聲源識別是噪聲控制的基礎(chǔ),只有準(zhǔn)確識別聲源位置,研究其分布特點和輻射特性,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處理技術(shù)實現(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,測量前要進行匹配與校準(zhǔn)工作,且數(shù)據(jù)運算量大。本文在傳聲器陣列結(jié)合內(nèi)積運算識別聲源基礎(chǔ)上,研究使用單個運動傳聲器進行聲源識別。本文方法以內(nèi)積運算為基礎(chǔ),內(nèi)積法識別聲源的原理是將陣列上每一個傳聲器采集的聲壓信號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,對兩向量做內(nèi)積運算并使用擬牛頓算法搜索內(nèi)積最大值,內(nèi)積模峰值處對應(yīng)的虛擬聲源恰與實際聲源重合,從而達到識別聲源的目的。在內(nèi)積算法基礎(chǔ)上嘗試采用單個運動傳聲器進行聲源識別。首先使用傳聲器測量聲源輻射聲壓并做頻譜分析識別聲源頻率;安排傳聲器沿既定軌跡低速運動同時采集聲壓信號,為解決時域聲壓無法直接構(gòu)成相關(guān)關(guān)系的問題,對時域聲壓數(shù)據(jù)等時間間隔分段并做時頻變換,將每一段離散的時域值變?yōu)橐粋�頻域值,然后按順序整合成向量;構(gòu)造虛擬點聲源,模擬傳聲器以同樣的運動方式采集聲壓并做同樣處理,得到每一個虛擬點源對應(yīng)的聲壓向量并做歸一化,計算兩組向量內(nèi)積并搜索內(nèi)積極值便可得到聲源位置,進而計算聲源強度和初相位,從而識別出聲源所有參數(shù)。建立識別模型,將此方法分別應(yīng)用于平面和空間內(nèi)的點聲源識別,重構(gòu)聲源近場聲壓分布,并考察方法的抗噪聲干擾能力。仿真算例結(jié)果表明,該方法可以有效識別聲源,且抗噪效果良好�？疾觳煌侄螘r間長度對聲源識別結(jié)果的影響,計算傳聲器有速度誤差時的識別結(jié)果。分析模擬計算結(jié)果發(fā)現(xiàn),聲源識別結(jié)果與分段時間長度相關(guān),當(dāng)分段時間小于6個信號周期時,識別結(jié)果有偏差,誤差主要由負頻率項積分造成。分析時頻變換積分前后兩項積分值變化趨勢,提出使用信號半周期分段方法來減小負頻率項干擾,提高聲源識別精度。仿真算例表明,采用半周期分段時,識別結(jié)果不受分段時間長短限制,較小的分段時間也有較好的識別精度,且識別結(jié)果與聲源頻率和時域聲壓分段段數(shù)無關(guān)。分析傳聲器運動狀態(tài)有偏差時的識別結(jié)果發(fā)現(xiàn),較小的傳聲器運動速度偏差對聲源識別結(jié)果影響不明顯。在半消聲實驗室進行聲源識別試驗,選擇無指向性球聲源作為識別對象,使用高靈敏度傳聲器沿既定軌道運動同時采集聲壓信號,對聲壓數(shù)據(jù)進行頻譜分析并導(dǎo)入預(yù)編聲源識別程序,計算并觀察內(nèi)積模分布及對應(yīng)投影圖發(fā)現(xiàn),在聲源位置附近存在唯一內(nèi)積峰值,即表明使用單個運動傳聲器可以有效定位聲源。對不同頻率聲源進行定位試驗,結(jié)果表明,該方法對不同頻率段聲源的識別具有普遍適用性,工程實用性好。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB53
【部分圖文】：

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

圖 3.2 運動傳聲器識別平面內(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采集聲壓信號，通過傅里

由位置誤差帶來。根據(jù)識別出的聲源各項參數(shù)重構(gòu)聲壓分布，并與真實聲壓分布對比，重構(gòu)聲壓面選取在 z 0.03m 處，識別聲壓分布如圖 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】

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本文編號：2813461