基于小波降噪技術的OPAX方法改進研究及應用
發(fā)布時間:2021-02-17 19:55
傳遞路徑分析方法(TPA)是識別車輛振動源和噪聲源的有效方法。其理論日漸成熟,形成了多種以傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法(CTPA)為基礎的分析方法。本文依托遼寧省自然科學基金項目的支持,對擴展工況傳遞路徑分析方法(OPAX)進行研究。在擴展工況傳遞路徑的模型建立中,輸入端的信號是車輛在加速工況下獲得的,難免混入了噪聲信號,影響了載荷識別的精度,導致計算各傳遞路徑振動貢獻量時存在誤差�;诖藛栴},本文采用小波降噪技術來改進OPAX方法。通過分析兩種經(jīng)典閾值方法的優(yōu)缺點,利用有效信號和噪聲信號在進行小波分解后,各自的小波分解系數(shù)具有較大的差異性的特點,確定適合處理含噪信號的最佳閾值;同時綜合兩種經(jīng)典閾值函數(shù)的優(yōu)點,以此來構造新小波閾值和新小波閾值函數(shù);采用回歸分析中的決定系數(shù)、信噪比、均方根誤差以及平滑度,作為OPAX方法對各傳遞路徑貢獻量精度識別的評判基準。以某國產(chǎn)SUV為研究對象,建立傳遞路徑分析模型。進行車輛振動傳遞測試試驗,采用勻加速工況,測得各懸置及目標點處的振動加速度信號及頻率響應函數(shù)。對測得加速度信號進行小波閾值降噪處理,通過OPAX模塊分別計算出降噪前后各路徑對目標點的振動貢獻量。...
【文章來源】:沈陽理工大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
傳遞路徑分析方法模型示意圖
沈陽理工大學碩士學位論文-10-式中:)(ky是響應點k的總貢獻量,是振動頻率,n是振動傳遞路徑的數(shù)目,p是聲學傳遞路徑的個數(shù),)(iF是振動載荷,)(jQ是聲學載荷,)(kiH是頻率振動響應函數(shù)表達式,)(kjH是頻率聲學響應函數(shù)表達式。本文此次只研究振動載荷的計算方法,iF振動載荷力具體的計算公式見式(2-5),主要通過主被動懸置兩側的振動加速度及懸置自身的剛度特性曲線圖來進行計算的。kiH頻率振動響應函數(shù)主要是通過力錘激勵獲得的。某一條路徑對響應點的影響程度便能夠用貢獻量的形式表示出來,利用貢獻量計算結果分析可以迅速找到重點路徑及頻率范圍,并且,頻率響應函數(shù)測量和工況載荷的識別是找到問題所在和提出修改方案的核心,修改方案通常以改進輸入端載荷、懸置動剛度或傳遞路徑為切入點。傳統(tǒng)傳遞路徑分析TPA方法建模分析流程為:(1)頻率響應函數(shù)測試:通過力錘進行頻率響應函數(shù)的測量;(2)收集運行工況數(shù)據(jù):將傳感器安裝在試驗對象上,收集運行工況下的數(shù)據(jù);(3)工況載荷的識別:直接通過逆矩陣法來對載荷進行識別;(4)路徑貢獻量計算:計算出各個傳遞路徑的貢獻量。圖2.2TPA模型示意圖Fig2.2SketchofTPAmodel
沈陽理工大學碩士學位論文-14-工況傳遞路徑分析OPA方法建模分析流程為:(1)獲取運行工況數(shù)據(jù):將傳感器安裝在試驗對象上,獲取運行工況下的數(shù)據(jù);(2)試驗參數(shù)識別:通過奇異值分解技術(SVD)來對函數(shù)矩陣進行識別;(3)工況載荷識別:利用廣義逆矩陣的方法對工況載荷進行識別;(4)貢獻量計算:計算出各個傳遞路徑的貢獻量。圖2.3OPA模型示意圖Fig2.3SketchofOPAmodel工況傳遞路徑分析OPA方法是通過計算最小二乘的辦法給出運行工況下輸入點和輸出點兩者之間的線性傳輸率,而且為了減少噪聲干擾的影響,SVD(奇異值分解)技術被代入到OPA建立模型的計算過程中,識別出系統(tǒng)傳輸率后,通過廣義逆矩陣的方法,求解施加的工作載荷力,最后計算出每一個傳遞路徑的貢獻量[32]。工況傳遞路徑分析方法與傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法相比,優(yōu)點在于僅需要獲取在運行工況下的信號,從而簡便地建立起模型來進行路徑分析,免去了獲取大量傳輸函數(shù)的過程,極大地節(jié)約了建立模型的時間。