本文選題：旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別 + 多普勒效應(yīng)　； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：以葉輪機(jī)械為代表的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在給工業(yè)生產(chǎn)提供動(dòng)力的同時(shí),也產(chǎn)生了嚴(yán)重的噪聲污染問題。降低這些旋轉(zhuǎn)機(jī)械的噪聲迫在眉睫,而控制聲源是降低噪聲的最根本措施。基于傳聲器陣列識(shí)別聲源可為聲源的主被動(dòng)控制提供重要的指導(dǎo),然而目前的聲源識(shí)別方法主要是針對(duì)靜止聲源。由于旋轉(zhuǎn)聲源所產(chǎn)生的聲信號(hào)中包含明顯的多普勒效應(yīng),因此現(xiàn)有方法在識(shí)別旋轉(zhuǎn)聲源時(shí)會(huì)失效。圍繞該問題,本論文將研究基于傳聲器陣列的旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別方法,為旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別提供理論依據(jù)和指導(dǎo)方法。具體研究?jī)?nèi)容如下:第一章首先闡述了旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別的背景和意義,然后通過論述旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并分析其中存在的問題,提出本論文的研究?jī)?nèi)容。第二章針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)單極子聲源識(shí)別方法計(jì)算效率低的問題,提出了基于DAMAS2的自由場(chǎng)旋轉(zhuǎn)單極子聲源識(shí)別方法。首先分析了自由場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)單極子產(chǎn)生的多普勒效應(yīng),以及其對(duì)聲源識(shí)別結(jié)果的影響;然后采用旋轉(zhuǎn)框架技術(shù)消除多普勒效應(yīng)的影響;繼而采用DAMAS2解卷算法識(shí)別旋轉(zhuǎn)聲源,提高聲源識(shí)別分辨率和計(jì)算效率;最后,通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了所提基于DAMAS2的自由場(chǎng)旋轉(zhuǎn)單極子聲源識(shí)別方法的有效性。第三章針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別方法無法準(zhǔn)確識(shí)別實(shí)際工程中常遇到的旋轉(zhuǎn)偶極子聲源問題,提出了自由場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)偶極子聲源識(shí)別方法。考慮到實(shí)際旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生的聲源中,周向偶極子和軸向偶極子占主要部分,因此基于球諧波展開的方法推導(dǎo)出這兩種偶極子Green函數(shù),并分析這兩種偶極子Green函數(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的模態(tài)截?cái)鄶?shù)的選取問題。通過引入旋轉(zhuǎn)框架技術(shù)消除多普勒效應(yīng)后,在高頻采用波束形成技術(shù)來識(shí)別聲源,在中低頻采用反技術(shù)來識(shí)別聲源。最后通過數(shù)值仿真和無人機(jī)旋轉(zhuǎn)槳葉的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性。第四章針對(duì)現(xiàn)有管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別方法測(cè)量成本高的問題,提出了基于正交匹配追蹤算法的管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別方法。首先分析了管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)聲源的輻射聲場(chǎng)特性;然后采用旋轉(zhuǎn)框架技術(shù)消除了管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)聲源產(chǎn)生的多普勒效應(yīng);之后采用基于正交匹配追蹤算法的方法來實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別,以達(dá)到利用較少傳聲器測(cè)量來獲得高分辨率聲源識(shí)別的目的,進(jìn)而減少測(cè)量成本、提高測(cè)量效率;最后,通過數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。第五章總結(jié)了本文的主要研究成果,提出了需要進(jìn)一步研究和解決的問題。
[Abstract]:The rotating machinery, represented by impeller machinery, not only provides power for industrial production, but also causes serious noise pollution. It is urgent to reduce the noise of these rotating machinery, and controlling the sound source is the most fundamental measure to reduce the noise. The recognition of sound sources based on microphone arrays can provide important guidance for active and passive control of sound sources. However, the current methods of acoustic source identification are mainly aimed at static sound sources. Due to the obvious Doppler effect in the sound signal generated by the rotating sound source, the existing methods will fail in identifying the rotating sound source. Around this problem, this paper will study the method of rotating sound source recognition based on microphone array, which provides theoretical basis and guidance method for rotary sound source recognition. The specific research contents are as follows: in the first chapter, the background and significance of rotary sound source recognition are introduced, and then the research status of rotary sound source recognition technology is discussed, and the existing problems are analyzed, and the research content of this paper is put forward. In the second chapter, aiming at the problem of low computational efficiency of the existing methods for the recognition of rotating monopole sound sources, a free-field rotating monopole source recognition method based on DAMAS2 is proposed. Firstly, the Doppler effect of rotating monopole in free field and its influence on the result of sound source identification are analyzed. Then, the influence of Doppler effect is eliminated by rotating frame technique, and then the rotating sound source is identified by DAMAS2 unwinding algorithm. Finally, the effectiveness of the proposed method based on DAMAS2 is verified by numerical simulation and experimental analysis. In the third chapter, aiming at the problem that the existing methods of rotary sound source identification can not accurately identify the rotating dipole sound source which is often encountered in practical engineering, a method for the identification of rotating dipole sound source in free field is proposed. Considering that the circumferential dipole and the axial dipole are the main parts of the sound source produced by the actual rotating machinery, the Green functions of the two dipoles are derived based on the spherical harmonic expansion method. The selection of modal truncation in the practical application of the two dipole Green functions is analyzed. After the Doppler effect is eliminated by introducing the rotating frame technique, the beamforming technique is used to identify the sound source at high frequency and the inverse technique is used to identify the sound source in the middle and low frequency. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified by numerical simulation and experiments on rotating blades of UAV. In chapter 4, aiming at the problem of high measurement cost of the existing methods for identifying rotating sound sources in pipelines, a method based on orthogonal matching tracking algorithm is proposed for identification of rotating sound sources in pipelines. Firstly, the characteristics of the radiated sound field of the rotating sound source in the pipeline are analyzed, and then the Doppler effect caused by the rotating sound source in the pipeline is eliminated by using the rotating frame technique. Then the method based on orthogonal matching tracking algorithm is used to realize the identification of rotating sound source in pipeline, so as to achieve the purpose of obtaining high resolution sound source identification by using fewer microphone measurements, thus reducing the cost of measurement and improving the measurement efficiency. Finally, The effectiveness and superiority of the proposed method are verified by numerical simulation. The fifth chapter summarizes the main research results of this paper, and points out the problems that need to be further studied and solved.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB53

