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Adaptive Digitalfilter für die aktive Schalldämpfung in Röhrensystemen / Tobias Balkenhol. 2009
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Inhaltsverzeichnis
Ausgewählte Formelzeichen und Abkürzungen
Einführung
I Akustische Modellierung
1 Schallausbreitung in kreisrunden Röhren
1.1 Kirchhoff-Lösung für eine kreisrunde Röhre
1.1.1 Vorbemerkungen
1.1.2 Zustandsgleichung für ein ideales Gas
1.1.3 Die Kontinuitätsgleichung
1.1.4 Die Navier-Stokes-Gleichung
1.1.5 Die Wärmeleitungsgleichung
1.1.6 Lösung der Navier-Stokes-Fourier-Gleichungen
1.2 Isotherme und ideal schallharte Wände
1.2.1 Vereinfachtes Modell nach Kirchhoff
1.2.2 Vereinfachtes Modell nach Munjal
1.2.3 Vereinfachtes Modell nach Stinson
1.2.4 Vereinfachtes Modell nach Keefe
1.3 Isotherme und nicht-ideal schallharte Wände
1.4 Nicht-isotherme und ideal schallharte Wände
1.4.1 Vereinfachtes Modell nach Franken et al.
1.4.2 Vereinfachtes Modell nach Keefe
1.5 Bewertung der Approximationen
1.5.1 Vorbetrachtungen und Fehlermaße
1.5.2 Isotherme und ideal schallharte Wände
1.5.3 Isotherme und nicht-ideal schallharte Wände
1.5.4 Nicht-isotherme und ideal schallharte Wände
2 Modellierung von Röhrensystemen
2.1 Leitungsmodell für einen akustischen Wellenleiter
2.1.1 Charakteristische Impedanz
2.1.2 Zweitormodellierung
2.2 Modellierung einer veränderlichen Querschnittsfläche
2.2.1 Die Webster-Gleichung
2.2.2 Stufenweise Approximation
2.3 Modellierung einer endlichen Röhrenlänge
2.3.1 Mündung ohne Flansch
2.3.2 Mündung mit unendlich ausgedehntem Flansch
2.4 Modellierung von Abzweigungen
2.5 Modellierung von nicht-idealen Schallquellen
2.6 Untersuchungen zur Modellierung eines Röhrensystems
2.6.1 Validierung
2.6.2 Bewertung
3 Strömung im Röhrensystem
3.1 Dämpfungsmaß
3.2 Zweitormodellierung eines durchströmten Wellenleiters
3.3 Konvektive Schallfeldgrößen
3.4 Modellierung einer veränderlichen Querschnittsfläche
3.4.1 Stufenweise Approximation nach Gupta et al.
3.4.2 Modellierung von Querschnittssprüngen nach Munjal
II Algorithmen für die aktive Schalldämpfung
4 Aktive Schalldämpfung in Röhrensystemen
4.1 Blockschaltbild eines ANC-Systems
4.1.1 Feedforward- und Feedback-Verfahren
4.1.2 Optimale Übertragungsfunktion
4.1.3 Energetische Betrachtungen
4.2 Sensorik und Aktorik
4.2.1 Referenzsignalerfassung
4.2.2 Fehlersignalerfassung
4.2.3 Strömungsinduzierter Störschall
5 Adaptive Digitalfilter
5.1 Konvergenz und Tracking
5.2 Transversale Filterstruktur
5.3 Rekursive Filterstruktur
5.4 Gradientenverfahren
5.4.1 Schrittweite
5.4.2 FxLMS-Algorithmus
5.5 LS-Algorithmus
5.6 RLS-Algorithmus
5.6.1 Rekursionsgleichung für den Koeffizientenvektor
5.6.2 Eigenschaften des RLS-Algorithmus
5.7 ERLS-Algorithmus
6 Online-Modellierung des Sekundärpfads
6.1 AN-Verfahren nach Eriksson et al.
6.2 AN-Verfahren nach Zhang et al.
6.3 OM-Verfahren nach Eriksson
6.4 OM-Verfahren nach Lopes et al.
6.5 OM-Verfahren nach Kohno et al.
6.6 Verbessertes OM-Verfahren
6.7 MCERLS-Algorithmus
6.7.1 Kovarianzmanagement
6.7.2 Vereinfachtes Kovarianzmanagement
6.7.3 Anmerkungen
7 Simulationstechnische Untersuchungen
7.1 Aktiver Abgasschalldämpfer
7.1.1 Geräuschspektrum eines Verbrennungsmotors
7.1.2 Stand der Forschung und Entwicklung
7.2 Simulationsmodell
7.2.1 Implementierung
7.2.2 Simulationsstimulus
7.2.3 Referenz- und Fehlersignal
7.2.4 Quellenparameter der Sekundärquelle
7.3 Simulationsergebnisse
7.3.1 Kovarianzmanagement
7.3.2 Vergleich der Verfahren zur Online-Modellierung
7.3.3 Bewertung der Online-Modellierung
7.3.4 Strömungsinduziertes Rauschen
Zusammenfassung und Ausblick
A Thermodynamik von Gasen
A.1 Viskosität
A.2 Thermische Wärmeleitfähigkeit
A.3 Schallgeschwindigkeit
A.4 Dichte
A.5 Spezifische Wärmekapazität
B Bestimmung der Quellenparameter
B.1 Vorbemerkungen
B.2 Praktische Durchführung
B.2.1 Längenoptimierung
B.2.2 Untersuchungen zur Bestimmung der Quellenparameter
B.2.3 Quellenparameter
C MFx-Struktur und Adaptationsalgorithmen
C.1 MFx-Struktur
C.2 Adaptationsalgorithmen
C.2.1 Normalisierter LMS-Algorithmus
C.2.2 RLS-Algorithmus
C.2.3 ERLS-Algorithmus
D Rekursive Schätzung statistischer Größen
D.1 Rekursive Schätzung des Mittelwerts
D.2 Rekursive Schätzung der Varianz
Literaturverzeichnis
Danksagung
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