聲源識(shí)別是噪聲控制的基礎(chǔ),只有準(zhǔn)確識(shí)別聲源位置,研究其分布特點(diǎn)和輻射特性,才能更好地控制噪聲。常見的聲源定位方法大都基于陣列信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn),但陣列普遍存在相位失配誤差和頻響特性不一致的問題,測(cè)量前要進(jìn)行匹配與校準(zhǔn)工作,且數(shù)據(jù)運(yùn)算量大。本文在傳聲器陣列結(jié)合內(nèi)積運(yùn)算識(shí)別聲源基礎(chǔ)上,研究使用單個(gè)運(yùn)動(dòng)傳聲器進(jìn)行聲源識(shí)別。本文方法以內(nèi)積運(yùn)算為基礎(chǔ),內(nèi)積法識(shí)別聲源的原理是將陣列上每一個(gè)傳聲器采集的聲壓信號(hào)變換到頻域后整合成聲壓向量,構(gòu)造同頻率的虛擬聲源,采用同樣的處理方法得到虛擬聲壓向量,對(duì)兩向量做內(nèi)積運(yùn)算并使用擬牛頓算法搜索內(nèi)積最大值,內(nèi)積模峰值處對(duì)應(yīng)的虛擬聲源恰與實(shí)際聲源重合,從而達(dá)到識(shí)別聲源的目的。在內(nèi)積算法基礎(chǔ)上嘗試采用單個(gè)運(yùn)動(dòng)傳聲器進(jìn)行聲源識(shí)別。首先使用傳聲器測(cè)量聲源輻射聲壓并做頻譜分析識(shí)別聲源頻率;安排傳聲器沿既定軌跡低速運(yùn)動(dòng)同時(shí)采集聲壓信號(hào),為解決時(shí)域聲壓無法直接構(gòu)成相關(guān)關(guān)系的問題,對(duì)時(shí)域聲壓數(shù)據(jù)等時(shí)間間隔分段并做時(shí)頻變換,將每一段離散的時(shí)域值變?yōu)橐粋�(gè)頻域值,然后按順序整合成向量;構(gòu)造虛擬點(diǎn)聲源,模擬傳聲器以同樣的運(yùn)動(dòng)方式采集聲壓并做同樣處理,得到每一個(gè)虛擬點(diǎn)源對(duì)應(yīng)的聲壓向量并做歸一化,計(jì)算兩組向量?jī)?nèi)積并搜索內(nèi)積極值便可得到聲源位置,進(jìn)而計(jì)算聲源強(qiáng)度和初相位,從而識(shí)別出聲源所有參數(shù)。建立識(shí)別模型,將此方法分別應(yīng)用于平面和空間內(nèi)的點(diǎn)聲源識(shí)別,重構(gòu)聲源近場(chǎng)聲壓分布,并考察方法的抗噪聲干擾能力。仿真算例結(jié)果表明,該方法可以有效識(shí)別聲源,且抗噪效果良好�？疾觳煌侄螘r(shí)間長(zhǎng)度對(duì)聲源識(shí)別結(jié)果的影響,計(jì)算傳聲器有速度誤差時(shí)的識(shí)別結(jié)果。分析模擬計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),聲源識(shí)別結(jié)果與分段時(shí)間長(zhǎng)度相關(guān),當(dāng)分段時(shí)間小于6個(gè)信號(hào)周期時(shí),識(shí)別結(jié)果有偏差,誤差主要由負(fù)頻率項(xiàng)積分造成。分析時(shí)頻變換積分前后兩項(xiàng)積分值變化趨勢(shì),提出使用信號(hào)半周期分段方法來減小負(fù)頻率項(xiàng)干擾,提高聲源識(shí)別精度。仿真算例表明,采用半周期分段時(shí),識(shí)別結(jié)果不受分段時(shí)間長(zhǎng)短限制,較小的分段時(shí)間也有較好的識(shí)別精度,且識(shí)別結(jié)果與聲源頻率和時(shí)域聲壓分段段數(shù)無關(guān)。分析傳聲器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有偏差時(shí)的識(shí)別結(jié)果發(fā)現(xiàn),較小的傳聲器運(yùn)動(dòng)速度偏差對(duì)聲源識(shí)別結(jié)果影響不明顯。在半消聲實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行聲源識(shí)別試驗(yàn),選擇無指向性球聲源作為識(shí)別對(duì)象,使用高靈敏度傳聲器沿既定軌道運(yùn)動(dòng)同時(shí)采集聲壓信號(hào),對(duì)聲壓數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析并導(dǎo)入預(yù)編聲源識(shí)別程序,計(jì)算并觀察內(nèi)積模分布及對(duì)應(yīng)投影圖發(fā)現(xiàn),在聲源位置附近存在唯一內(nèi)積峰值,即表明使用單個(gè)運(yùn)動(dòng)傳聲器可以有效定位聲源。對(duì)不同頻率聲源進(jìn)行定位試驗(yàn),結(jié)果表明,該方法對(duì)不同頻率段聲源的識(shí)別具有普遍適用性,工程實(shí)用性好。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB53
【部分圖文】：

圖 2.4 實(shí)際聲源與識(shí)別聲源聲壓分布圖對(duì)比Fig.2.4 Comparison of sound pressure distribution map between actual source and recognition source2.4 本章小結(jié)本章介紹了點(diǎn)聲源的輻射理論，給出使用傳聲器陣列結(jié)合內(nèi)積運(yùn)算進(jìn)行聲源識(shí)別的模

圖 3.2 運(yùn)動(dòng)傳聲器識(shí)別平面內(nèi)聲源幾何示意圖ometric sketch of in-plane sound source identification by using moving源的頻率，將傳聲器固定于一點(diǎn)采集聲壓信號(hào)，通過傅里

由位置誤差帶來。根據(jù)識(shí)別出的聲源各項(xiàng)參數(shù)重構(gòu)聲壓分布，并與真實(shí)聲壓分布對(duì)比，重構(gòu)聲壓面選取在 z 0.03m 處，識(shí)別聲壓分布如圖 3.6 所示。由圖可知，由于聲源位置定位存在偏差，造成重構(gòu)聲壓圖的最大聲壓位置與實(shí)際聲源聲壓分布出現(xiàn)一定偏差，但分布結(jié)果大體一致。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2813461