發(fā)布時間：2017-09-23 20:32

  本文關鍵詞：等效源法近場聲全息求解算法研究

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【摘要】：基于傳聲器陣列進行現(xiàn)場測量的近場聲全息(NAH)技術已被廣泛應用于汽車等領域的聲源識別及空間聲場可視化。而NAH具有多種全息算法,近年來基于等效源法的近場聲全息算法因其能適應于任何形狀聲源和陣列形式,且具有較高的重建精度和計算效率,而得到廣泛研究與應用。等效源法近場聲全息算法的關鍵是獲取等效源強度,而等效源強度的獲取具有多種求解算法,不同求解算法將導致聲場重建性能各異。本文給出了Tikhonov正則化等效源(TRESM)、迭代加權等效源(IWESM)和最速下降迭代等效源(SDIESM)三種求解算法,且采用了理論推導、數(shù)學建模、數(shù)值仿真和實驗驗證相結合的研究路線,對三種算法進行了比較研究;旨在探索一種能夠實現(xiàn)寬頻帶內較佳聲場重建性能的新算法,同時致力于提高聲場重建與聲源識別性能以及拓展等效源法近場聲全息算法的應用范圍。為提高TRESM算法的聲場重建精度,提出了性能更佳的修正Hald經驗公式法和Bayesian正則化準則法兩種新型正則化參數(shù)確定方法。且通過仿真分析與揚聲器聲輻射實驗驗證了所提出方法的正確性與優(yōu)越性。接著,為提升等效源法近場聲全息的低頻重建性能,給出了IWESM求解算法�；趩坞p聲源,比較了TRESM和IWESM算法的聲場重建精度,且實驗驗證了IWESM算法具有較佳中低頻重建性能的正確性。進一步,為改善等效源法近場聲全息的高頻重建性能,詳細推導了SDIESM求解算法,給出了該算法的聲場重建性能。且在不同全息距離和信噪比條件下,比較分析了TRESM、IWESM和SDIESM三種算法的綜合性能,得到各自的優(yōu)缺點:TRESM中低頻重建精度一般且高頻較差;IWESM具有極高的中低頻重建精度與分辨率,但高頻因對全息距離敏感而不穩(wěn)定;而SDIESM具有極高的中高頻重建精度,但低頻重建精度與分辨率欠佳且計算效率較低。最后,為實現(xiàn)寬頻帶內較佳的聲場重建性能,基于TRESM、IWESM和SDIESM三種算法的優(yōu)缺點,提出了一種性能優(yōu)化的等效源法寬帶聲全息(RWAH)算法。RWAH算法在轉換頻率以下采用IWESM算法,在轉換頻率以上采用主分量截斷處理的SDIESM算法。在單雙聲源、不同全息距離和信噪比條件下,驗證了該算法重建精度與計算效率均較高的優(yōu)越性。此外,基于單雙聲源揚聲器聲輻射實驗,亦驗證了RWAH算法能夠實現(xiàn)寬頻帶內較佳聲場重建性能的正確性。
【關鍵詞】：聲源識別 近場聲全息 等效源法 傳聲器陣列 重建性能
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.493
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 近場聲全息算法概述8-11
• 1.2.1 基于離散Fourier變換的NAH9
• 1.2.2 基于邊界元法的NAH9-10
• 1.2.3 基于統(tǒng)計最優(yōu)的NAH10
• 1.2.4 基于等效源法的NAH10-11
• 1.3 等效源法近場聲全息研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文主要研究內容13-16
• 2 傳統(tǒng)等效源法近場聲全息16-36
• 2.1 基本原理16-18
• 2.2 正則化參數(shù)確定方法的比較18-21
• 2.2.1 三種方法的基本原理18-19
• 2.2.2 三種方法的重建精度比較19-21
• 2.3 修正Hald經驗公式法21-29
• 2.3.1 MHEF法的提出21-23
• 2.3.2 優(yōu)越性驗證23-27
• 2.3.3 實驗驗證27-29
• 2.4 Bayesian正則化準則法29-34
• 2.4.1 基本原理30
• 2.4.2 優(yōu)越性驗證30-32
• 2.4.3 實驗驗證32-34
• 2.5 本章小結34-36
• 3 迭代加權等效源法近場聲全息36-48
• 3.1 基本原理36-38
• 3.2 TRESM和IWESM重建性能比較38-42
• 3.2.1 單聲源38-40
• 3.2.2 雙聲源40-42
• 3.3 綜合性能分析42-44
• 3.4 實驗驗證44-46
• 3.5 本章小結46-48
• 4 最速下降迭代等效源法近場聲全息48-64
• 4.1 基本原理48-52
• 4.2 重建性能分析52-56
• 4.2.1 單聲源52-54
• 4.2.2 雙聲源54-56
• 4.3 TRESM、IWESM和SDIESM綜合性能比較56-60
• 4.3.1 不同全息距離時比較56-58
• 4.3.2 不同信噪比時比較58-60
• 4.4 實驗驗證60-63
• 4.5 本章小結63-64
• 5 優(yōu)化的等效源法寬帶聲全息64-76
• 5.1 RWAH的提出64-65
• 5.2 優(yōu)越性驗證65-72
• 5.2.1 單聲源65-67
• 5.2.2 雙聲源67-69
• 5.2.3 綜合性能比較69-72
• 5.3 實驗驗證72-75
• 5.4 本章小結75-76
• 6 總結與展望76-78
• 6.1 全文工作總結76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-86
• 附錄：A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄86

