Vol.6, Special Issue, 2007 pp. 209-220
UDC 534.1:534.84(045)=111
SUBSPACE-BASED FREQUENCY ANALYSIS OF A
SMART ACOUSTIC STRUCTURE
Tamara Nestorović1, Ulrih Gabbert2
1AG Mechanik adaptiver Systeme, Ruhr-Universität
Bochum, Universitätsstraße 150, Geb. IA-01/128, D-44801, Bochum, Germany
2Institut für Mechanik, Otto-von-Guericke-Universität
Magdeburg, Universitätsplatz 2, D-39106, Magdeburg, Germany
e-mail: Tamara.Nestorovic@ruhr-uni-bochum.de;
ulrich.gabbert@mb.uni-magdeburg.de
Abstract. The aim of this paper is to perform a frequency analysis
for a smart acoustic structure with integrated piezoelectric material based
on the model obtained through the subspace identification procedure. In
this way the relevant eigenfrequencies can be identified and used in the
subsequent structural control design phases in order to avoid resonant
states. Structural model is obtained in the state-space form, which enables
a straightforward comparison of the identification results with numerical
modeling results. Subspace identification procedure is performed for an
acoustic enclosure consisting of a piezoelectric plate surrounded by an
acoustic box. An experimental setup with the acoustic box and the dSPACE
system was used for the identification. Experimentally identified frequency
responses show a good agreement with the frequency responses obtained from
the finite element model.
Key words: subspace-based system identification, acoustic box
FREKVENTNA ANALIZA AKTIVNE AKUSTIČNE
STRUKTURE NA BAZI IDENTIFIKACIJE METODOM PODPROSTORA
Cilj ovog rada je identifikacija frekventnih odziva aktivne akustične
strukture sa integrisanim piezo električnim materijalom u ulozi senzora
a na osnovu modela dobijenog primenom metode podprostora matrica (subspace
identification). Na ovaj način mogu se identifikovati relevantne sopstvene
frekvencije, koje igraju bitnu ulogu u kasnijm fazama projektovanja upravljanja
u cilju sprečavanja pojave rezonantnih stanja. Kao rezultat identifikacije
dobija se model u prostoru stanja, čime je omogućeno upoređivanje rezultata
eksperimentalne identifikacije i numeričkog modeliranja. Identifikacija
metodom podprostora matrica izvršena je za aktivnu akustičnu strukturu,
koja se sastoji od aluminijumske ploče sa integrisanim piezo električnim
davačima – pločicama i od akustične kutije. Za identifikaciju je korišćeno
eksperimentalno postrojenje sa akustičnom kutijom i dSPACE sistemom. Upoređivanje
rezultata ukazuje na dobro slaganje između identifikovanih frekventnih
odziva i numeričkih rezultata dobijenih metodom konačnih elemenata.
Ključne reči: Aktivne akustične strukture, frekventna analiza,
identifikacija modela, metod podprostora stanja
