一种循环平稳声场的声源识别定位方法

传统的近场声全息技术在全息面声场预处理时,采用功率谱分析将声场简化为稳定的平稳声场,而旋转或往复机械的辐射声场为循环平稳声场,采用这种简化方法得到的分析结果并不能准确反映声场的特性。鉴此,对此类声场采用循环平稳信号处理方式进行了预处理,并选择循环谱密度作为重要参数进行全息重建,然后通过循环谱密度组合切片的分析方法提取信号特征频率。仿真及实验结果表明:提出的方法可准确分析循环平稳信号的周期特性,并对循环平稳声源进行准确的识别定位。

球形传声器阵列识别定位汽车内部异响声源

针对新款汽车在路面行驶时车内出现的异响问题,使用球形传声器阵列对汽车在不同车况下水泥路面行驶时汽车内部声场进行了测量。以球形传声器阵列测量的声压数据作为输入,运用球谐波束形成法,重构得出汽车内部声场分布,并对以阵列中心为球心的球面声场进行了可视化处理,从而实现了对异响声源的识别与定位。由声压频谱分析得出了汽车内部在750、1000和1500 Hz频率附近存在异响;通过对应的内部声场三维可视化结果,确定了异响声源的位置;在轮胎后部的车身加装橡胶挡板或海绵挡板隔离噪声后,异响得到了有效的降低。研究方法和结果有助于有针对性地控制与降低汽车行驶时车内异响以及改善车内声学环境。

平面阵列结合波束形成理论声源深度识别定位

当前平面阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了平面阵列结合波束形成理论识别定位声源深度的方法。该方法先将整个三维空间均匀网格化,网格的交点作为假定声源的位置,然后根据波束形成原理,采用平面阵列测得的声压来获取整个空间的声场分布,通过搜索声场响应的最大值对应的空间位置来识别声源的深度以及它的三维坐标。为了验证方法的有效性,在点声源构成的声场中进行仿真验证。仿真结果表明:该方法能够有效地识别定位声源的三维坐标。

似P范数特征值分解高分辨率声源定位识别方法研究

提出一种基于似P范数特征分解的高分辨率声源定位识别方法,该方法在子空间类算法原理基础上,利用特征分解得到子空间响应函数向量,通过预设声源类型建立各子空间声源向量重构模型,进而利用似P范数稀疏性约束条件求解最优解,获取高分辨率声源定位识别效果。理论及仿真研究表明,与其它常规算法相比,该方法不仅能真实反映声源位置信息,而且能反映不同声源能量分布的绝对大小,对多种类型声源具有高精度,高分辨率定位识别效果,适用性强。通过对影响定位性能参数的仿真分析,给出了合理的选取范围。水池试验进一步验证了该方法具有良好的工程应用前景。

可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法

当前平面传声器阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法。基于球面波声场模型和波束形成方法,在不同深度的平面上进行声聚焦,首先根据聚焦面上波束形成功率的最大点位置沿聚焦深度方向(即z方向)的轨迹变化判断声源在z方向的位置,再进一步确定声源在x和y方向的位置。为验证方法的有效性,在点声源构成的声场中进行了仿真验证,并且在全消声室内进行了单声源及多声源识别定位的实验验证。仿真结果和实验结果一致表明:该方法能够实现基于平面阵列的三维空间中声源的识别定位。但由于受二维平面阵列所限,仍不能识别在其前后的声源的位置。

基于3D-MUSIC和波叠加的声场重建方法

为解决波叠加法的等效源配置不确定性问题,提出了一种基于3D-MUSIC和波叠加的声场重建方法。该方法利用3D-MUSIC算法获取声源的空间位置,然后在该位置附近布置等效源,利用波叠加法重建声场。该方法在一定程度上解决了等效源配置的不确定性问题,为任意型声源的定位及声场重建提供了替代性解决方案。最后,通过数值仿真与实验研究验证了该方法的可行性和准确性。该方法在1300Hz~3000Hz频率范围内,可有效定位声源三维位置,准确重建声场且重建误差低于10%。