【摘要】：葉輪機(jī)械氣動(dòng)噪聲產(chǎn)生機(jī)理及降噪途徑的研究中,葉片周?chē)曉吹臏?zhǔn)確定位與識(shí)別是基礎(chǔ)。運(yùn)行葉片周?chē)穆曉锤S葉片處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),采用常規(guī)的穩(wěn)定聲源識(shí)別方法定位葉片周?chē)穆曉磿r(shí),可以得到聲源的徑向位置,卻無(wú)法準(zhǔn)確定位聲源與葉片的相對(duì)位置關(guān)系。基于聲陣列的波束形成算法可以識(shí)別和定位穩(wěn)定聲源,近年來(lái)也有研究者將其成功的應(yīng)用于直線運(yùn)動(dòng)聲源識(shí)別。針對(duì)旋轉(zhuǎn)聲源定位問(wèn)題,本文以旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源為研究對(duì)象,采用60通道聲陣列和球面波傳播的波束形成算法,進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)聲源追蹤方法的研究。根據(jù)葉片旋轉(zhuǎn)特點(diǎn),將聲源識(shí)別定位網(wǎng)格組成的目標(biāo)聲源面設(shè)計(jì)為圓形,并沿著圓周方向離散運(yùn)動(dòng)聲源,給聲源施加葉片旋轉(zhuǎn)的角速度,采用不同徑向位置處的空間分辨率作為識(shí)別的步長(zhǎng)。首先將依據(jù)優(yōu)化的60通道的輪式陣列獲取真實(shí)蜂鳴器的聲學(xué)信號(hào)并對(duì)目標(biāo)聲源頻率50Hz范圍內(nèi)設(shè)計(jì)合理的帶通濾波器;其次,將選取濾波后第一個(gè)??時(shí)間內(nèi)的時(shí)域信號(hào)導(dǎo)入到近場(chǎng)球面波的波束形成算法中獲取旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別的初始徑向位置和轉(zhuǎn)角θ,其中時(shí)間??的選取主要由陣列空間分辨率確定;最后,將其聲源識(shí)別結(jié)果按照不同識(shí)別分辨率步長(zhǎng)φ進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以獲取旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)聲源識(shí)別結(jié)果,其中步長(zhǎng)φ的選取主要依據(jù)旋轉(zhuǎn)頻率ω和選取時(shí)間長(zhǎng)度τ。時(shí)間長(zhǎng)度τ相當(dāng)于數(shù)字采集信號(hào)選取樣本間隔,由于觸發(fā)信號(hào)和聲學(xué)信號(hào)是同步采集,因此以相同時(shí)間長(zhǎng)度作為追蹤時(shí)間間隔,獲取旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源真實(shí)位置。依據(jù)上述方法,在旋轉(zhuǎn)聲源模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,針對(duì)不同轉(zhuǎn)速和不同標(biāo)準(zhǔn)聲源位置,同步采集60通道聲陣列信號(hào)和相位信號(hào),追蹤算法識(shí)別旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源具體聲源位置。在旋轉(zhuǎn)聲源模擬實(shí)驗(yàn)圓盤(pán)上,將蜂鳴器分別固定在距離旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)徑向距離為0.20m和0.40m、旋轉(zhuǎn)速度約為80r/min和128r/min,通過(guò)測(cè)試距離為1.00m和1.50m陣列獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行該算法的計(jì)算。其識(shí)別旋轉(zhuǎn)聲源徑向位置分別為0.23m和0.39m,聲源初始相位角為174°和188°,并將其識(shí)別結(jié)果依據(jù)識(shí)別分辨步長(zhǎng)φ進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)獲取聲源真實(shí)位置。該方法在旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源定位過(guò)程中既可以識(shí)別聲源徑向位置,也可獲取聲源識(shí)別位置所對(duì)應(yīng)的相位角。將該算法與互功率譜波束形成算法對(duì)比發(fā)現(xiàn):旋轉(zhuǎn)聲源識(shí)別過(guò)程中,該算法對(duì)旁瓣抑制效果優(yōu)于互功率譜波束形成算法。在旋轉(zhuǎn)聲源模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)架基礎(chǔ)上,提出了旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源追蹤識(shí)別新算法。該聲源追蹤識(shí)別算法能夠追蹤識(shí)別低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)點(diǎn)聲源,為獲取風(fēng)力機(jī)葉輪聲源位置提出一種新思路。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB535;TK83

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