基于小波降噪技术的OPAX方法改进研究及应用
发布时间：2021-02-17 19:55
传递路径分析方法（TPA）是识别车辆振动源和噪声源的有效方法。其理论日渐成熟,形成了多种以传统传递路径分析方法（CTPA）为基础的分析方法。本文依托辽宁省自然科学基金项目的支持,对扩展工况传递路径分析方法（OPAX）进行研究。在扩展工况传递路径的模型建立中,输入端的信号是车辆在加速工况下获得的,难免混入了噪声信号,影响了载荷识别的精度,导致计算各传递路径振动贡献量时存在误差。基于此问题,本文采用小波降噪技术来改进OPAX方法。通过分析两种经典阈值方法的优缺点,利用有效信号和噪声信号在进行小波分解后,各自的小波分解系数具有较大的差异性的特点,确定适合处理含噪信号的最佳阈值;同时综合两种经典阈值函数的优点,以此来构造新小波阈值和新小波阈值函数;采用回归分析中的决定系数、信噪比、均方根误差以及平滑度,作为OPAX方法对各传递路径贡献量精度识别的评判基准。以某国产SUV为研究对象,建立传递路径分析模型。进行车辆振动传递测试试验,采用匀加速工况,测得各悬置及目标点处的振动加速度信号及频率响应函数。对测得加速度信号进行小波阈值降噪处理,通过OPAX模块分别计算出降噪前后各路径对目标点的振动贡献量。...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传递路径分析方法模型示意图
沈阳理工大学硕士学位论文-10-式中：)(ky是响应点k的总贡献量，是振动频率，n是振动传递路径的数目，p是声学传递路径的个数，)(iF是振动载荷，)(jQ是声学载荷，)(kiH是频率振动响应函数表达式，）（kjH是频率声学响应函数表达式。本文此次只研究振动载荷的计算方法，iF振动载荷力具体的计算公式见式（2-5），主要通过主被动悬置两侧的振动加速度及悬置自身的刚度特性曲线图来进行计算的。kiH频率振动响应函数主要是通过力锤激励获得的。某一条路径对响应点的影响程度便能够用贡献量的形式表示出来，利用贡献量计算结果分析可以迅速找到重点路径及频率范围，并且，频率响应函数测量和工况载荷的识别是找到问题所在和提出修改方案的核心，修改方案通常以改进输入端载荷、悬置动刚度或传递路径为切入点。传统传递路径分析TPA方法建模分析流程为：（1）频率响应函数测试：通过力锤进行频率响应函数的测量；（2）收集运行工况数据：将传感器安装在试验对象上，收集运行工况下的数据；（3）工况载荷的识别：直接通过逆矩阵法来对载荷进行识别；（4）路径贡献量计算：计算出各个传递路径的贡献量。图2.2TPA模型示意图Fig2.2SketchofTPAmodel
沈阳理工大学硕士学位论文-14-工况传递路径分析OPA方法建模分析流程为：（1）获取运行工况数据：将传感器安装在试验对象上，获取运行工况下的数据；（2）试验参数识别：通过奇异值分解技术（SVD）来对函数矩阵进行识别；（3）工况载荷识别：利用广义逆矩阵的方法对工况载荷进行识别；（4）贡献量计算：计算出各个传递路径的贡献量。图2.3OPA模型示意图Fig2.3SketchofOPAmodel工况传递路径分析OPA方法是通过计算最小二乘的办法给出运行工况下输入点和输出点两者之间的线性传输率，而且为了减少噪声干扰的影响，SVD（奇异值分解）技术被代入到OPA建立模型的计算过程中，识别出系统传输率后，通过广义逆矩阵的方法，求解施加的工作载荷力，最后计算出每一个传递路径的贡献量[32]。工况传递路径分析方法与传统传递路径分析方法相比，优点在于仅需要获取在运行工况下的信号，从而简便地建立起模型来进行路径分析，免去了获取大量传输函数的过程，极大地节约了建立模型的时间。然而OPA方法极易受到各传递路径之间耦合情况的干扰，因为振动系统自身具有的模态特性，所以容易引起传递路径产生识别错误。2.3OPAX方法基本原理扩展工况工况传递路径分析OPAX方法是由国外科研工作者提出了一种新型传递路径分析模型方法[17]，此方法通过获取到运行工况下的数据加上少数的频率响应函数测量，在参数化建立模型的基础上，识别工况载荷，解决了传统传递路径分析TPA方法工作进度缓慢，周期长的问题，并且通过数学方法解决噪声信号的影响，在载荷识别精度
