基于波束形成與波疊加的噪聲源三維定位方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-22 12:14
提出了一種基于波束形成和聲波疊加法的噪聲源三維定位方法。該方法以傳統(tǒng)的波束形成技術(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)傳聲器陣列聲壓測(cè)量,識(shí)別出噪聲源在聲成像平面上的二維分布,以二維聲成像結(jié)果中的聲源坐標(biāo)作為波疊加等效源的初始位置,以重建傳聲器陣列聲壓誤差作為評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)遺傳算法搜索求解聲源的三維空間坐標(biāo)和源強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可準(zhǔn)確識(shí)別噪聲源三維坐標(biāo),并有效抑制波束形成固有旁瓣效應(yīng)造成的虛假聲源干擾。
【文章來(lái)源】:汽車工程. 2019,41(10)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
試驗(yàn)?zāi)P?br>
2019(Vol.41)No.10卓瑞巖,等:基于波束形成與波疊加的噪聲源三維定位方法研究·1213·4試驗(yàn)驗(yàn)證以揚(yáng)聲器作為已知聲源,在半消音室中進(jìn)行上述噪聲源三維定位方法的有效性驗(yàn)證。4.1試驗(yàn)?zāi)P捅驹囼?yàn)所設(shè)計(jì)傳聲器陣列為4×4的16陣元等間距平面網(wǎng)格陣列,陣元間距0.1m。設(shè)定波束形成聲成像平面為Z=1m平面,傳聲器陣列位于Z=0平面,陣列中心為空間坐標(biāo)系原點(diǎn)O。在空間點(diǎn)(0,0,1.5m)處布置揚(yáng)聲器作為聲源,播放聲音頻率為3000Hz。試驗(yàn)?zāi)P腿鐖D5所示,圖中示出了聲源、聲成像平面及傳聲器陣列面之間空間位置關(guān)系。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖6所示。圖5試驗(yàn)?zāi)P蛨D6試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)4.2試驗(yàn)結(jié)果基于4.1節(jié)所述試驗(yàn)?zāi)P停紫冗M(jìn)行噪聲源數(shù)量及二維坐標(biāo)信息預(yù)估,然后進(jìn)行噪聲源三維定位。4.2.1噪聲源預(yù)估結(jié)果基于波束形成對(duì)噪聲源的XY二維坐標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,噪聲源預(yù)估結(jié)果如圖7所示。圖7噪聲源預(yù)估結(jié)果將波束形成識(shí)別結(jié)果中主瓣及旁瓣的XY坐標(biāo)和幅值信息進(jìn)一步提取如表1所示。表1噪聲源預(yù)估結(jié)果m聲源序號(hào)實(shí)際聲源坐標(biāo)波束形成識(shí)別結(jié)果XYZXY旁瓣比/%1001.5-0.0201002---0.020.4484.23---0.02-0.4081.9由表1可知:主瓣(即旁瓣比100%處)對(duì)應(yīng)真實(shí)聲源,且主瓣XY坐標(biāo)為(-0.02m,0),與實(shí)際聲源XY坐標(biāo)(0,0)誤差僅為0.02m;但同時(shí)在(0.02m,0.44m)和(0.02m,-0.40m)處存在旁瓣比高達(dá)84.2%和81.9%的虛假聲源干擾。
·1220·汽車工程2019年(第41卷)第10期圖14上控制臂傳遞路徑改善后的驗(yàn)證結(jié)果4結(jié)論本文中從優(yōu)化車內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲傳播路徑的方向入手,改善了車內(nèi)輪胎空腔共振噪聲。首先建立了車內(nèi)輪胎空腔噪聲傳遞路徑分析模型;然后基于該模型,利用傳遞路徑分析方法對(duì)車內(nèi)輪胎空腔噪聲的傳遞路徑進(jìn)行貢獻(xiàn)量分析,識(shí)別出車內(nèi)輪胎空腔噪聲的主要傳播路徑;接著對(duì)貢獻(xiàn)量占優(yōu)的傳遞路徑,通過(guò)CAE分析確定了貢獻(xiàn)量大的原因和需要優(yōu)化的部件,并提出優(yōu)化方案;最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了優(yōu)化前后的車內(nèi)噪聲,結(jié)果表明車內(nèi)輪胎空腔噪聲得到了很好地抑制,驗(yàn)證了優(yōu)化方案的正確性和從傳遞路徑角度控制車內(nèi)輪胎空腔噪聲的可行性和有效性。參考文獻(xiàn)[1]龐劍,諶剛,何華.汽車噪聲與振動(dòng)—理論與應(yīng)用[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.