本文選題：振動 + 聲輻射��； 參考：《哈爾濱工程大學》2016年博士論文

【摘要】：振動噪聲是設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中常用的重要參數(shù)。振動噪聲是設備內(nèi)部激勵源與聲振傳遞路徑共同作用的結(jié)果,不同安裝條件下同一設備同一工況下的振動噪聲響應不同,這給設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷特征分析和閾值判定帶來了困難。本文擬剝離振動噪聲傳遞途徑的影響,重構(gòu)激勵源,從激勵源特征來判定設備狀態(tài),為設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及振動噪聲控制提供新的方法與手段。激勵的頻域識別法一般要求系統(tǒng)是線性的,且難以有效辨別激勵是隨機還是脈沖形式。本文提出了基于逆系統(tǒng)的激勵源識別的時域方法,該方法采用橫向濾波器模擬逆系統(tǒng),通過自適應算法調(diào)整濾波器的權(quán)向量,數(shù)值和實驗結(jié)果表明,該方法不僅可以識別諧頻激勵源,還可以重構(gòu)隨機激勵源和脈沖激勵源。該識別方法原理簡單,不需要對系統(tǒng)特性矩陣進行求逆運算,避免了病態(tài)矩陣問題。該識別方法還不依賴于系統(tǒng)狀態(tài)空間模型,即使當缺少系統(tǒng)先驗知識時,該方法較現(xiàn)有逆系統(tǒng)方法具有較大優(yōu)勢。針對工程中不適宜安裝接觸式振動傳感器的工況,本文提出了采用空氣聲信號重構(gòu)激勵源的方法。該方法以輻射聲壓作為拾取信號,采用近場聲全息技術(shù)重構(gòu)彈性結(jié)構(gòu)表面的法向振速,進而根據(jù)重構(gòu)振速求解作用于彈性結(jié)構(gòu)的激勵。對自由聲場中的薄板結(jié)構(gòu)進行了可行性探索,推導了基于近場聲全息技術(shù)的激勵重構(gòu)理論,分析了重構(gòu)激勵的唯一性,并分別從解析及數(shù)值方面對作用于薄板的面力、線力、點力以及組合力進行了重構(gòu)。本文研究了全息孔徑大小、傳聲器間距、全息面距離和結(jié)構(gòu)模態(tài)階數(shù)等參數(shù)對激勵重構(gòu)精度的影響。數(shù)值結(jié)果表明:低頻時,增大全息孔徑、減小全息面距離均能有效提高重構(gòu)精度;高頻時,全息孔徑大小、全息面距離對重構(gòu)精度無影響;減小傳聲器間距能有效提高重構(gòu)精度;重構(gòu)采用的結(jié)構(gòu)模態(tài)階數(shù)越多,則重構(gòu)精度也相應提高。針對拾取聲信號中的隨機干擾,本文采用了一種基于廣義交叉驗證準則的改進Tikhonov正則重構(gòu)激勵方法,結(jié)果表明,該方法能提高激勵源重構(gòu)精度。最后,本文研究了激勵源、結(jié)構(gòu)振動以及聲輻射三者之間的相互關(guān)系,闡明了結(jié)構(gòu)自身動力學特征及輻射效率也是影響采用聲重構(gòu)激勵精度的重要因素。
[Abstract]:Vibration noise is an important parameter commonly used in equipment condition monitoring and fault diagnosis. The vibration noise is the result of the interaction of the internal excitation source and the acoustic and vibration transfer path of the equipment. The vibration and noise response of the same equipment under the same working condition is different under different installation conditions. This makes it difficult to analyze the characteristics of equipment condition monitoring and fault diagnosis and to determine the threshold value. This paper intends to peel off the influence of vibration and noise transmission path, reconstruct the excitation source, judge the equipment state from the characteristics of the excitation source, and provide a new method and means for equipment state monitoring, fault diagnosis and vibration and noise control. The frequency-domain identification method of excitation generally requires the system to be linear, and it is difficult to distinguish whether the excitation is random or impulsive. In this paper, a time-domain method of excitation source identification based on inverse system is proposed. In this method, the transversal filter is used to simulate the inverse system, and the weight vector of the filter is adjusted by adaptive algorithm. The numerical and experimental results show that, This method can not only identify harmonic excitation sources, but also reconstruct random excitation sources and impulse excitation sources. The method is simple in principle and does not need inverse operation to the characteristic matrix of the system, thus avoiding the ill-conditioned matrix problem. The recognition method does not depend on the system state space model, even when the prior knowledge of the system is lacking, the method has a great advantage over the existing inverse system method. In view of the unsuitable condition of installing contact vibration sensor in engineering, this paper presents a method of reconstructing excitation source by using air acoustic signal. In this method, the acoustic pressure is used as the pickup signal, and the normal velocity of the elastic structure surface is reconstructed by using the near-field acoustic holography technique, and then the excitation of the elastic structure is solved according to the reconstruction velocity. The feasibility of thin plate structure in free sound field is explored. The theory of excitation reconstruction based on near-field acoustic holography is deduced, and the uniqueness of reconstruction excitation is analyzed. The surface force and line force acting on thin plate are analytically and numerically analyzed. The point force and the combined force are reconstructed. In this paper, the effects of holographic aperture size, microphone spacing, holographic plane distance and structural modal order on the precision of excitation reconstruction are studied. The numerical results show that the reconstruction accuracy can be improved effectively by increasing holographic aperture and decreasing holographic plane distance at low frequency, while at high frequency, holographic aperture size and holographic plane distance have no effect on reconstruction accuracy. Reducing the distance between microphones can effectively improve the reconstruction accuracy, and the more the structural modal order is used, the higher the reconstruction accuracy will be. In this paper, an improved Tikhonov canonical reconstruction excitation method based on generalized cross validation criterion is proposed for random interference in pick-up acoustic signals. The results show that this method can improve the reconstruction accuracy of excitation sources. Finally, the relationship among excitation source, structural vibration and acoustic radiation is studied. The dynamic characteristics of the structure and the radiation efficiency are also important factors affecting the excitation accuracy of acoustic reconstruction.
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB535

