本文關(guān)鍵詞：面向機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的聲源定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,越來越多的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)入到了日常生活和生產(chǎn)中,在給人們帶來了巨大便利的同時(shí),也帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):機(jī)電設(shè)備越復(fù)雜,出現(xiàn)故障的概率就越高。由于傳統(tǒng)的基于內(nèi)部傳感信息的機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測手段有著采集信息量少、效率低、智能化程度低的特點(diǎn),已無法滿足對日新月異的機(jī)電設(shè)備的監(jiān)測要求。因此,建立一套融合外部信息的機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測體系已經(jīng)勢在必行,聲音作為機(jī)電系統(tǒng)外部信息的重要組成部分,其關(guān)鍵性不言而喻�；谝陨峡紤],著重研究了聲源定位在機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測中的關(guān)鍵技術(shù)。以機(jī)電系統(tǒng)異常聲音信號作為研究對象,針對其噪聲復(fù)雜多變、跨越頻帶寬的特點(diǎn),提出了將傳統(tǒng)巴特沃斯濾波器與小波降噪技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的信號處理方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可以充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到信號降噪的目的。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)異常聲音信號的精確定位,采用基于時(shí)間差原理的聲源定位技術(shù)作為研究方法。該方法主要分兩部分,一部分是時(shí)間差的估計(jì),一部分是定位:本文以廣義互相關(guān)原理作為理論基礎(chǔ),成功估計(jì)出了時(shí)間差;對于定位部分,進(jìn)行了特定麥克風(fēng)陣列聲源定位模型的理論推演,仿真實(shí)驗(yàn)表明,該模型的定位誤差在1mm之內(nèi)。根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的實(shí)時(shí)性要求,在現(xiàn)有的端點(diǎn)檢測理論基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的基于信號短時(shí)能量的端點(diǎn)檢測方法,該方法克服了傳統(tǒng)端點(diǎn)檢測算法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠更加準(zhǔn)確、更加迅速的判斷出聲音中待定位信號的起始點(diǎn)。最后,搭建了聲源定位系統(tǒng)的軟硬件測試平臺(tái),對典型機(jī)電系統(tǒng)(鉆銑床)所發(fā)出的的異常聲音進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在麥克風(fēng)陣列的有效測量范圍內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)對異常聲源的精確定位,定位精度達(dá)到了±3cm,實(shí)現(xiàn)了以聲音作為外部傳感手段對機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的目的。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)電系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測 聲源定位 小波降噪 實(shí)時(shí)性
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH-39;TH17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 課題研究背景及意義10-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 聲源定位技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 主要研究工作16-17
• 第二章 機(jī)電系統(tǒng)聲音信號處理技術(shù)的研究17-33
• 2.1 聲音信號的采集17-22
• 2.1.1 麥克風(fēng)的應(yīng)用研究17-19
• 2.1.2 麥克風(fēng)陣列模型19-21
• 2.1.3 近場聲源模型和遠(yuǎn)場聲源模型的特性21-22
• 2.2 聲音信號的預(yù)處理22-26
• 2.2.1 預(yù)濾波和預(yù)加重22-24
• 2.2.2 聲音信號的短時(shí)分析24
• 2.2.3 聲音信號的端點(diǎn)檢測24-26
• 2.3 基于小波閾值法的機(jī)電系統(tǒng)聲音信號降噪研究26-31
• 2.3.1 小波降噪的原理26-28
• 2.3.2 小波閾值法降噪器的設(shè)計(jì)28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 基于廣義互相關(guān)原理的聲源定位技術(shù)研究33-47
• 3.1 聲源定位技術(shù)的相關(guān)研究33-38
• 3.1.1 聲源定位的基本概念33-34
• 3.1.2 面向機(jī)電系統(tǒng)的聲源定位方法研究34-38
• 3.2 基于到聲音達(dá)時(shí)間差的聲源定位技術(shù)38-42
• 3.2.1 聲音到達(dá)時(shí)間差的基本概念38-39
• 3.2.2 聲音到達(dá)時(shí)間差的估計(jì)方法39-42
• 3.3 基于麥克風(fēng)四元陣列模型的聲源定位算法42-45
• 3.3.1 算法理論部分的推演42-44
• 3.3.2 算法的仿真驗(yàn)證44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 聲源定位系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)47-57
• 4.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的搭建47-50
• 4.1.1 麥克風(fēng)的選擇47-48
• 4.1.2 麥克風(fēng)陣列框架的設(shè)計(jì)48-49
• 4.1.3 聲音采集卡的選擇49-50
• 4.2 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)50-56
• 4.2.1 虛擬儀器與Labview50-52
• 4.2.2 軟件部分的設(shè)計(jì)52-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 系統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析57-67
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)置57-59
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析59-65
• 5.2.1 背景噪聲知識的獲取59-60
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果60-62
• 5.2.3 數(shù)據(jù)分析62-65
• 5.3 影響系統(tǒng)定位精度及穩(wěn)定性的因素65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果73-75
• 致謝75

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 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年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（下冊）[C];2001年

2 饒丹;謝菠蓀;;聲源指向性對雙耳可聽化質(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;;聲源指向性對雙耳可聽化質(zhì)量的影響[A];中國聲學(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;;聲源定位測聽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊）[C];2007年

7 劉哲;陳日林;羅倫楷;滕鵬曉;楊亦春;;探測距離對聲源定位精度的影響[A];泛在信息社會(huì)中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2010年全國會(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)延的匹配場聲源定位[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(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)與噪聲測試峰會(huì)論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李函;人是如何定位聲源的？[N];科技日報(bào);2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 楊志國;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

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

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

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

5 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

6 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

7 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

8 饒丹;雙耳可聽化質(zhì)量及其影響因素的研究[D];華南理工大學(xué);2009年

9 湯永清;空間聽覺特征提取與3D音頻再現(xiàn)研究[D];上海大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 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;鋸齒尾緣翼型降噪實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(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

  本文關(guān)鍵詞：面向機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的聲源定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：384308