船舶动力设备噪声定位及成像技术

发布时间：2022-09-27 20:10

　　船舶及海洋平台的舱室是混响室,在动力装置运行的情况下,其声场为混响声场。对于船舱内声场的还原,噪声源的识别一直是噪声与振动控制领域的一个重要研究方向。声场由一个或多个声源产生的声波形成。对声源的位置,大小进行定位和识别,能够有效分析船舱内的噪声源构成,从而能有效诊断动力装置是否正常运行,船舱内有因各种因素引起的声场的异常。因此,本文以船舱内的声场环境为原型,分析了混响室内声源离传声器较近情况下声场的特点,对其噪声定位及成像技术进行理论算法研究、仿真分析、实验测量以及实验结果分析。理论算法研究部分,分析了三种声源定位算法的优劣,采用波束形成算法作为本文算法。在平面波假设的基础上,通过定义“扫描向量”,求解“波束形成能量”,得到能量与方位角的关系,使用“Y型”三向阵列（传声器间距5cm）,对于三个空间方位对声源进行定向,通过几何计算,实现在三维空间中的声源定位。针对多点声源的声场特点,引入改进扫描矢量并结合遗传算法对求解域内的非线性方程组进行求解。对于混响室中,由于壁面反射引起混响声、舱室本底白噪声会在声源识别中被识别为“假声源”,采用改进的DAMAS迭代算法,强化真声源信号,弱化假声源信... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景与意义
    1.2 麦克风阵列声源定位算法概述
        1.2.1 基于延迟估计(TDOA)的声源定位法
        1.2.2 基于高分辨率谱估计的声源定位法
        1.2.3 基于最大“波束形成能量”的波束形成的声源定位法
    1.3 波束形成研究现状
        1.3.1 波束形成算法研究情况
        1.3.2 波束形成阵列(波束形成器)研究情况
        1.3.3 混响消除研究情况
        1.3.4 波束形成结合遗传算法
    1.4 本文研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 创新点
        1.4.3 技术路线
第二章 基于波束形成理论的声源识别与成像
    2.1 引言
    2.2 经典波束形成计算原理
        2.2.1 物理假设
        2.2.2 波束形成算法
    2.3 改进扫描向量
    2.4 遗传算法求解非线性方程组
    2.5 几何成像算例
    2.6 本章小结
第三章 自由声场噪声识别仿真
    3.1 引言
    3.2 仿真设计与结果衡量指标
        3.2.1 仿真设计
        3.2.2 结果衡量指标
    3.3 无混响仿真计算
        3.3.1 仿真计算工况
        3.3.2 仿真计算结果
        3.3.3 结果分析与结论
    3.4 本章小结
第四章 混响抑制理论分析
    4.1 引言
    4.2 室内混响特性
    4.3 基于DAMAS的混响抑制算法
    4.4 混响仿真计算
        4.4.1 仿真计算工况
        4.4.2 仿真计算结果
        4.4.3 结果分析与结论
    4.5 本章小结
第五章 噪声识别实验
    5.1 引言
    5.2 消声室多源识别实验
        5.2.1 消声室计算工况
        5.2.2 实验数据处理
        5.2.3 声源识别结果
        5.2.4 结果分析与结论
    5.3 混响室多源识别实验
        5.3.1 混响室计算工况
        5.3.2 声源识别结果
        5.3.3 结果分析与结论
    5.4 本章小结
第六章 结束语
    6.1 主要工作
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种采用旁瓣增强的麦克风阵列抗混响算法[J]. 李剑汶,章宇栋,童峰,洪青阳.  厦门大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法[J]. 郭业才,张宁,吴礼福,孙心宇.  物理学报. 2015(17)
[3]基于波束形成算法的声源定位与DSP实现[J]. 张自嘉,李贺,花晓蕾,张丽萍.  压电与声光. 2015(01)
[4]基于小波阈值去噪的麦克风阵列语音增强方法[J]. 高婉贞,张玲华.  计算机技术与发展. 2014(10)
[5]一种基于噪声分类的语音增强方法[J]. 袁文浩,林家骏,王雨,陈宁.  华东理工大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]反卷积DAMAS2波束形成声源识别研究[J]. 杨洋,褚志刚,江洪,贺岩松.  仪器仪表学报. 2013(08)
[7]非均匀傅里叶变换频率不变波束形成方法[J]. 王冬霞,周城旭,韩颖,孙福明.  信号处理. 2013(06)
[8]混响环境下的宽带波束形成语音增强方法[J]. 王冬霞,郑家超,范真维,周城旭.  计算机工程与应用. 2012(34)
[9]被动声探测技术与弹着点定位方法综述[J]. 国蓉,何镇安,王伟.  电声技术. 2010(11)
[10]基于遗传算法的圆形天线阵波束成形算法[J]. 李雷,朱柏承,周乐柱,龚中麟.  电讯技术. 2005(04)

博士论文
[1]高分辨率全谱分解方法研究[D]. 韩利.吉林大学 2013
[2]辐射源无源定位研究[D]. 张正明.西安电子科技大学 2000

硕士论文
[1]船舶舱室噪声控制及优化设计[D]. 田颖.大连理工大学 2015
[2]房间混响消除的方法研究[D]. 行鹏程.沈阳理工大学 2013
[3]基于麦克风阵列的室内声源定位方法研究[D]. 宗志亚.重庆大学 2012
[4]声混响消减方法研究[D]. 张德会.上海交通大学 2009
[5]语音去混响研究[D]. 苏先礼.四川大学 2006



本文编号：3681543