Controle ativo de ruído aplicado no campo acústico do housing de um refrigerador típico

Abstract

Com o desenvolvimento tecnológico, a redução dos custos de sistemas de controle em tempo real e a crescente exigência de consumidores, torna-se interessante a aplicação de sistemas de controle ativo de ruído (ANC) em eletrodomésticos. Atualmente, a concepção de projetos de refrigeradores mais silenciosos busca obter reduções do nível de pressão sonora através de métodos passivos, identificando os principais caminhos de transmissão de energia vibratória a fim de obter reduções significativas, uma alternativa é a aplicação de um sistema de controle ativo aplicado em refrigeradores. Esta dissertação apresenta a aplicação de um sistema de controle ativo de ruído aplicado no housing de um refrigerador típico, cavidade onde é montado o compressor. Que tem como objetivo atenuar os níveis de pressão sonora dos primeiros modos desta cavidade para diferentes condições e ambientes. Foi proposto um sistema de controle utilizando uma placa de desenvolvimento comercial e de baixo custo, similar a dispositivos utilizados em sistemas embarcados. Foram avaliadas as reduções no interior da cavidade e no entorno do refrigerador para diferentes configurações e condições encontrados no dia-a-dia. Resultados aplicáveis foram observados, em algumas configurações e condições. No decorrer do trabalho foi desenvolvido um modelo numérico a fim de investigar os modos da cavidade em estudo e para definir a posição de sensores e atuadores. O sistema proposto possui estrutura feedforward (alimentação direta) e utiliza filtragem adaptativa, com o uso do algoritmo Least Mean Square (LMS). Além disso, é avaliado algumas limitações de um projeto real como distorções ocasionadas pela escolha inadequada do atuador, caracteristicas desejadas para obter reduções siginificaticas em sistemas de controle em cavidades tridimensionais.

Abstract: With technological development, the reduction of the cost of real time control systems and the growing demand from consumers, it becomes interesting to apply active noise control (ANC) systems in home appliances. Today, the design of quieter refrigerator designs seeks to achieve sound pressure level reductions through passive methods, identifying the main vibratory energy transmission paths in order to achieve significant reductions, an alternative is to apply an active control system. applied in refrigerators. This dissertation presents the application of an active noise control system applied to the housing of a typical refrigerator, cavity where the compressor is mounted. It aims to attenuate the sound pressure levels of the first modes of this cavity for different conditions and environments. A control system was proposed using a lowcost commercial development board, like systems used in embedded system. Reductions inside the cavity and around the refrigerator for different configurations and conditions found daily were evaluated. Applicable results have been observed in some configurations and conditions. In the course of the work, a numerical model was developed to investigate the cavity modes under study and to define the position of sensors and actuators. The proposed system has feedforward structure and uses adaptive filtering, using the Least Mean Square (LMS) algorithm. In addition, some limitations of a real design are evaluated as distortions caused by improper choice of actuator, desired characteristics to achieve significant reductions in control systems in three-dimensional cavities.