 генерирует две последовательности коротких импульсов с периодом Т, сдвинутые во времени. Импульсы со второго выхода синхронизатора поступают на первый синхронизирующий вход анапйзатора 10 и служат для обнуления и запуска интеграторов. Импульсы с первого выхода синхронизатора 11, сдвинутые на время Т относительно импульсов, снимаемых со второго выхода синхронизатора, поступают на первый синхронизирующий вход анализатора 10 и на синхронизирующий вход блока адаптивного управления 9 и служат соответственн для определения момента конца интегрировс1ния и момента последовательного изменеиия амплитуд А„ и Фунций Уолша, информация о кртоЕллх поступает с управляющих выходов блока адаптивного управления на соответ,ствующие информационные входы блока формирования сигнала, где производится их перемножение с базисньми функциями. Из полученных таким образом сигнгшов синтезируется сигнал

sai LAmCodt)emSeem(t)1o

msl

источника компенсирующих колебаний 5 Испбльзование предлагаемого изобретения позволяет увеличить быстродействие устройства по сравнению с прототипом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЗВУКОВОГО ПОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ, содержащее датчик периода оперного сигнала,установленный на возбудителе колебаний конструкции, блок формирования сигнала, измеритель мощности колебаний, блок адаптивного управления, а также источник компенсирующих колебаний и приемник звукового давления, установленные в области компенсации, причем выход датчика периода опорного сигнала соединен с первым входом блока формирования сигнала, информационные входл которого соединены с соответствующими управляющими выходами блока адаптивного управления, а первый выход - с источником компенсирующих .--:J колебаний, отличающееся тем, что с целью улучшения шумоподавления за счет увеличения быстродействия устройства, в него дополнительно введены синхронизатор и анализатор спектра, в измеритель мощности колебаний введены допсшнительные информационные входы и управляющие выходы, в блок адаптивного управления - дополнительные информационные и синхрониз15 ующий входы, а в блок формирования датчика периода опорного сигнала - дополнительные управляющие выходы, причем выход датчика периода оперного сигнала соединен со входом синхронизатора, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом блока адап(О С тивного управления и первым синхронизирующим входом анализатс а спектра а второй и третий выходы - с соответствующими синхронизирующими входами анализатора спектра, первый вход которого соединен с выходом приемника звукового давления, информационные входы - с соответствующими управляющими выходеи и блока формирования сигнала, а управляющие выходы - с соответствующими информационными входами измерителя мои ности колебаний, управляющие выходы кс тсрого соединена с соответствующйми информационными входами блока адаптивного управления.