Modal Sensors/Actuators

Lee, C.-K.; Moon, Francis C.

doi:10.1115/1.2892008

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“…Sur une face de cette poutre se trouve le capteur PVDF de débit volumique dont la forme a été obtenue à partir des équations (4) et (6). Seuls les modes impairs (modes symétriques), les plus rayonnants, sont représentés dans la fonction forme du capteur puisque ce sont les seuls à avoir un débit volumique non nul.…”

Section: Resultats Experimentauxunclassified

“…Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jp4:1994539 recemment utilisés comme capteurs pour le contrôle actif des vibrations et aussi du rayonnement sonore [2,6]. Ces films PVDF sont des capteurs étendus qui ont l'anvantage d'être très flexibles, très légers et de pouvoir être découpés pour obtenir différents signaux.…”

Section: Introductionunclassified

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Contrôle actif du bruit par minimisation du débit volumique de structures : analyse et expériences

1994

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The active control of structurally radiated sound requires in general a large number of error sensors on the vibrating structure. A simple control strategy, using only one error signal -the volume velocity of the structure-has recently been proposed. Such a strategy allows (i) to control all the structural modes that are monopole radiators at low frequencies (i.e., with a high radiation efficiency), (ii) to keep the control set-up simple (only one information is to be minimized). The volume velocity is measured using piezoelectric PVDF strip. The shape of the PVDF strip is determined in such a way that the output signal from the PVDF sensor is directly proportional to the volume velocity induced by the structure on which it is bonded. Using a modal approach, the sensor shape is shown to depend only on the structure and sensor characteristics. However, it is independent of the excitation and the frequency. For a simply supported beam, the shape of such a PVDF sensor is shown and experimental validations are presented for the measure of the volume velocity. Active control was then implemented with this PVDF error sensor and piezoceramic actuators for different frequencies of excitation, using a one-channel feedforward adaptive LMS algorithm. Results show that sound radiation can be efficiently attenuated using this strategy when the system is driven "on-resonance". However, when the system is driven "off-resonance", the axial effects induced by the asymmetric piezoceramic actuators limit the control efficiency. I. INTRODUCTIONDepuis une dizaine d'année, le contrôle actif a émergé comme une solution pratique pour réduire le rayonnement acoustique en basses fréquences [1]. Un système de contrôle actif typique requiert trois éléments: (i) des capteurs d'erreur, qui produisent un signal électrique proportionnel au signal à contrôler; (ii) un système de contrôle, qui calcule les signaux de contrôle à être appliqués à partir des signaux d'erreur; (iii) les actuateurs de contrôle, qui ré-excitent mécaniquement la structure de telle sorte que les signaux d'erreur soient minimisés. Un des composant essentiel d'un système de contrôle actif est le capteur d'erreur. En général, pour contrôler activement le rayonnement acoustique d'une structure, des microphones sont placés dans le champ acoustique. Pour certaines applications, cette solution ne peut être implémentée. Il faut donc utiliser des capteurs vibratoires directement attachés sur la structure en vibration. Le contrôle actif du rayonnement acoustique de structures en vibration requiert généralement un nombre élevé de capteurs d'erreur sur la structure vibrante [2]. En fait, pour des structures planes, le rayonnement sonore est directement relié à la distribution vibratoire sur la surface de la structure. Il a été démontré que les modes vibratoires ayant un débit volumique non nul rayonnent plus efficacement que les autres. Une stratégie simple de contrôle actif visant à minimiser le débit volumique d'une structure a ainsi été proposée [3,4,5]. Cette stratégie permet do...

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Section: Resultats Experimentauxunclassified

Section: Introductionunclassified

Contrôle actif du bruit par minimisation du débit volumique de structures : analyse et expériences

1994

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“…Several possibilities of modal sensing can be found in the literature. Clark and Burke [11], Lee and Moon [12], Gawronski [13] are some of the earlier researchers, who worked on modal sensors. The optimal locations of sensors in intelligent structures is an important issue in the research of present day, since an arbitrary decision can degrade their performance.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Genetically optimised placement of piezoelectric sensor arrays: linear and nonlinear transient analysis

Rao¹,

Lentzen²,

Schmidt³

2006

WIT Transactions on the Built Environment, Vol 85

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In modern structural control the application of discrete modal sensor arrays is a commonly used technique to obtain the modal state vectors. In this paper, a genetic algorithm is used to find the optimal positions to place modal sensor arrays on simple structures such as beams, plates and shells. The performance criterion is taken as the steady state observability Grammian of the system and includes spillover prevention as well. The performance of optimally placed modal sensors in the linear range is discussed. The variation in the performance of these modal sensors in the nonlinear range is investigated.

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“…Crawley and Lazarus [13] elucidate the induced strain on isotropic and anisotropic plates subjected to different loads using Rayleigh-Ritz method. Lee and Moon [14] show that distributed piezoelectric sensors/actuators could be adopted to measure specific modes of one-dimensional plate or beam.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characteristics of Response of Piezoelectric Actuators in Electron Flux Excitation

Hadinata¹,

Main²

2003

itbj.eng.sci.

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Abstract. In this paper the working parameters of non-contact strain control for piezoelectric ceramics are evaluated. The piezoelectric material functions as an actuator that transforms electrical into mechanical energy, and the electrical input is carried out by electron flux on the positive surface. The sample is exposed to some quasi-static inputs, and its responses are recorded using strain gages. The data shows faster and more stable response in the positive regime, but significantly slower response with drift in the negative regime. An electron collector is introduced on the positive surface to enhance the response in the negative regime. Theoretical analyses of energy transfer and electron movements is discussed, and a string of working conditions for controlling the surface strain of piezoelectric material are given as conclusions.

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Modal Sensors/Actuators

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Contrôle actif du bruit par minimisation du débit volumique de structures : analyse et expériences

Contrôle actif du bruit par minimisation du débit volumique de structures : analyse et expériences

Genetically optimised placement of piezoelectric sensor arrays: linear and nonlinear transient analysis

Characteristics of Response of Piezoelectric Actuators in Electron Flux Excitation

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