Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Praktyczne metody redukcji drgań
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-2-205-DH-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Drgania i Hałas w Technice i Środowisku
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Wiciak Jerzy (wiciak@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł dotyczy praktycznych zagadnień aktywnej redukcji drgań z zastosowaniem wybranych elementów sterujących.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 ma wiedzę o interdyscyplinarnym charakterze akustyki, jej związku z innymi dziedzinami nauki IAK2A_W01 Zaliczenie laboratorium,
Kolokwium
M_W002 zna zasady i techniki aktywnej redukcji hałasu i aktywnej redukcji drgań IAK2A_W07 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne — w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując — do analizy i projektowania elementów, układów lub oprogramowania dla celów aktywnej redikcji drgań i hałasu IAK2A_U18 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 potrafi analizować złożone sygnały akustyczne za pomocą zaawansowanych transformacji i analiz czasowo-częstotliwościowych oraz stosować filtry adaptacyjne w aktywnej redukcji drgań i hałasu IAK2A_U12 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 posiada umiejętność współpracy i integracji podczas realizacji zespołowych zadań projektowych IAK2A_K05 Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 ma wiedzę o interdyscyplinarnym charakterze akustyki, jej związku z innymi dziedzinami nauki + - - - - - - - - - -
M_W002 zna zasady i techniki aktywnej redukcji hałasu i aktywnej redukcji drgań + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne — w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując — do analizy i projektowania elementów, układów lub oprogramowania dla celów aktywnej redikcji drgań i hałasu + - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi analizować złożone sygnały akustyczne za pomocą zaawansowanych transformacji i analiz czasowo-częstotliwościowych oraz stosować filtry adaptacyjne w aktywnej redukcji drgań i hałasu - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 posiada umiejętność współpracy i integracji podczas realizacji zespołowych zadań projektowych - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 106 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 28 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Podstawowe wiadomości nt. drgań mechanicznych. Drgania swobodne, tłumione i wymuszone układów o jednym stopniu swobody. Drgania swobodne, tłumione i wymuszone układów o wielu stopniach swobody.
2. Podstawowe wiadomości nt. fal w strukturach. Fala podłużna i giętna. Drgania swobodne i harmonicznie wymuszone belek i płyt.
3. Synteza układu sterowania. Sposób modelowania, algorytmy i ograniczenia. Regulatory feedback i feedforward.
4. Materiały i struktury inteligentne. Materiały piezoelektryczne. Materiały z pamięcią kształtu. Ciecze elektroreologiczne i magnetoreologiczne. Materiały kompozytowe.
5. Aktywna redukcja drgań rozproszonymi elementami piezoelektrycznymi. Układ elementów wykonawczych i elementów pomiarowych.
6.Aktywna redukcja drgań w układach mechanicznych. Zastosowanie macierzy sensorów i aktuatorów w sterowania falą giętną. Regulatory feedback i feedforward w sterowaniu falą giętną.
7.Aktywna redukcja dźwięków strukturalnych (ARDS)– układy płytowe. Analiza promieniowanych dźwięków.
8.Aktywna redukcja dźwięków strukturalnych rozproszonymi elementami piezoelektrycznymi. Zastosowanie rozproszonych elementów piezoelektrycznych jako elementy pomiarowe w ARDS.
9. Zagadnienie identyfikacja systemów
10. Filtry cyfrowe.
11. Zagadnienie interferencji i kompensacji a dla płaskiej fali akustycznej.
12. Systemy i algorytmy ANC.
13. Aktywna redukcja hałasu w układach jednowymiarowych. Sterowanie jednokanałowe ze sprzężeniem do przodu.
14. Aktywna redukcja hałasu w układach jednowymiarowych. Sterowanie jednokanałowe ze sprzężeniem do tyłu.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

1.2. Zastosowanie LabView do aktywnej redukcji zagrożeń wibroakustycznych. Aplikacja karty dźwiękowej do ARH.
3. Identyfikacja częstotliwości rezonansowych belki z elementami piezoelektrycznymi. Wyznaczenie współczynników sprzężenia elektromechanicznego.
4. Aktywna redukcja drgań belki z elementami piezoceramicznymi.
5. Identyfikacja częstotliwości rezonansowych płyty z elementami piezoelektrycznymi. Wyznaczenie współczynników sprzężenia elektromechanicznego.
6. Aktywna redukcja drgań płyty z elementami piezoceramicznymi.
7. Identyfikacja częstotliwości rezonansowych płyty kołowej obciążonej wodą i aktywna redukcja drgań i dźwięków strukturalnych płyty.
8. Pomiary drgań materiałów z pamięcią kształtu. Ciecze magnetoreologiczne.
9. Analiza systemów sterowania w ARH.
10. Cyfrowe filtry.
11. 12.Aktywna redukcja hałasu strukturalnego w komorze bezechowej.
13. 14. Aktywna redukcja w układach jednowymiarowych. Sterowanie jednokanałowe ze sprzężeniem do przodu.
15. Aktywna redukcja w układach jednowymiarowych. Sterowanie jednokanałowe ze sprzężeniem do tyłu.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z laboratorium jest średnią arytmetyczną z ocen za poszczególne ćwiczenia laboratoryjne.
Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną z laboratorium i zaliczenia wykładów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Leniowska L., Aktywne metody redukcji drgań płyt kołowych, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, 2006, ISBN 978-8357338-194-0
Rosenhouse G., Active Noise Control, WITPress, 2001, ISBN 1-85312-373-0
Srinivasan A.V., McFarland D.,M., Smart Structures. Analysis and Design, 2000, ISBN 0-521-65977-9
Fuller C.R., Elliott S.J., Nelson P.A., Active Control of Vibration, Academic Press, 1997, ISBN 0-12-269441-4
Hansen C.H., Snyder S.D., Active Control of Noise and Vibration, E&FN Spon, 1997, ISBN 0-419-19390-1
G. Rosenhouse Active noise control : fundamentals for acoustic design. Vol. 1 /. – Southampton ; Boston : WIT Press, 2001.
Z. Żyszkowski – Podstawy elektroakustyki. WNT, Warszawa 1984
S. Haykin – Adaptive filter theory. Prentice Hall, Inc. New Jersey 1996
P. A. Nelson, S. J. Elliott – Active control of sound. Academic Press, London 1995

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Active vibration control of rectangular plate with distributed piezoelements excited acoustically and mechanically / M. KOZUPA, J. WICIAK // Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2010 vol. 118 no. 1, s. 95–98. — Bibliogr. s. 98. — tekst: http://web.a.ebscohost.com/ehost/viewarticle?data=dGJyMPPp44rp2%2fdV0%2bnjisfk5Ie46bRRtq6vTq6k63nn5Kx95uXxjL6prUqzpbBIr6qeT7ipsFKyr55Zy5zyit%2fk8Xnh6ueH7N%2fiVaunsUixra9ItaqvPurX7H%2b75uo%2b4ti7ebfepIzf3btZzJzfhrursE22rrBPrpzkh%2fDj34y75uJ%2bxOvqhNLb9owA&hid=4114
Comparison of vibration and acoustic pressure reduction using different types of piezo actuators / J. WICIAK, R. TROJANOWSKI // Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2015 vol. 128 no. 1-A: Acoustical Engineering 2015, s. A-62–A-66. — Bibliogr. s. A-66. — tekst: http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/128/a128z1ap11.pdf
Evaluation of the effect of a step change in piezo actuator structure on vibration reduction level in plates / Jerzy WICIAK, Roman TROJANOWSKI // Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2015 vol. 40 no. 1, s. 71–79. — Bibliogr. s. 78–79

Informacje dodatkowe:

Brak