[2]SANDBERGU,EJSMONTJA.Tyre/roadnoisereferencebook[M].Informex,Harg,Sweden,2010.[3]MOLISANILR,BURDISSORA,TSIHLASD.Acoupledtirestructure/acousticcavitymodel[J].InternationalJournalofSolidsandStructures,2003,40(19):5125-5138.[4]THOMPSONJK.Planewaveresonanceintheaircavityasavehi-cleinteriorsource[J].TireScienceandTechnology,1995,23(1):2-10.[5]FENGZC,GUP,CHENY,etal.Modelingandexperimentalinvestigationoftirecavitynoisegenerationmechanismsforarollingtire[C].SAEPaper2009-01-2104.[6]FENGZC,GUP.Modelingandexperimentalverificationofvi-br
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于波束形成的多類型多聲源定位研究[J]. 肖棟,向陽(yáng),卓瑞巖,王磊. 應(yīng)用聲學(xué). 2017(03)
[2]基于函數(shù)廣義逆波束形成的聲源識(shí)別[J]. 黎術(shù),徐中明,賀巖松,張志飛,陳思. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]體積速度匹配分布源邊界點(diǎn)法的特解源位置優(yōu)化方法研究[J]. 吳紹維,向陽(yáng),李勝楊. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]識(shí)別運(yùn)動(dòng)聲源隨機(jī)陣列生成法研究[J]. 王雁,劉志紅,吳波波,儀垂杰. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]聲場(chǎng)匹配波疊加法的水下結(jié)構(gòu)聲輻射預(yù)報(bào)[J]. 陳鴻洋,商德江,李琪,劉永偉. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[6]噪聲源識(shí)別技術(shù)的進(jìn)展[J]. 陳心昭. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
碩士論文
[1]基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位算法研究[D]. 劉超.南京大學(xué) 2015
本文編號(hào):3297134
【文章來(lái)源】:汽車工程. 2019,41(10)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
試驗(yàn)?zāi)P?br>
2019(Vol.41)No.10卓瑞巖,等:基于波束形成與波疊加的噪聲源三維定位方法研究·1213·4試驗(yàn)驗(yàn)證以揚(yáng)聲器作為已知聲源,在半消音室中進(jìn)行上述噪聲源三維定位方法的有效性驗(yàn)證。4.1試驗(yàn)?zāi)P捅驹囼?yàn)所設(shè)計(jì)傳聲器陣列為4×4的16陣元等間距平面網(wǎng)格陣列,陣元間距0.1m。設(shè)定波束形成聲成像平面為Z=1m平面,傳聲器陣列位于Z=0平面,陣列中心為空間坐標(biāo)系原點(diǎn)O。在空間點(diǎn)(0,0,1.5m)處布置揚(yáng)聲器作為聲源,播放聲音頻率為3000Hz。試驗(yàn)?zāi)P腿鐖D5所示,圖中示出了聲源、聲成像平面及傳聲器陣列面之間空間位置關(guān)系。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖6所示。圖5試驗(yàn)?zāi)P蛨D6試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)4.2試驗(yàn)結(jié)果基于4.1節(jié)所述試驗(yàn)?zāi)P停紫冗M(jìn)行噪聲源數(shù)量及二維坐標(biāo)信息預(yù)估,然后進(jìn)行噪聲源三維定位。4.2.1噪聲源預(yù)估結(jié)果基于波束形成對(duì)噪聲源的XY二維坐標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,噪聲源預(yù)估結(jié)果如圖7所示。圖7噪聲源預(yù)估結(jié)果將波束形成識(shí)別結(jié)果中主瓣及旁瓣的XY坐標(biāo)和幅值信息進(jìn)一步提取如表1所示。表1噪聲源預(yù)估結(jié)果m聲源序號(hào)實(shí)際聲源坐標(biāo)波束形成識(shí)別結(jié)果XYZXY旁瓣比/%1001.5-0.0201002---0.020.4484.23---0.02-0.4081.9由表1可知:主瓣(即旁瓣比100%處)對(duì)應(yīng)真實(shí)聲源,且主瓣XY坐標(biāo)為(-0.02m,0),與實(shí)際聲源XY坐標(biāo)(0,0)誤差僅為0.02m;但同時(shí)在(0.02m,0.44m)和(0.02m,-0.40m)處存在旁瓣比高達(dá)84.2%和81.9%的虛假聲源干擾。