然而OPA方法極易受到各傳遞路徑之間耦合情況的干擾,因為振動系統(tǒng)自身具有的模態(tài)特性,所以容易引起傳遞路徑產(chǎn)生識別錯誤。2.3OPAX方法基本原理擴展工況工況傳遞路徑分析OPAX方法是由國外科研工作者提出了一種新型傳遞路徑分析模型方法[17],此方法通過獲取到運行工況下的數(shù)據(jù)加上少數(shù)的頻率響應函數(shù)測量,在參數(shù)化建立模型的基礎上,識別工況載荷,解決了傳統(tǒng)傳遞路徑分析TPA方法工作進度緩慢,周期長的問題,并且通過數(shù)學方法解決噪聲信號的影響,在載荷識別精度
【參考文獻】:
期刊論文
[1]小波閾值降噪技術對OPAX方法的改進研究[J]. 潘公宇,朱瑞. 噪聲與振動控制. 2019(03)
[2]基于提升小波變換的閾值改進去噪算法在紫外可見光譜中的研究[J]. 周風波,李長庚,朱紅求. 光譜學與光譜分析. 2018(02)
[3]基于擴展工況傳遞路徑分析的駕駛室振動傳遞路徑二級建模應用研究[J]. 陳劍,鄧支強,曾維俊,舒宏超,李士愛,戎芳明. 振動與沖擊. 2018(03)
[4]相對傳遞路徑分析方法及其在轎車車身振動分析中的應用[J]. 王增偉,朱平,覃智威,劉釗. 汽車技術. 2017(09)
[5]基于小波閾值的浮動車數(shù)據(jù)消噪算法[J]. 汪宏宇,郎瑩,韓海花,王孝廣,梅文博. 北京理工大學學報. 2017(07)
[6]基于自適應層數(shù)分解的小波變換濾除沖擊信號[J]. 王鍇,劉志國,劉剛,易龍濤,陳曼,彭詩棋. 湖南大學學報(自然科學版). 2015(10)
[7]小波降噪在汽車系統(tǒng)中的應用研究[J]. 張波. 信息化建設. 2015(09)
[8]基于OPAX方法的不同進氣管通過噪聲對比試驗研究[J]. 劉興恕,張伯俊,高海珍. 汽車維修. 2015(09)
[9]擴展工況傳遞路徑分析方法改進[J]. 莫愁,陳吉清,蘭鳳崇. 振動與沖擊. 2015(08)
[10]OPAX技術在解決車內(nèi)轟鳴聲中的應用[J]. 張秋華,王君,李明江. 湖北汽車工業(yè)學院學報. 2014(04)
博士論文
[1]傳遞路徑分析方法理論研究及其汽車降噪實踐[D]. 莫愁.華南理工大學 2015
[2]基于傳遞路徑分析的汽車車內(nèi)噪聲識別與控制[D]. 趙彤航.吉林大學 2008
碩士論文
[1]OPAX方法理論研究及動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[D]. 朱瑞.江蘇大學 2019
[2]基于OPAX方法的駕駛室振動傳遞路徑分析[D]. 曾維俊.合肥工業(yè)大學 2014
本文編號:3038453
【文章來源】:沈陽理工大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
傳遞路徑分析方法模型示意圖
沈陽理工大學碩士學位論文-10-式中:)(ky是響應點k的總貢獻量,是振動頻率,n是振動傳遞路徑的數(shù)目,p是聲學傳遞路徑的個數(shù),)(iF是振動載荷,)(jQ是聲學載荷,)(kiH是頻率振動響應函數(shù)表達式,)(kjH是頻率聲學響應函數(shù)表達式。本文此次只研究振動載荷的計算方法,iF振動載荷力具體的計算公式見式(2-5),主要通過主被動懸置兩側的振動加速度及懸置自身的剛度特性曲線圖來進行計算的。kiH頻率振動響應函數(shù)主要是通過力錘激勵獲得的。某一條路徑對響應點的影響程度便能夠用貢獻量的形式表示出來,利用貢獻量計算結果分析可以迅速找到重點路徑及頻率范圍,并且,頻率響應函數(shù)測量和工況載荷的識別是找到問題所在和提出修改方案的核心,修改方案通常以改進輸入端載荷、懸置動剛度或傳遞路徑為切入點。傳統(tǒng)傳遞路徑分析TPA方法建模分析流程為:(1)頻率響應函數(shù)測試:通過力錘進行頻率響應函數(shù)的測量;(2)收集運行工況數(shù)據(jù):將傳感器安裝在試驗對象上,收集運行工況下的數(shù)據(jù);(3)工況載荷的識別:直接通過逆矩陣法來對載荷進行識別;(4)路徑貢獻量計算:計算出各個傳遞路徑的貢獻量。圖2.2TPA模型示意圖Fig2.2SketchofTPAmodel
