V diplomové práci jsem se zabýval úlohou aktivního potlačování hluku a vibrací.
Hlavním úkolem bylo navrhnout, sestrojit a sestavit zařízení, která by pracovala na principu jedné z uvedených technologií. Z tohoto důvodu jsem v první části práce analyzoval teoretické poznatky z literatury. Procházel jsem internetové stránky a provedl jsem stručný výpis z projektů, které jsem našel. Dále jsem se zaměřil na v této oblasti techniky nejčastěji používané senzory a akční členy a popsal jsem algoritmus LMS, který je s oblibou používán pro aktivní řízení.
Následně jsem se již zaměřil na návrh jedné ze dvou výše zmíněných laboratorních úloh.
Vybral jsem si úlohu aktivního potlačování vibrací, a to na základě faktu, že na katedře je dostatek prostředků k její realizaci Jediné dvě komponenty, které se musely dokoupit, byly mini-vibrátor B&K typ 4810 a k němu výkonový zesilovač PA 25E. Při návrhu úlohy jsem vycházel ze sestrojené úlohy s názvem „Analýza kmitání hmoty na nelineární pružině“. Tu bylo nutno rozšířit o další prvky s požadavkem na zachování konstrukce nosného rámu. Dále jsem popsal všechny prostředky nutné k praktické realizaci. Největší část při popisu jsem věnoval simulátoru dSPACE, který v mém řetězci představoval nejkomplikovanější komponentu. Při seznamování se s tímto simulátorem jsem navrhl dvě jednoduché úlohy, které využívaly generování signálu z analyzátoru PULSE, který procházel simulátorem a opět vstupoval do analyzátoru PULSE. Testoval jsem tímto způsobem mezní krok řešení v prostředí dSSPACE, kterého je simulátor schopen dosáhnout. Jelikož je součástí zadání i téma aktivního potlačování hluku, byla zakoupena sluchátka SENNHEISER PXC 450, která posloužila pro hodnocení stupně potlačení okolního hluku.
Mnou navržené konstrukční řešení jsem poté využil pro identifikaci soustavy a následnou simulaci v prostředí Matlab/Simulink. Pro identifikaci jsem úlohu rozložil na pět samostatných těles, která jsou mezi sebou spojena pružnými vazbami. Matematický model jsem sestavil použitím druhého Newtonova pohybového zákona. Řešení výsledných pět rovnic jsem ve zmíněném prostředí simulačně ověřil. Dále jsem pokračoval na reálném modelu, na kterém jsem ověřoval účinky aktivního řízení. Experimentálně jsem nastavoval parametry regulátorů a zkoumal výsledný vliv na zrychlení vybraného tělesa. Z měření vyplynulo nejvhodnější použití regulátoru typu P, a to i přesto, že vykazoval malinko horší útlum než regulátor PD. Při použití PD regulátoru došlo k lepšímu útlumu, ale derivační složka zesilovala šumy, což způsobilo vznik rušivého hluku. Dále jsem zjistil, že soustava je
velice citlivá na jakýkoliv vnější zásah, protože ihned přejde do nestabilního stavu. Stejně tak je citlivá na podložku, na které je umístěna. Měřil jsem se soustavou umístěnou na zemi a pak na molitanové podložce.
V poslední kapitole jsem se zaměřil na analýzu antihlukových sluchátek. Zkoumal jsem dva případy, a to vliv ANC technologie při jejím zapnutí a vypnutí a dále pak pasivní ochranu proti hluku samotnými sluchátky bez funkce ANC. Při měřeních jsem dospěl k závěru, že oba způsoby ochrany sluchu, tj. izolací a funkci ANC jsou na vysoké úrovni.
Použitá literatura
ASA 147th MEETING LAY LANGUAGE PAPERS : Active noise control [online]. 2004 [cit. 2009-03-25]. Dostupný z WWW: <http://www.acoustics.org/press/147th/active-noise.htm>.
BRÜEL&KJÆR [online]. 2009 [cit. 2010-01-05]. Dostupný z WWW:
<http://www.bksv.com/doc/bp0232.pdf>.
CEDRAT GROUP : www.cedrat.com [online]. 2009 [cit. 2009-04-08]. Dostupný z WWW:
<http://www.cedrat.com/en/mechatronic-products/actuators/apa.html>.
dSPACE : Systems [online]. 2009 [cit. 2009-09-14]. Dostupný z WWW:
<http://www.dspace.de/ww/en/gmb/home/products/systems.cfm?nv=n1>
FACULDADE DE ENGENHARIA MECANICA : Universidade Estadual de Campinas [online]. 2009 [cit. 2009-04-22]. Dostupný z WWW:
<http://www.fem.unicamp.br/~lva/Brennan/active_vibration_control.pps>.
FULLER, C.R., ELLIOT, S.J., NELSON, P.A. Active Control of Vibration. : Elsevier Ltd., c1996. 332 s. ISBN 9780122694400.
FULLER, Christopher. Active vibration control. In CROCKER, Malcolm J. Handbook of noise control. New Jersey: John Wiley & Sons, c2007. Active vibration control. s. 770-774.
ISBN 9780471395997.
HAKANSSON, Lars, JOHANSSON, Sven, CLAESSON, Ingvar. Machine tool noise, vibration, and chatter prediction and control. In CROCKER, Malcolm J. Handbook of noise and vibration control. New Jersey: John Wiley & Sons, c2007. Machine tool noise, vibration, and chatter prediction and control. s. 995-1000. ISBN 9780471395997.