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊杰;張明路;;一種改進(jìn)的聲源目標(biāo)成型波定位方法的研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

2 葉一枝;黃建民;;聲源定位技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中研究與應(yīng)用[J];上海電氣技術(shù);2009年02期

3 趙立業(yè);李宏生;;噪聲與共振環(huán)境下的數(shù)字助聽器魯棒聲源定位法(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2010年02期

4 雷斌;孫舟;;分布式聲源定位算法實(shí)現(xiàn)[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

5 梁瑞宇;趙力;奚吉;張學(xué)武;王青云;;基于聽覺仿生和壓縮感知的助聽器聲源定位方法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2011年06期

6 萬新旺;吳鎮(zhèn)揚(yáng);;基于雙耳互相關(guān)函數(shù)的聲源定位算法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

7 田傲;楊鵬;孫昊;祖麗楠;;聲源定位系統(tǒng)中可控聲源的設(shè)計(jì)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2011年12期

8 朱洪斌;蘇歡;;激光監(jiān)聽與聲源定位[J];電子制作;2013年08期

9 周迪,莊文雄;聲源定位—機(jī)械噪聲源的鑒別[J];噪聲與振動(dòng)控制;1984年01期

10 龔惠哲;;一種簡(jiǎn)單的三維空間聲源定位方法(英文)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 汪增福;劉克輝;王東;韓文善;;基于聲壓幅度比的聲源定位[A];2001年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2001年

2 饒丹;謝菠蓀;;聲源指向性對(duì)雙耳可聽化質(zhì)量的影響[A];2005年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

3 饒丹;謝菠蓀;;聲源指向性對(duì)雙耳可聽化質(zhì)量的影響[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

4 沈常宇;郭寶金;姜守軍;蔣坤軍;;小區(qū)域高精度實(shí)時(shí)三維聲源定位系統(tǒng)[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

5 原晶晶;;3-7歲正常兒童聲源定位能力的研究[A];2010全國(guó)耳鼻咽喉頭頸外科中青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2010年

6 全海英;張旭;鄧軍民;于紅玉;徐瑾;孫涌;何寶新;水玉海;王寧宇;;聲源定位測(cè)聽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

7 劉哲;陳日林;羅倫楷;滕鵬曉;楊亦春;;探測(cè)距離對(duì)聲源定位精度的影響[A];泛在信息社會(huì)中的聲學(xué)——中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2010年全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 黃益旺;楊士莪;呂錢浩;;基于時(shí)延的匹配場(chǎng)聲源定位[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

9 劉紅云;劉桂禮;羅倩;;基于改進(jìn)時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法實(shí)現(xiàn)[A];2011年通信與信息技術(shù)新進(jìn)展——第八屆中國(guó)通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

10 朱勝佳;任海鵬;;基于混沌共軛梯度法的二維聲源定位方法研究[A];2010振動(dòng)與噪聲測(cè)試峰會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 李函;人是如何定位聲源的？[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王子騰;高速車輛的聲源定量識(shí)別方法[D];清華大學(xué);2014年

2 丁浩;可識(shí)別聲源深度的三維聲聚焦波束形成方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

3 周悅;信息理論準(zhǔn)則下的匹配場(chǎng)聲源定位[D];浙江大學(xué);2015年

4 楊志國(guó);馬爾可夫狀態(tài)—空間模型下的聲源定位與跟蹤[D];浙江大學(xué);2013年

5 周成;人耳聲源定位與編碼技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2011年

6 劉松;基于相位共軛方法進(jìn)行聲源識(shí)別和定位[D];大連理工大學(xué);2011年

7 黃益旺;淺海遠(yuǎn)距離匹配場(chǎng)聲源定位研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

8 張承云;虛擬聽覺環(huán)境實(shí)時(shí)繪制系統(tǒng)平臺(tái)研究[D];華南理工大學(xué);2012年

9 陳韶華;海洋聲源信息獲取與傳輸技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

10 徐勤奇;基于正四面體傳聲器陣列的機(jī)器人聲源定位方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李賀;基于波束形成算法的聲源定位研究及DSP實(shí)現(xiàn)[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 劉慧珠;基于麥克風(fēng)陣列的聲源方位估計(jì)算法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 薛偉誠(chéng);鋸齒尾緣翼型降噪實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

4 肖駿;基于麥克風(fēng)陣列的實(shí)時(shí)聲源定位技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 劉茜茜;基于人耳聽覺系統(tǒng)的盲聲源分離方法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 李揚(yáng);基于小型麥克風(fēng)陣列的聲源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 李哲;聲源定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];河北科技大學(xué);2015年

8 仲維燦;不確定性條件下機(jī)器人聲源定位模型研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

9 楊博元;傳感器聲源目標(biāo)定位算法研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

10 徐亦達(dá);時(shí)變海洋聲速剖面移動(dòng)聲源反演方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1927815