Sažetak
Izazov induciranja stabilnog i robusnog nerecipročnog prijenosa zvuka smatra se važnom prekretnicom na putu prema razvoju aktivnih akustičnih metamaterijala. Strukture koje mogu prenositi zvuk ili vibracije na nerecipročan način mogu se smatrati analognim električnim diodama i mogu biti korisne u mnogim primjenama, kao što je kontrola buke i razvoj nevidljivih akustičnih senzora i akustičnog prikrivanja. Ovaj se rad usredotočuje na konceptualni razvoj i eksperimentalnu validaciju aktivne metamaterijalne ćelije koja ne poštuje načelo reciprociteta. Razmatrana strukturna stanica, kada se aktivira, značajno smanjuje prijenos vibracija kroz sebe u jednom smjeru i pojačava ga u suprotnom smjeru. Učinak je prisutan u širokom frekvencijskom pojasu. Gubitak uzajamnosti izazvan je upotrebom dviju istodobnih povratnih petlji brzine s parovima senzor-aktuator koji nisu međusobno raspoređeni. Inercijski akcelerometri s vremenski integriranim izlazima koriste se zajedno s minijaturnim elektrodinamičkim aktuatorima sile. Studija se prvo provodi teoretski, korištenjem elektromehanički potpuno spregnutog modela skupnih parametara inače fleksibilne aktivne strukture. Izvedeni model koristi se za analizu stabilnosti i performansi sustava upravljanja. S obzirom na to da se razmatra raspored nekolokiranih pretvarača, posebna se pažnja posvećuje odabiru parametara pasivnog sustava koji osiguravaju zadovoljavajuće margine pojačanja kada se sustav aktivira. Naime, kriteriji za bezuvjetnu stabilnost izvode se analitički, u smislu dviju jednostavnih nejednakosti za sustav s idealiziranim parom senzor-aktuator. Za realne pretvarače, međutim, bezuvjetna stabilnost nije moguća. Ipak, ako se poštuju dvije nejednakosti, mogu se očekivati korisne margine pojačanja aktivnog sustava. To se eksperimentalno potvrđuje korištenjem namjenske 3D tiskane opreme za testiranje mjerenja. Eksperimentalno je zabilježeno značajno smanjenje prijenosa vibracija u željenom smjeru, popraćeno povećanjem u suprotnom. Ovi rezultati sugeriraju da bi se predložena kontrolna shema mogla koristiti za dizajn aktivnog akustičnog metamaterijala, koji bi omogućio značajno drugačiji prijenos zvuka ovisno o smjeru ulaska u takav sustav.
Tonko Garma
Redoviti profesor | Katedra za električna mjerenja
Redoviti profesor na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu s primarnim interesom vezanim uz opća električna mjerenja i posebnim naglaskom na mjerenja u elektroenergetici. U znanstvenom smislu bavi se primjenom električnih mjerenja u području uzemljivača, elektromagnetske kompatibilnosti te energetske učinkovitosti. Stručni aspekt pokriva VN dijagnostiku i ispitivanja u elektroenergetici (uzemljivački sustavi, energetski transformatori, maloomski otpornici, mjerni transformatori, energetski kabeli, prekidači i baterijski sustavi).