本文關(guān)鍵詞：基于譜矩陣分解重構(gòu)的波束形成聲源識(shí)別方法

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【摘要】：傳聲器陣列波束形成聲源識(shí)別方法因測(cè)量簡(jiǎn)單、計(jì)算速度快、中高頻分辨率高等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于汽車、航天等領(lǐng)域的聲源識(shí)別中。為獲取更全面、精確的聲源識(shí)別結(jié)果,各種清晰化波束形成算法成為研究重點(diǎn),其中又以反卷積算法為主。目前,對(duì)新興的譜矩陣分解重構(gòu)清晰化方法的研究較為鮮見(jiàn),本文針對(duì)兩種譜分解重構(gòu)波束形成算法進(jìn)行全面的研究與分析,并成功應(yīng)用于某汽車前圍板隔聲薄弱部位的識(shí)別。首先,基于球面波假設(shè),給出了互譜延時(shí)求和及互譜成像函數(shù)兩種傳統(tǒng)波束形成算法的基本原理并簡(jiǎn)要闡述了評(píng)價(jià)識(shí)別性能的主要指標(biāo)�；谒惴ɡ碚摼帉懗绦虿⑦M(jìn)行單聲源、多聲源的模擬仿真,分析結(jié)果表明:雖然兩種算法均能有效的識(shí)別不同類型的聲源,且頻率越高分辨率越好,但輸出的高旁瓣污染了成像圖,寬主瓣影響了識(shí)別精度。當(dāng)存在低于最大旁瓣的弱聲源時(shí),傳統(tǒng)波束形成方法因以上缺陷而無(wú)法識(shí)別弱源,使識(shí)別結(jié)果不全面。因此,為克服傳統(tǒng)波束形成的缺陷,結(jié)合互譜延時(shí)求和、奇異值分解理論給出了奇異值分解波束形成算法�；诰帉懙乃惴ǔ绦蜻M(jìn)行強(qiáng)、弱聲源的模擬仿真,結(jié)果表明:對(duì)中高頻率、不發(fā)生融合(間距大于不發(fā)生融合的最小距離)的不相干聲源,奇異值分解波束形成方法不僅能識(shí)別強(qiáng)聲源,更能突破旁瓣的限制準(zhǔn)確的識(shí)別弱源。但該方法不能用于相干強(qiáng)弱源的識(shí)別,且不具備提高分辨率、降低旁瓣的能力。設(shè)計(jì)的不相干聲源的算例試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真的正確性及實(shí)際應(yīng)用中的效性。進(jìn)一步,在奇異值分解思想基礎(chǔ)上,為使識(shí)別成像結(jié)果更清晰,給出了函數(shù)波束形成算法。進(jìn)行的單聲源、多聲源的模擬仿真表明:在聚焦轉(zhuǎn)向向量等于聲源傳播向量的理想情況下函數(shù)波束形成既有效的衰減了旁瓣又提高了分辨率,且指數(shù)越大清晰化效果越好。非理想情況下函數(shù)波束形成雖衰減旁瓣顯著,但主瓣峰值輸出卻出現(xiàn)失真,且指數(shù)越大失真越嚴(yán)重。根據(jù)大量的仿真結(jié)果給出了輸出誤差曲線,并建議指數(shù)參數(shù)取值為16。基于不相干四聲源揚(yáng)聲器算例試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真模擬的正確性及其優(yōu)越的識(shí)別弱源的能力。最后,針對(duì)某汽車前圍板隔聲薄弱部位進(jìn)行了識(shí)別試驗(yàn),基于函數(shù)波束形成方法準(zhǔn)確的識(shí)別出空調(diào)進(jìn)氣口這一隔聲薄弱部位,并通過(guò)在空調(diào)進(jìn)氣口內(nèi)外循環(huán)轉(zhuǎn)換閥與閥口間貼密封材料使其隔聲性能得到改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】：聲源識(shí)別 波束形成 奇異值分解 前圍板
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.493
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 平面陣列波束形成聲源識(shí)別測(cè)量技術(shù)9-11
• 1.2.2 波束形成清晰化算法的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 互譜延遲求和及互譜成像函數(shù)波束形成15-28
• 2.1 基本理論15-21
• 2.1.1 互譜延時(shí)求和15-17
• 2.1.2 互譜成像函數(shù)17-19
• 2.1.3 聲源識(shí)別性能指標(biāo)19-21
• 2.2 聲源識(shí)別模擬仿真21-26
• 2.2.1 單聲源模擬仿真22-23
• 2.2.2 多聲源模擬仿真23-26
• 2.3 存在的缺陷26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 3 奇異值分解波束形成方法28-39
• 3.1 奇異值分解波束形成基本理論29-31
• 3.2 聲源識(shí)別模擬仿真31-35
• 3.2.1 不相干強(qiáng)弱聲源模擬仿真31-33
• 3.2.2 相干強(qiáng)弱聲源模擬仿真33-35
• 3.3 算例試驗(yàn)驗(yàn)證35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 4 函數(shù)波束形成方法39-54
• 4.1 函數(shù)波束形成基本理論39-42
• 4.2 聲源識(shí)別模擬仿真42-49
• 4.2.1 聚焦轉(zhuǎn)向向量等于聲源的傳播向量42-45
• 4.2.2 聚焦轉(zhuǎn)向向量不等于聲源的傳播向量45-49
• 4.3 指數(shù)參數(shù)的選取49-50
• 4.4 算例試驗(yàn)驗(yàn)證50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 5 汽車前圍板隔聲薄弱部位識(shí)別試驗(yàn)54-59
• 5.1 試驗(yàn)布局54-55
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析55-57
• 5.2.1 試驗(yàn)的準(zhǔn)確性驗(yàn)證55-56
• 5.2.2 隔聲薄弱部位的識(shí)別56-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 6 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 附錄：A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄67

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本文編號(hào)：913032