INFOPRINT SA [online]. [2002] , March 13th, 2009 [cit. 2009-03-25]. Dostupný z WWW:
<http://www.infoprint.ch/Docs/PiezoelectricTechnology2.pdf>.
JOHANSSON, Sven, HAKANSSON, Lars, CLAESSON, Ingvar. Aircraft cabin noise and vibration prediction and active control. In CROCKER, Malcolm J. Handbook of noise and vibration control. New Jersey: John Wiley & Sons, c2007. Handbook of noise and vibration control. s. 1207-1215. ISBN 9780471395997.
KISTLER-KISTLER : Česká a Slovenská Republika [online]. 2009 [cit. 2009-04-08].
Dostupný z WWW:
<http://www.kistler.com/cz_cz-cz/134_Productfinder_Pressure/P1000/Product-Finder Pressure.html>.
KLEČKA, Radim. Měření na vozidlech a řízení jejich zkoušek. [s.l.], 2009. 126 s. VŠB-TU Ostrava. Vedoucí disertační práce Prof. Ing. Jiří Tůma, CSc.
KUO WANG, Angela; TSE, Benedict Adaptive active noise control. Berkeley, Kalifornie 1997 [cit. 2009-03-25]. Dostupné z WWW:
<http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/spra160/spra160.pdf>.
LARSSON, Martin. Active noise control in ventilation systems : practical implementation aspects. Karlskrona, 2008. 166 s. Disertační práce. ISBN 978-91-7295-1.
M. KUO, Sen, a další. Design of active noise control., Application report. U.S.A 1996 [cit.
2009-03-25]. Dostupné z WWW: <http://focus.ti.com/lit/an/spra042/spra042.pdf>.
MICROMEGA DYNAMICS S.A. [online]. 2003-2009 [cit. 2009-03-25]. Dostupný z WWW:
<http://www.micromega-dynamics.com/vibration-control.htm>.
NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a identifikace systémů. 1. vydání. Ostrava : MONTANEX a.s., 1999. 276 s. ISBN 80-7225-030-2.
OMEGA ENGINEERING ČESKÁ REPUBLIKA [online]. 1995-2007 [cit. 2009-04-08].
Dostupný z WWW: <http:/www.omegaeng.cz/ppt/pptsc_lg.asp?ref=ACC797&Nav=prek02>.
PCB PIEZOELECTRONICS, INC. : Sensors that measure up! [online]. 1999-2008 [cit.
2009-04-08]. Dostupný z WWW: <http://www.pcb.com/spec_sheet.asp?model=208C01>.
PI CERAMIC : Leader in Piezoelectric Actuator Technology, PZT Material [online]. 2008 [cit. 2009-04-23]. Dostupný z WWW: <http://www.piceramic.com/products.html>.
REX CONTROLS [online]. 2008 [cit. 2009-03-25]. Dostupný z WWW:
<http://www.rexcontrols.cz/_new/clanky.php?kat=8>.
SÄLLBERG, Benny; HÅKANSSON, Lars; CLAESSON, Ingvar. Active noise control for hearing protection. Ronneby, Švédsko 2005 [cit. 2009-03-25]. Dostupné z WWW:
<http://iwaenc05.ele.tue.nl/proceedings/papers/S01-17.pdf>.
SIGNAL SYSTEMS CORPORATION [online]. 2009 [cit. 2009-03-30]. Dostupný z WWW:
<http://www.signalsystemscorp.com/ancindex.htm>.
STEHLÍK, Lukáš. Procesory PowerPC : 1. díl [online]. 2003-2009 [cit. 2009-09-15].
Dostupný z WWW: <http://powerpc.lukysoft.cz/procesory-powerpc-1-dil-historie-vyvoj-powerpc>.
STEJSKAL, Vladimír ; OKROUHLÍK, Miloslav. Kmitání s Matlabem. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2002. 376 s. ISBN 80-01-02435-0.
TECHNICAL COMPUTING, CONTROL ENGINEERING : Humusoft [online]. 1991-2009 [cit. 2009-09-15]. Dostupný z WWW: <http://www.humusoft.cz/>.
TECHNOFIRST AMERICA [online]. 2007 [cit. 2009-03-30]. Dostupný z WWW:
<http://www.technofirst.com/en/>.
TŮMA, Jiří. Diagnostika strojů. 1.vydání. Ostrava : REPRONIS, 2009. 138 s. ISBN 978-80-248-2116-0.
TŮMA, Jiří. Příloha závěrečné zprávy o řešení grantového projektu FR VŠ MŠMT F1/0309/2002 Inovace výuky měření frekvenčních charakteristik impulsním buzením, 2002.
8 s. VŠB-TU Ostrava.
VÉR, István L., BERANEK, Leo L. Noise and vibration control engineering : Principles and applications. 2nd edition. New Jersey: John Wiley & sons. Inc., c2006. 965 s.
ISBN 139780471449423.
VÍTEČEK, Antonín; VÍTEČKOVÁ, Miluše. Základy automatické regulace. Ostrava : REPRONIS, 2006. 200 s. ISBN 80-248-1068-9.
YAMAN, Yavuz, a další Active vibration control of a smart beam. Montreal 2001 [cit. 2009-03-30]. Dostupné z WWW: <http://www.sensortech.ca/site/content/2001-01.pdf>.
YAMAN, Yavuz, a další. Active vibration control of a smart plate. Toronto, Kanada 2002 [cit. 2009-03-30]. Dostupné z WWW: <http://www.sensortech.ca/site/content/2002-08.pdf>.