近场声全息重建精度提高方法研究

发布时间：2023-05-06 02:47

　　近场声全息技术是近年来发展起来的一种非常有效的噪声源识别、定位与声场可视化技术,该技术在汽车、航空、机械、潜艇、船舶、兵器、铁道、电子等诸多领域具有广阔的应用背景。但是,该技术在实际工程应用中还存在问题阻碍了近场声全息技术的推广应用,其中重建精度的提高是有待研究的问题。仿真分析可知,本文改进的算法较原始算法重建精度有较大的提高。第一,在空间Fourier变换法中,在近场声全息重建过程中,由于逆传递算子在高波数区域中是以指数规律增长的,必须通过低通滤波器才能较好地提高重建精度,而低通滤波器中截止波数的选取是关键,通过假设重建面上声压不被噪声淹没,从而得到关于信噪比、全息面与重建面之间的距离以及声波频率的选取公式。本文改进的算法在信噪比较小、全息面与重建面之间的距离较大、声波频率较小时较原始算法有较大的提高。第二,在统计最优法中,一般情况下,波数矢量的选取是规则化的,本文研究不规则波数矢量选取的方式,首先把波数矢量按照等间隔划分,然后把波数矢量按照指数形式进行不等间隔划分,再次把按照等间隔划分的辐射圆之内的传播波成分和按照不等间隔划分的辐射圆之外的倏逝波成分相结合,最后通过L曲线法求得正则...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 近场声全息技术的研究状况
        1.2.1 基于空间Fourier变换的近场声全息技术
        1.2.2 基于边界元法的近场声全息技术
        1.2.3 基于统计最优的近场声全息技术
        1.2.4 基于等效源法的近场声全息技术
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 基于空间Fourier变换的近场声全息基本理论
    2.1 波动方程
    2.2 Helmholtz方程及其平面波解
    2.3 声压角谱
    2.4 Helmholtz-Kirchhoff积分方程
    2.5 平面近场声全息算法
    2.6 平面近场声全息算法的实现过程
    2.7 平面近场声全息算法仿真分析
    2.8 本章小结
第3章 基于空间Fourier变换的近场声全息重建精度提高方法研究
    3.1 波数域滤波的必要性与滤波函数
    3.2 截止波数的选择
    3.3 信噪比估计方法
    3.4 截止波数的仿真分析
        3.4.1 重建精度与信噪比的关系
        3.4.2 重建精度与全息面和重建面距离的关系
        3.4.3 重建精度与声波频率的关系
    3.5 本章小结
第4章 基于平面统计最优的近场声全息重建精度提高方法研究
    4.1 平面统计最优近场声全息的基本理论
    4.2 重建过程的正则化处理
    4.3 基于规则波数向量选取的平面统计最优近场声全息理论
    4.4 基于不规则波数矢量选取的平面统计最优近场声全息理论
    4.5 数值仿真与分析
    4.6 本章小结
第5章 基于波叠加法的近场声全息重建精度提高方法研究
    5.1 基于波叠加法的近场声全息技术的基本理论
    5.2 声源强度模型
    5.3 压缩感知声源强度估计
        5.3.1 压缩感知理论
        5.3.2 基于压缩感知的声源强度估计
    5.4 基于波叠加法的近场声全息的声场重建
    5.5 声源定位仿真研究
        5.5.1 单声源且声源在全息孔径内
        5.5.2 双声源且声源在全息孔径内
        5.5.3 双声源且声源在全息孔径内外
    5.6 基于波叠加法的组合近场声全息重建精度提高方法研究
        5.6.1 单声源且声源在全息孔径内
        5.6.2 双声源且声源在全息孔径内
        5.6.3 双声源且声源在全息孔径内外
    5.7 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3808871