倍频程分析新方法及其声功率检测应用研究

发布时间：2021-05-15 00:31

　　声功率级常用来评价机械设备辐射噪声能量的大小,已成为衡量机械设备质量的重要指标。准确测量声功率,有助于人们客观评价机械设备的噪声性能,研究噪声成因及特征,寻找降低噪声的有效途径。倍频程分析是声功率检测中的重要环节,针对现有的倍频程分析方法运算量大、实时性差以及低频段误差较大等不足之处,本文提出一种基于分段抽样FFT的倍频程分析方法,将其应用至声功率测量系统中。本文结合当前仪器虚拟化的发展趋势,以“传声器+信号调理电路+同步数据采集卡”为硬件平台,应用虚拟仪器、计算机、Acesss数据库等技术设计开发声功率测量系统。首先介绍声功率检测的研究背景与意义,为构建一个多通道声功率测量系统和改进倍频程分析方法的必要性提供理论依据,并阐述倍频程分析方法和声功率检测的研究现状与发展趋势,为声功率测量系统的设计方法奠定理论基础。其次,介绍目前现有的声功率测量方法,对比分析各方法适用的测量条件及优缺点。重点阐述本文所采用的反射面工程法的基本原理,总结其测量步骤。然后,对倍频程分析方法进行研究,分析现有方法的不足,提出一种分段抽样FFT算法,通过抽样实现多分辨率FFT分析,降低低频误差;根据分析参数调整抽... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 倍频程分析方法及声功率检测技术的研究现状
        1.2.1 倍频程分析方法研究现状
        1.2.2 声功率检测技术的研究现状
    1.3 声功率测量仪器的发展趋势
    1.4 课题来源与本文研究内容
第2章 声功率检测的基础理论及原理
    2.1 噪声的度量
    2.2 声功率测量关键算法
        2.2.1 倍频程分析
        2.2.2 频率计权
    2.3 声功率测量方法
        2.3.1 声压法
        2.3.2 声强法
        2.3.3 振速法
    2.4 反射面工程法
    2.5 本章小结
第3章 基于分段抽样FFT的倍频程分析方法
    3.1 倍频程分析方法
        3.1.1 时域滤波器组算法
        3.1.2 频域FFT算法
    3.2 基于分段抽样FFT的倍频程分析方法及原理
        3.2.1 D倍抽样
        3.2.2 抗混叠滤波原理
        3.2.3 实信号的FFT变换
        3.2.4 分段抽样
        3.2.5 基于分段抽样FFT的倍频程分析方法步骤
    3.3 本章小结
第4章 声功率测量关键算法的设计及实现
    4.1 分段抽样FFT算法的数字化设计及实现
        4.1.1 窗函数的选择
        4.1.2 频段的划分
        4.1.3 抗混叠滤波器的数字化实现
    4.2 分段抽样FFT算法的性能验证
        4.2.1 抗混叠滤波器性能仿真验证
        4.2.2 倍频程谱分析性能验证
        4.2.3 倍频程频带衰减值测试
    4.3 A频率计权的设计及实现
    4.4 A频率计权仿真验证
    4.5 算法复杂度分析
    4.6 本章小结
第5章 声功率测量系统的设计与实现
    5.1 系统需求分析
    5.2 系统总体设计
        5.2.1 系统构成及工作原理
        5.2.2 系统硬件方案设计
        5.2.3 系统软件模块功能设计
    5.3 系统模块软件设计实现
        5.3.1 数据采集模块设计
        5.3.2 数据测量与分析模块设计
        5.3.3 数据管理模块设计
    5.4 系统的可靠性与优化设计
        5.4.1 系统可靠性设计
        5.4.2 系统优化设计
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间参与的项目与获得的科研成果
附录B 声功率测量系统运行图
附录C 声功率测量软件主程序框图



本文编号：3186609