·1220·汽車工程2019年(第41卷)第10期圖14上控制臂傳遞路徑改善后的驗(yàn)證結(jié)果4結(jié)論本文中從優(yōu)化車內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲傳播路徑的方向入手,改善了車內(nèi)輪胎空腔共振噪聲。首先建立了車內(nèi)輪胎空腔噪聲傳遞路徑分析模型;然后基于該模型,利用傳遞路徑分析方法對(duì)車內(nèi)輪胎空腔噪聲的傳遞路徑進(jìn)行貢獻(xiàn)量分析,識(shí)別出車內(nèi)輪胎空腔噪聲的主要傳播路徑;接著對(duì)貢獻(xiàn)量占優(yōu)的傳遞路徑,通過(guò)CAE分析確定了貢獻(xiàn)量大的原因和需要優(yōu)化的部件,并提出優(yōu)化方案;最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了優(yōu)化前后的車內(nèi)噪聲,結(jié)果表明車內(nèi)輪胎空腔噪聲得到了很好地抑制,驗(yàn)證了優(yōu)化方案的正確性和從傳遞路徑角度控制車內(nèi)輪胎空腔噪聲的可行性和有效性。參考文獻(xiàn)[1]龐劍,諶剛,何華.汽車噪聲與振動(dòng)—理論與應(yīng)用[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.[2]SANDBERGU,EJSMONTJA.Tyre/roadnoisereferencebook[M].Informex,Harg,Sweden,2010.[3]MOLISANILR,BURDISSORA,TSIHLASD.Acoupledtirestructure/acousticcavitymodel[J].InternationalJournalofSolidsandStructures,2003,40(19):5125-5138.[4]THOMPSONJK.Planewaveresonanceintheaircavityasavehi-cleinteriorsource[J].TireScienceandTechnology,1995,23(1):2-10.[5]FENGZC,GUP,CHENY,etal.Modelingandexperimentalinvestigationoftirecavitynoisegenerationmechanismsforarollingtire[C].SAEPaper2009-01-2104.[6]FENGZC,GUP.Modelingandexperimentalverificationofvi-br
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于波束形成的多類型多聲源定位研究[J]. 肖棟,向陽(yáng),卓瑞巖,王磊. 應(yīng)用聲學(xué). 2017(03)
[2]基于函數(shù)廣義逆波束形成的聲源識(shí)別[J]. 黎術(shù),徐中明,賀巖松,張志飛,陳思. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]體積速度匹配分布源邊界點(diǎn)法的特解源位置優(yōu)化方法研究[J]. 吳紹維,向陽(yáng),李勝楊. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]識(shí)別運(yùn)動(dòng)聲源隨機(jī)陣列生成法研究[J]. 王雁,劉志紅,吳波波,儀垂杰. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]聲場(chǎng)匹配波疊加法的水下結(jié)構(gòu)聲輻射預(yù)報(bào)[J]. 陳鴻洋,商德江,李琪,劉永偉. 聲學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[6]噪聲源識(shí)別技術(shù)的進(jìn)展[J]. 陳心昭. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
碩士論文
[1]基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位算法研究[D]. 劉超.南京大學(xué) 2015
本文編號(hào):3297134
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