沈陽理工大學碩士學位論文-14-工況傳遞路徑分析OPA方法建模分析流程為:(1)獲取運行工況數(shù)據(jù):將傳感器安裝在試驗對象上,獲取運行工況下的數(shù)據(jù);(2)試驗參數(shù)識別:通過奇異值分解技術(SVD)來對函數(shù)矩陣進行識別;(3)工況載荷識別:利用廣義逆矩陣的方法對工況載荷進行識別;(4)貢獻量計算:計算出各個傳遞路徑的貢獻量。圖2.3OPA模型示意圖Fig2.3SketchofOPAmodel工況傳遞路徑分析OPA方法是通過計算最小二乘的辦法給出運行工況下輸入點和輸出點兩者之間的線性傳輸率,而且為了減少噪聲干擾的影響,SVD(奇異值分解)技術被代入到OPA建立模型的計算過程中,識別出系統(tǒng)傳輸率后,通過廣義逆矩陣的方法,求解施加的工作載荷力,最后計算出每一個傳遞路徑的貢獻量[32]。工況傳遞路徑分析方法與傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法相比,優(yōu)點在于僅需要獲取在運行工況下的信號,從而簡便地建立起模型來進行路徑分析,免去了獲取大量傳輸函數(shù)的過程,極大地節(jié)約了建立模型的時間。然而OPA方法極易受到各傳遞路徑之間耦合情況的干擾,因為振動系統(tǒng)自身具有的模態(tài)特性,所以容易引起傳遞路徑產(chǎn)生識別錯誤。2.3OPAX方法基本原理擴展工況工況傳遞路徑分析OPAX方法是由國外科研工作者提出了一種新型傳遞路徑分析模型方法[17],此方法通過獲取到運行工況下的數(shù)據(jù)加上少數(shù)的頻率響應函數(shù)測量,在參數(shù)化建立模型的基礎上,識別工況載荷,解決了傳統(tǒng)傳遞路徑分析TPA方法工作進度緩慢,周期長的問題,并且通過數(shù)學方法解決噪聲信號的影響,在載荷識別精度
【參考文獻】:
期刊論文
[1]小波閾值降噪技術對OPAX方法的改進研究[J]. 潘公宇,朱瑞. 噪聲與振動控制. 2019(03)
[2]基于提升小波變換的閾值改進去噪算法在紫外可見光譜中的研究[J]. 周風波,李長庚,朱紅求. 光譜學與光譜分析. 2018(02)
[3]基于擴展工況傳遞路徑分析的駕駛室振動傳遞路徑二級建模應用研究[J]. 陳劍,鄧支強,曾維俊,舒宏超,李士愛,戎芳明. 振動與沖擊. 2018(03)
[4]相對傳遞路徑分析方法及其在轎車車身振動分析中的應用[J]. 王增偉,朱平,覃智威,劉釗. 汽車技術. 2017(09)
[5]基于小波閾值的浮動車數(shù)據(jù)消噪算法[J]. 汪宏宇,郎瑩,韓海花,王孝廣,梅文博. 北京理工大學學報. 2017(07)
[6]基于自適應層數(shù)分解的小波變換濾除沖擊信號[J]. 王鍇,劉志國,劉剛,易龍濤,陳曼,彭詩棋. 湖南大學學報(自然科學版). 2015(10)
[7]小波降噪在汽車系統(tǒng)中的應用研究[J]. 張波. 信息化建設. 2015(09)
[8]基于OPAX方法的不同進氣管通過噪聲對比試驗研究[J]. 劉興恕,張伯俊,高海珍. 汽車維修. 2015(09)
[9]擴展工況傳遞路徑分析方法改進[J]. 莫愁,陳吉清,蘭鳳崇. 振動與沖擊. 2015(08)
[10]OPAX技術在解決車內(nèi)轟鳴聲中的應用[J]. 張秋華,王君,李明江. 湖北汽車工業(yè)學院學報. 2014(04)
博士論文
[1]傳遞路徑分析方法理論研究及其汽車降噪實踐[D]. 莫愁.華南理工大學 2015
[2]基于傳遞路徑分析的汽車車內(nèi)噪聲識別與控制[D]. 趙彤航.吉林大學 2008
碩士論文
[1]OPAX方法理論研究及動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[D]. 朱瑞.江蘇大學 2019
[2]基于OPAX方法的駕駛室振動傳遞路徑分析[D]. 曾維俊.合肥工業(yè)大學 2014
本文編號:3038453
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