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1 楊殿閣,鄭四發(fā),鄭凱,連小珉,蔣孝煜;利用聲全息方法研究汽車噪聲空間傳播[J];中國機械工程;2001年10期

2 畢傳興;陳心昭;徐亮;陳劍;;基于等效源法的Patch近場聲全息[J];中國科學(E輯:技術科學);2007年09期

3 萬泉;蔣偉康;;有關循環(huán)平穩(wěn)近場聲全息的重建參數(shù)的若干確定準則[J];振動與沖擊;2008年09期

4 楊超;陳進;李加慶;薛瑋飛;;統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息中正則化方法的仿真與實驗研究[J];中國機械工程;2008年20期

5 劉敏林;劉伯運;張若愚;;水下結構近場聲全息數(shù)值仿真與試驗研究[J];艦船電子工程;2013年09期

6 王冉;陳進;賈文強;趙發(fā)剛;;基于波疊加與統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息的單面聲場分離技術[J];振動與沖擊;2012年22期

7 于飛,陳心昭,陳劍;單全息面分離聲場技術及其在聲全息中的應用[J];機械工程學報;2004年02期

8 胡博;楊德森;孫玉;;柱體寬帶聲全息技術的仿真與誤差分析研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年03期

9 李衛(wèi)兵,陳劍,于飛,陳心昭;統(tǒng)計最優(yōu)平面近場聲全息對振動體的定位研究[J];農業(yè)機械學報;2005年10期

10 馬龍;吳新躍;郭文勇;;非共形面聲全息采樣數(shù)據(jù)信息量建模與測點優(yōu)化[J];湖北工業(yè)大學學報;2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張林;鄭旭;;平面近場聲全息中各參數(shù)的設定與實驗[A];2008年全國聲學學術會議論文集[C];2008年

2 萬泉;蔣偉康;;有關循環(huán)平穩(wěn)近場聲全息的重建參數(shù)的若干確定準則[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文摘要集[C];2007年

3 呂偉國;儲昭坦;鄧可教;謝富科;;基于統(tǒng)計最優(yōu)平面近場聲全息理論的運動聲源識別方法[A];中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集[C];2006年

4 李凌志;馮濤;尹銚;劉克;;近場聲全息中復聲壓的頻譜校正[A];中國聲學學會2007年青年學術會議論文集（下）[C];2007年

5 楊超;陳進;李加慶;薛瑋飛;;正則化方法在統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息中的應用[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文摘要集[C];2007年

6 程建政;張德俊;;脈沖波聲全息成像實驗研究[A];中國聲學學會1999年青年學術會議[CYCA'99]論文集[C];1999年

7 肖今新;;寬帶窄脈沖用于聲場聲全息測反射系數(shù)[A];第十一屆船舶水下噪聲學術討論會論文集[C];2007年

8 胡博;楊德森;孫玉;;采用振速測量的統(tǒng)計最優(yōu)柱面近場聲全息技術[A];2008年全國聲學學術會議論文集[C];2008年

9 馬佳男;楊德森;時勝國;郭小霞;;運動流體介質中的平面近場聲全息技術[A];中國聲學學會水聲學分會2011年全國水聲學學術會議論文集[C];2011年

10 童仲堯;洪偉榮;吳榮仁;;近場聲全息技術及其工程應用[A];2008年全國振動工程及應用學術會議暨第十一屆全國設備故障診斷學術會議論文集[C];2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李衛(wèi)兵;基于統(tǒng)計最優(yōu)和波疊加方法的近場聲全息技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2006年

2 張小正;瞬態(tài)近場聲全息理論和實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

3 賈文強;基于局部近場聲全息的機械噪聲源特征提取技術研究[D];上海交通大學;2011年

4 楊冰;基于聲全息的噪聲源識別技術研究[D];大連交通大學;2013年

5 程建政;聲學應用中的若干問題研究[D];中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所）;2001年

6 畢傳興;基于分布源邊界點法的近場聲全息理論與實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

7 張海濱;循環(huán)平穩(wěn)聲場的非共形面近場聲全息理論與實驗研究[D];上海交通大學;2008年

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1 王尹超;基于近場聲全息的植物病害脅迫檢測的研究[D];天津科技大學;2013年

2 余婧妮;基于ARM9的傅里葉變換—源強模擬聲全息技術的實驗研究[D];廣西科技大學;2015年

3 平國力;等效源法近場聲全息求解算法研究[D];重慶大學;2016年

4 聶佳;基于主動聲全息的全向聲反射系數(shù)測量方法理論仿真與實驗研究[D];哈爾濱工程大學;2006年

5 王健;封閉空間內近場聲全息變換算法及實現(xiàn)研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

6 辛雨;基于空間聲場變換的近場聲全息參數(shù)選取及重建誤差研究[D];合肥工業(yè)大學;2009年

7 杜亮;基于聲陣列與聲全息的噪聲源識別方法研究[D];浙江理工大學;2011年

8 何偉;多球域波疊加方法在Patch近場聲全息聲場重建中的應用[D];廣西科技大學;2013年

9 王佳典;近場聲全息主要誤差原因分析及參數(shù)優(yōu)化[D];哈爾濱工程大學;2011年

10 劉凱;基于缺失陣的混合波疊加近場聲全息技術對機械噪聲源的識別定位[D];南華大學;2014年

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本文編號：907399