【参考文献】：
期刊论文
[1]小波阈值降噪技术对OPAX方法的改进研究[J]. 潘公宇,朱瑞. 噪声与振动控制. 2019(03)
[2]基于提升小波变换的阈值改进去噪算法在紫外可见光谱中的研究[J]. 周风波,李长庚,朱红求. 光谱学与光谱分析. 2018(02)
[3]基于扩展工况传递路径分析的驾驶室振动传递路径二级建模应用研究[J]. 陈剑,邓支强,曾维俊,舒宏超,李士爱,戎芳明. 振动与冲击. 2018(03)
[4]相对传递路径分析方法及其在轿车车身振动分析中的应用[J]. 王增伟,朱平,覃智威,刘钊. 汽车技术. 2017(09)
[5]基于小波阈值的浮动车数据消噪算法[J]. 汪宏宇,郎莹,韩海花,王孝广,梅文博. 北京理工大学学报. 2017(07)
[6]基于自适应层数分解的小波变换滤除冲击信号[J]. 王锴,刘志国,刘刚,易龙涛,陈曼,彭诗棋. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]小波降噪在汽车系统中的应用研究[J]. 张波. 信息化建设. 2015(09)
[8]基于OPAX方法的不同进气管通过噪声对比试验研究[J]. 刘兴恕,张伯俊,高海珍. 汽车维修. 2015(09)
[9]扩展工况传递路径分析方法改进[J]. 莫愁,陈吉清,兰凤崇. 振动与冲击. 2015(08)
[10]OPAX技术在解决车内轰鸣声中的应用[J]. 张秋华,王君,李明江. 湖北汽车工业学院学报. 2014(04)
博士论文
[1]传递路径分析方法理论研究及其汽车降噪实践[D]. 莫愁.华南理工大学 2015
[2]基于传递路径分析的汽车车内噪声识别与控制[D]. 赵彤航.吉林大学 2008
硕士论文
[1]OPAX方法理论研究及动力总成悬置系统优化设计[D]. 朱瑞.江苏大学 2019
[2]基于OPAX方法的驾驶室振动传递路径分析[D]. 曾维俊.合肥工业大学 2014
本文编号：3038453
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传递路径分析方法模型示意图
沈阳理工大学硕士学位论文-10-式中：)(ky是响应点k的总贡献量，是振动频率，n是振动传递路径的数目，p是声学传递路径的个数，)(iF是振动载荷，)(jQ是声学载荷，)(kiH是频率振动响应函数表达式，）（kjH是频率声学响应函数表达式。本文此次只研究振动载荷的计算方法，iF振动载荷力具体的计算公式见式（2-5），主要通过主被动悬置两侧的振动加速度及悬置自身的刚度特性曲线图来进行计算的。kiH频率振动响应函数主要是通过力锤激励获得的。某一条路径对响应点的影响程度便能够用贡献量的形式表示出来，利用贡献量计算结果分析可以迅速找到重点路径及频率范围，并且，频率响应函数测量和工况载荷的识别是找到问题所在和提出修改方案的核心，修改方案通常以改进输入端载荷、悬置动刚度或传递路径为切入点。传统传递路径分析TPA方法建模分析流程为：（1）频率响应函数测试：通过力锤进行频率响应函数的测量；（2）收集运行工况数据：将传感器安装在试验对象上，收集运行工况下的数据；（3）工况载荷的识别：直接通过逆矩阵法来对载荷进行识别；（4）路径贡献量计算：计算出各个传递路径的贡献量。图2.2TPA模型示意图Fig2.2SketchofTPAmodel
