Robuste aktive Schallreduktion in Flugzeugen

Publication date
2009
Document type
PhD thesis (dissertation)
Author
Kochan, Kay
Advisor
Referee
Granting institution
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
Exam date
2009-09-07
Organisational unit
DDC Class
620 Ingenieurwissenschaften
Keyword
Aktive Schallreduktion
A400M
ANC
ANR
Reglerentwurf
Airbus
Abstract
Durch die Ansprüche an Komfort und Arbeitsschutz sind Schalldämmmaßnahmen ein wichtiger Bestandteil jedes technischen Systems. Die Technologie der aktiven Schallreduktion kommt hierfür zunehmend zum Einsatz. Sie basiert auf dem Prinzip der Interferenz des Störschallfelds mit einem Sekundärschallfeld. Ein Anwendungsbeispiel ist das aktive System im Lademeisterbereich des Airbus A400M. --- Dieses System besteht aus 8 Lautsprechern und 16 Fehlermikrofonen. Deren Positionen sind konstruktiv an der Kabinenwand und –decke festgelegt, eine Optimierung der Positionen ist nicht möglich. Durch Änderung der Temperatur, der Schwankung der elektroakustischen Komponenten und anderen Einflüssen resultieren große Unsicherheiten in der Regelstrecke. Ziel ist es, eine robuste Schallpegelreduktion am Kopf des Lademeisters zu erreichen.--- Zur Lösung des Problems werden Parameter in Form von Gewichtungsmatrizen in den Regelalgorithmus eingeführt. Für den Entwurf dieser Gewichtungsmatrizen wird ein neues Verfahren entwickelt, welches die gemessenen Unsicherheiten berücksichtigt. Hierzu werden für die Regelstabilität und -qualität Gütemaße formuliert. Diese erfassen die Reglergüte. Anschließend wird diese mit einem genetischen Algorithmus optimiert.--- Die Methodik wird in einem Mock-up des Lademeisterbereichs des Airbus A400M angewendet. In Experimenten wird gezeigt, dass die robuste Schallpegelreduktion dabei um bis zu 7 dB gesteigert wird. Die vorgestellte Entwurfsmethodik löst das Problem allein über Reglerparameter, teures Umplatzieren von Lautsprechern und Mikrofonen entfällt. Dies erhöht die Schallpegelreduktion unter Einsatzbedingungen und senkt die Entwicklungskosten.
Version
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