کنترل فعال صدا داخل خودروی سواری با در نظر گرفتن کوپلینگ سازه و محفظه اکوستیکی

صدای داخل کابین خودرو یکی از مسائل مهم مرتبط با راحتی سرنشینان خودرو می باشد. میدان صوت اکوستیکی در کابین خودرو علاوه بر ویژگی های اکوستیکی و سازه ای کابین، به برهم کنش ناشی از کوپلینک سازه و فضای اکوستیکی نیز وابسته است. در این مقاله تحلیل مودال و هارمونیک کوپل اکوستیک سازه ایی با دو روش کوپلینگ مستقیم با استفاده از نرم افزار المان محدود و کوپلینگ مودال با استفاده از مدهای غیر کوپل سازه و محفظه اکوستیکی، برای یک مدل ساده خودرو انجام شده و دقت روش مودال مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک کنترلر فعال و بهینه چند ورودی-چندخروجی به روش تنظیم کننده مرتبه دوم خطی، برای کاهش سطح صدا در محل گوش سرنشینان خودرو طراحی شده است. نتایج تحلیل مودال کوپل و غیر کوپل نشان می دهد که با بررسی فرکانس های کوپل و ضرایب کوپلینگ هندسی می توان میزان مشارکت مدهای سازه ایی و اکوستیکی بر پاسخ کوپل را برآورد نمود. با توجه به اینکه مدهای کوپل عامل ایجاد پدیده بومینگ در کابین خودرو و در نتیجه افزایش سطح فشار صوت می باشند، با شناسایی میزان مشارکت می توان پدیده بومینگ را بهتر بررسی و کنترل نمود. همچنین مشاهده شد که تشکیل فضای حالت سیستم بر اساس شکل مدهای غیرکوپل دقت خوبی داشته و می تواند جایگزین روش مستقیم شود. نتایج پاسخ زمانی و فرکانسی سطح فشار صوت در محل گوش سرنشینان نشان می دهد که کنترلر طراحی شده در کاهش سطح صدا در بازه فرکانسی مطلوب موفق بوده و ناحیه سکوت داخل خودرو، شامل ناحیه اطراف گوش تمام سرنشینان می شود.

کلیدواژه ها:

Acoustic structural coupling ، Modal coupling ، Finite Element Method ، Active Sound Control ، MIMO optimal control ، تحلیل کوپل اکوستیک-سازه ایی ، کوپلینگ مودال ، روش المان محدود ، کنترل فعال صدا ، کنترل بهینه چند ورودی چند خروجی