沈阳理工大学硕士学位论文-14-工况传递路径分析OPA方法建模分析流程为：（1）获取运行工况数据：将传感器安装在试验对象上，获取运行工况下的数据；（2）试验参数识别：通过奇异值分解技术（SVD）来对函数矩阵进行识别；（3）工况载荷识别：利用广义逆矩阵的方法对工况载荷进行识别；（4）贡献量计算：计算出各个传递路径的贡献量。图2.3OPA模型示意图Fig2.3SketchofOPAmodel工况传递路径分析OPA方法是通过计算最小二乘的办法给出运行工况下输入点和输出点两者之间的线性传输率，而且为了减少噪声干扰的影响，SVD（奇异值分解）技术被代入到OPA建立模型的计算过程中，识别出系统传输率后，通过广义逆矩阵的方法，求解施加的工作载荷力，最后计算出每一个传递路径的贡献量[32]。工况传递路径分析方法与传统传递路径分析方法相比，优点在于仅需要获取在运行工况下的信号，从而简便地建立起模型来进行路径分析，免去了获取大量传输函数的过程，极大地节约了建立模型的时间。然而OPA方法极易受到各传递路径之间耦合情况的干扰，因为振动系统自身具有的模态特性，所以容易引起传递路径产生识别错误。2.3OPAX方法基本原理扩展工况工况传递路径分析OPAX方法是由国外科研工作者提出了一种新型传递路径分析模型方法[17]，此方法通过获取到运行工况下的数据加上少数的频率响应函数测量，在参数化建立模型的基础上，识别工况载荷，解决了传统传递路径分析TPA方法工作进度缓慢，周期长的问题，并且通过数学方法解决噪声信号的影响，在载荷识别精度
【参考文献】：
期刊论文
[1]小波阈值降噪技术对OPAX方法的改进研究[J]. 潘公宇,朱瑞. 噪声与振动控制. 2019(03)
[2]基于提升小波变换的阈值改进去噪算法在紫外可见光谱中的研究[J]. 周风波,李长庚,朱红求. 光谱学与光谱分析. 2018(02)
[3]基于扩展工况传递路径分析的驾驶室振动传递路径二级建模应用研究[J]. 陈剑,邓支强,曾维俊,舒宏超,李士爱,戎芳明. 振动与冲击. 2018(03)
[4]相对传递路径分析方法及其在轿车车身振动分析中的应用[J]. 王增伟,朱平,覃智威,刘钊. 汽车技术. 2017(09)
[5]基于小波阈值的浮动车数据消噪算法[J]. 汪宏宇,郎莹,韩海花,王孝广,梅文博. 北京理工大学学报. 2017(07)
[6]基于自适应层数分解的小波变换滤除冲击信号[J]. 王锴,刘志国,刘刚,易龙涛,陈曼,彭诗棋. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]小波降噪在汽车系统中的应用研究[J]. 张波. 信息化建设. 2015(09)
[8]基于OPAX方法的不同进气管通过噪声对比试验研究[J]. 刘兴恕,张伯俊,高海珍. 汽车维修. 2015(09)
[9]扩展工况传递路径分析方法改进[J]. 莫愁,陈吉清,兰凤崇. 振动与冲击. 2015(08)
[10]OPAX技术在解决车内轰鸣声中的应用[J]. 张秋华,王君,李明江. 湖北汽车工业学院学报. 2014(04)
博士论文
[1]传递路径分析方法理论研究及其汽车降噪实践[D]. 莫愁.华南理工大学 2015
[2]基于传递路径分析的汽车车内噪声识别与控制[D]. 赵彤航.吉林大学 2008
硕士论文
[1]OPAX方法理论研究及动力总成悬置系统优化设计[D]. 朱瑞.江苏大学 2019
[2]基于OPAX方法的驾驶室振动传递路径分析[D]. 曾维俊.合肥工业大学 2014
本文编号：3038453
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