Breitbandige Störgeräusche im Innenraum eines fahrenden Automobils können aerodynamisch bedingt sein, oder aus dem Rad-Fahrbahnkontakt herrühren. Aufgrund der Breitbandigkeit der zugrunde liegenden Störquellen kann die Strukturdynamik des Fahrzeugs stark und in einem breiten Frequenzbereich angeregt werden. Dabei erzeugen die schwingenden Oberflächen der Strukturen eine Schallabstrahlung in den Innenraum, welche von den Fahrgästen als störend empfunden wird und insofern den Komfort beeinträchtigt. Durch die Anwendung von Vorsatzschalen in Verbindung mit passiven Dämmstoffen können mittel- bis hochfrequente Störgeräusche wirksam reduziert werden. Physikalisch bedingt besteht jedoch eine relativ geringe Wirksamkeit passiver Maßnahmen im Bereich tiefer Frequenzen unterhalb von 1000 Hz. In diesem Frequenzbereich erreichen Maßnahmen der aktiven Struktur-Akustik-Regelung (ASAC) ihre maximale Effizienz. Aufgrund dieser Tatsache können ASAC Systeme eine sinnvolle Alternative bzw. eine Ergänzung zu passiven Schalldämmungsmaßnahmen darstellen. Wegen des breitbandigen Charakters der betrachteten Störquellen kommen bei ASAC Systemen bevorzugt Regelungsalgorithmen zum Einsatz. Diese setzen im Unterschied zu Steuerungsalgorithmen keinerlei Störquelleninformationen voraus und gehen damit mit einem geringeren Hardwareaufwand einher. Die Wirksamkeit des aktiv geregelten Systems ist jedoch auf die Reduktion spektral "gefärbter" Signalanteile beschränkt. Aktive Steuerungen erfordern eine möglichst frühzeitige Erfassung der Störquellen und erfordern folglich einen größeren Hardwareeinsatz. Bei geeigneter Systemauslegung können (adaptive) Steuerungen jedoch sowohl eine erhöhte Robustheit als auch eine verbesserte Störgrößenunterdrückung als Regelungen erzielen. Es wird versucht, die Anwendung aktiver Steuerungen zur Reduktion der Transmission breitbandiger Störquellen durch doppelwandige Leichtbaustrukturen (bspw. den Dachhimmel eines Automobils) zu motivieren. Die relevanten Einflussgrößen Kohärenz und Kausalität einer aktiven Steuerung werden diskutiert und Methoden zur Analyse der Kohärenz und Kausalität vorgestellt. Abschließend werden die Vorteile eines aktiv gesteuerten Doppelschalensystems (verglichen mit einer aktiven Einzelschale) anhand von Simulationsergebnissen aufgezeigt.

    The broadband noise in a moving car's interior can be either aerodynamic or caused by the contact between tire and roadway. Due to the broadband nature of the noise sources, the vehicle's structural dynamics can be strongly excited in a large frequency range. Given that there is a fluid-structure interaction, the structure's vibrating surfaces induce a sound radiation into the vehicle's interior, which passengers perceive as annoying and thus as a negative impact an their comfort. By using facing formwork (e.g. the roof liner) in combination with passive damping materials, middle- and high-frequency noise can be efficiently reduced. Yet for physical reasons, there is a relatively low efficiency of passive methods in the lower frequency range below 1000 Hz. In this frequency range, methods of active structural acoustic control (ASAC) achieve their maximal efficiency. This is why ASAC systems can act as a useful alternative or addition to passive sound-insulation methods. Because of the broadband character of the considered noise sources, feedback control is preferably used with ASAC systems. In contrast to feedforward control, feedback control does not require any noise-source information and so, due to the saving of noise-source sensors, demand lower hardware expenditure. However, the efficiency of the feedback controlled system is limited to the reduction of spectrally "colored" parts of the signal. Feedforward control requires time-advanced noise-source information and thus leads to a larger use of hardware. Given an appropriate system design, (adaptive) feedforward control can attain both an increased robustness and an improved disturbance reduction than feedback control. The aim of this article is to motivate the implementation of active feedforward control for the reduction of the transmission of broadband noise through double-paneled lightweight structures (e.g. a car's roof liner). The article discusses the influencing variables relevant for active feedforward control (coherence and causality) and introduces methods for the analysis of these variables. Finally, the article shows the advantages of an actively feedforward controlled double-panel system (compared to an active single-panel system) with the aid of simulation results.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    Verringerung der Transmission von breitbandigem Störschall durch aktive, doppelschalige Struktursysteme


    Contributors:


    Publication date :

    2014


    Size :

    16 Seiten, Bilder, Tabellen, 23 Quellen



    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German