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研究生:林坤森
研究生(外文):Kun-Sen Lin
論文名稱:電磁動力式激震器之設計與應用
論文名稱(外文):The Design and Application of Electrodynamic Actuaor
指導教授:金大仁金大仁引用關係
指導教授(外文):Tai-Yan Kam
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:電磁動圈式環型激震器氣隙磁通密度類神經網路第一共振頻率聲壓衝程
外文關鍵詞:electrodynamicflux densityneural networkfirst resonant frequencySPLamplitude
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本文主要探討小型(激震器直徑在30 mm以內)電磁動圈式環形激震器的設計,分為外磁式與內磁式兩種結構。根據不同的設計因素,利用有限元素法分析其磁場,得到氣隙磁通密度,進而探討其趨勢。外磁式結構漏磁大,所以也會探討如何改變外磁式結構,使漏磁減至最小而增加氣隙磁通密度。再將分析所得的數據,利用類神經網路建立經驗資料庫,並對網路模擬值、分析值與實際量測值做比較。
之後,將繼續研究激震器的動態行為分析,組合激震器、平面振動板及懸邊形成平面揚聲器進行實驗,量測第一個共振頻率Fs的聲壓與衝程,及系統各個機械性質參數。因為揚聲器在Fs的運動情形為剛體運動,所以我們可以利用一維剛體振動模型模擬,並將模擬的振動量假設為揚聲器的振幅代入簡化後的一維聲壓公式,進而模擬揚聲器的聲壓頻率圖,比較模擬值與實驗值,並探討各個影響因素。量測所得的機械性質參數亦與實際量測值做比較,並探討其誤差因素。
This paper is focused on the design of small circular electrodynamic actuators and the sound pressure simulation of small planar loudspeakers. There are two types of circular electrodynamic actuators which have either an outter magnet or inner magnet. We used 2-D finite element model to analyze the flux distribution in the air gap of the magnet assembly and determine the maximum flux density. Then we studied the effects of different design parameters on the distribution of magnetic flux and used these analytical data together with the neural network method to establish a tool for designing actuators.
We made several loudspeakers by assembling actuators , suspensions , and planar vibration plates and measured their amplitudes at the first resonant frequencies Fs and SPL curves. At the first resonant frequency , loudspeaker’s dynamic behavior is same as a one degree of freedom vibration system. Therefore we used a one degree of freedom vitration system to simulate the loudspeaker and caculate the amplitude at Fs. Then we can simulate the SPL curves of loudspeaker by using the one degree of freedom sound pressure theory. We discussed the differences between the theoretical and experimental results and identified the factors which can have influences on the performance of the speakers.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究方向 2
第二章 磁性物理基本定義與磁場理論 3
2.1磁性物理基本定義 3
2.2磁場理論 5
2.2.1勞侖茲力 5
2.2.2磁的邊界條件 5
2.2.3理想磁路 6
第三章 激震器靜態磁場分析 8
3.1磁場分析 8
3.1.1材料常數 8
3.1.2分析相關假設 5
3.2二維有限元素分析 9
3.2.1理論值與實際量測值之比較 9
3.3環形外磁式激震器 10
3.3.1外磁式激震器防漏磁設計 13
3.4環形內磁式激震器 14
3.5其他設計因素的探討 15
3.5.1外磁式結構中間圓柱材質 15
3.5.2內-外磁式結構設計 16
第四章 類神經網路資料庫 17
4.1類神經網路簡介 17
4.1.1何謂類神經網路 17
4.1.2類神經網路的優點 18
4.2類神經網路基本架構 18
4.2.1神經元 18
4.2.2轉移函數 19
4.2.3向量輸入的神經元 20
4.2.4單層神經元網路 20
4.2.5多層神經元網路 20
4.2.6類神經網路的訓練 21
4.3倒傳遞網路 21
4.3.1倒傳遞演算法 21
4.3.2 Levenberg — Marquardt演算法 26
4.4模擬結果與討論 27
4.4.1內磁式結構類神經網路 27
4.4.2外磁式結構類神經網路 28
第五章 聲壓理論與揚聲器等效電路 30
5.1單一自由度振動響應 30
5.2單一自由度聲壓公式 31
5.3聲學阻抗與機械阻抗 33
5.4揚聲器系統等效電路 35
第六章 聲壓與衝程量測 38
6.1實驗設備 38
6.1.1 MLSSA聲壓頻譜儀 38
6.1.2 共振頻率量測 39
6.1.3 揚聲器衝程量測 40
6.1.4 揚聲器聲壓量測 41
6.2平面揚聲器組裝 41
6.3實驗結果與討論 42
6.3.1 T-S參數與系統阻抗 42
6.3.2衝程與聲壓 43
第七章 結論與未來研究方向 44
7.1結論 44
7.2未來研究方向 45
參考文獻 46
附錄A 內、外磁式結構類神經網路模擬程式 48
附錄B 揚聲器聲壓模擬程式 50
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