Universidade Federal do Triângulo Mineiro / This work is dedicated to the study of the problem of active noise control, evaluating some
numerical and experimental methodologies.
The analysis is restricted to the case of noises in ducts, in which the acoustic propagation
phenomena are modeled. Four approaches for this type of models are presented.
The first one is formulated by using the basic equations of the acoustics. This procedure
generates an infinite dimension model of the duct. In the second approach, the infinite model is
truncated by using Taylor s series. The third approach performs a modal expansion using the
poles of the infinite dimension model, and, in the fourth, it is also considered a modal
expansion, but in this case, by taking into account zeros and poles of the infinite dimension
model. The four models studied are discussed and compared in the present contribution.
A second part of this work is concerned with active noise control techniques. Monochannel
(which uses only a loud speaker and a microphone) and multi-channel (which uses
several loud speakers and microphones) controllers are studied. The studied active noise
controllers use LMS adaptive algorithms. The noise signals are filtered using X-LMS techniques.
These types of controller are usually simple and robust. The coefficients of the controller
(modeled as a digital filter) are determined by using an online adaptive procedure looking for
minimizing the noise levels.
The control methodologies are tested numerically by using the mathematical model of the
acoustic duct proposed. With the aim of validating experimentally these controllers a test rig
instrumented with loud speakers and microphones was built, and the algorithms were
implemented using a personal computer.
At the remaining, the numerical and experimental results are discussed and some
suggestions are presented in order to continue future works. / Este trabalho formula e discorre sobre o problema de controle ativo de ruído e avalia
algumas metodologias de controle tanto numérica como experimentalmente.
A análise é restrita ao caso de ruídos em dutos, onde o fenômeno da propagação
acústico é analiticamente modelado. Apresentam-se quatro abordagens para tal modelagem.
A primeira, formulada a partir das equações fundamentais da acústica, gera um modelo
de dimensão infinita para o duto. A segunda aproxima o modelo infinito por uma série truncada
de Taylor. A terceira formulação realiza uma expansão modal, a partir dos pólos do modelo de
dimensão infinita e a quarta, também realiza uma expansão modal, mas considera tanto os
pólos como os zeros do modelo infinito dimensional. No trabalho são discutidos e comparados
os quatro modelos numéricos propostos.
Numa segunda parte este trabalho discorre-se sobre diversas técnicas de controle ativo
de ruído em dutos. São estudados controladores do tipo mono canal, que utilizam um sensor e
um atuador apenas e controladores do tipo multicanal, com vários sensores e atuadores. Todos
os controladores ativos de ruído (CAR) estudados utilizam algoritmos adaptativos do tipo LMS
(Least Mean Square) e técnicas de filtragem-X LMS. Este tipo de controlador tem como
características marcantes à simplicidade e a robustez. Os coeficientes do controlador,
modelado como um filtro digital, são adaptados on-line segundo uma estratégia que busca
minimizar os ruídos não desejados.
Estas metodologias de controle são testadas numericamente a partir do modelo
matemático proposto para o duto acústico. Para avaliar também experimentalmente tais
controladores, montou-se uma bancada de testes constituída por um duto de PVC
instrumentada com alto falantes e microfones sendo os algoritmos de controle implementados
em um microcomputador pessoal devidamente configurado. O trabalho encerra discutindo os
resultados numéricos e experimentais obtidos e sugerindo desdobramentos a serem
investigados no futuro. / Doutor em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14797 |
| Date | 07 October 2005 |
| Creators | Nuñez, Israel Jorge Cárdenas |
| Contributors | Ribeiro, José Francisco, Steffen Júnior, Valder, Duarte, Marcus Antônio Viana, Fleury, Agenor de Toledo, Trindade, Marcelo Areias |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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