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳正茂;自適應濾波器及其應用研究[J];南昌水專學報;2004年02期

2 李春宇;;基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應濾波器[J];常州工學院學報;2005年06期

3 吳軼剛,范猛;自適應濾波器參數(shù)選擇和仿真結(jié)果[J];吉林工學院學報(自然科學版);2001年02期

4 劉濤,范軍,湯渭霖;水中彈性圓柱殼的共振聲輻射[J];聲學學報;2002年01期

5 趙志高,黃其柏;復雜結(jié)構(gòu)的聲輻射解耦及其聲輻射效率分析[J];振動工程學報;2004年03期

6 肖娜,楊翠娥;一種新的盲自適應頻移濾波器[J];應用科技;2004年11期

7 侯國祥,翁章卓,祝玉梅,吳崇健;充液雙層殼的振動與聲輻射計算[J];華中科技大學學報(自然科學版);2005年10期

8 楊紅;李生明;;自適應濾波器在噪聲對消中的應用[J];長江工程職業(yè)技術(shù)學院學報;2005年04期

9 盧學軍;王開和;;管道系統(tǒng)振動聲輻射的數(shù)值計算方法[J];機械強度;2006年02期

10 朱洪俊;王忠;廖磊;楊玉民;;多尺度分解下的自適應濾波器組的構(gòu)建方法[J];重慶大學學報(自然科學版);2007年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 楊迎春;周其斗;;邊界元法中聲輻射問題積分奇異性的處理方法[A];第十二屆船舶水下噪聲學術(shù)討論會論文集[C];2009年

2 張磊;郭圣權(quán);孫紹文;;適用自適應濾波器[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

3 周永軍;盧智遠;牛中奇;孔令鋒;;自適應濾波器在心電信號檢測中的初步應用[A];全國非電離輻射與電離輻射生物效應及防護學術(shù)研討會論文匯編[C];2004年

4 林大楷;李曉東;;管道聲輻射的高階數(shù)值模擬[A];第十屆船舶水下噪聲學術(shù)討論會論文集[C];2005年

5 周];李曉東;;多延遲分塊頻域自適應濾波器算法的步長控制[A];中國聲學學會2007年青年學術(shù)會議論文集（下）[C];2007年

6 陳美霞;邱昌林;和衛(wèi)平;魏建輝;;雙殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)外殼中低頻振動與聲輻射相似性分析[A];第十二屆船舶水下噪聲學術(shù)討論會論文集[C];2009年

7 金葉青;姚熊亮;尹緒超;龐福振;;復雜錐柱結(jié)構(gòu)聲輻射數(shù)值計算研究[A];第十三屆船舶水下噪聲學術(shù)討論會論文集[C];2011年

8 程曉斌;徐健;李曉東;;不均勻子帶長階自適應聲學回聲抵消[A];中國聲學學會2002年全國聲學學術(shù)會議論文集[C];2002年

9 袁亮;艾國慶;倪樵;;用有限元/邊界元方法計算U型輸流管耦合振動聲輻射[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

10 袁亮;艾國慶;倪樵;;用有限元/邊界元方法計算U型輸流管耦合振動聲輻射[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 周盼;基于聲振信號的激勵源重構(gòu)方法研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

2 吳融融;聲波對球形粒子的聲輻射力研究[D];南京大學;2016年

3 許勝軍;利用波束和人工結(jié)構(gòu)調(diào)控聲輻射力[D];武漢大學;2014年

4 林斌;自適應濾波器的穩(wěn)態(tài)性能研究[D];大連海事大學;2008年

5 倪錦根;變設計參數(shù)子帶自適應濾波器研究[D];復旦大學;2011年

6 趙志高;結(jié)構(gòu)聲輻射的機理與數(shù)值方法研究[D];華中科技大學;2005年

7 劉志紅;聲輻射預估理論及其應用研究[D];青島理工大學;2010年

8 陳鴻洋;水下有界空間中彈性結(jié)構(gòu)的聲輻射預報方法研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

9 黎勝;水下結(jié)構(gòu)聲輻射和聲傳輸?shù)臄?shù)值分析及主動控制模擬研究[D];大連理工大學;2001年

10 李林凌;計及氣固耦合聲輻射理論與應用研究[D];華中科技大學;2005年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 于杰;自適應數(shù)字濾波器算法的研究與實現(xiàn)[D];天津理工大學;2015年

2 李彬;瓦斯監(jiān)測中大數(shù)干擾的濾除及自適應濾波器的優(yōu)化研究[D];江西理工大學;2015年

3 竇松然;殼體結(jié)構(gòu)振動及聲輻射的粘彈性阻尼控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 周成林;油液磨粒信號檢測的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

5 姚明鏡;基于流固聲耦合的機械結(jié)構(gòu)振動—聲輻射研究[D];南華大學;2015年

6 陳朵朵;管道風吹聲在鍋爐泄漏監(jiān)測中的應用研究[D];華北電力大學;2015年

7 戚曉慧;子帶自適應濾波技術(shù)研究及其應用[D];解放軍信息工程大學;2015年

8 雷宇;基于FPGA的自適應濾波器設計[D];太原理工大學;2016年

9 李瑰;內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)聲輻射仿真技術(shù)研究[D];中北大學;2016年

10 高偉龍;基于聲輻射的板結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];中北大學;2016年

，

本文編號：1821864