飞行模拟器音效系统声音分析与合成技术

在简述音效系统开发方法的基础上,指出声源提取的必要性。提出使用短时傅里叶分析与合成技术以及使用线性预测分析与合成技术从飞机驾驶座舱的原始录音中提取声源的方法。详细讨论了两种方法的主要理论及提取过程,并分别使用实例阐述如何使用短时傅里叶分析与合成技术从原始录音中提取起落架放下时的声音以及使用线性预测分析与合成技术提取飞行中的空气动力噪声。通过实例以及实际开发表明,前一技术比较通用,适用于大部分声源的提取,而后一技术特别适用于噪声的提取。该两种技术还可推广到其他种类模拟器音效系统的开发中,因此具有非常大的工程应用价值。     

基于集总平均经验模态分解法(EEMD)的星箭解锁分离机构冲击响应分析

基于集总平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD),提出一种星箭解锁分离机构冲击响应信号分析新方法。通过EEMD,将星箭解锁分离机构解锁过程的冲击信号分解成不同模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)。结果表明前两阶模态分量IMF主要为冲击引起的高频振动,而IMF3之后为冲击激励引起的不同阶固有模态振动和局部振动,并通过模态实验验证了分析的正确性。     

基于统计能量分析的簇绒地毯织机高频噪声抑制

为有效抑制簇绒地毯织机高频噪声,提出了基于统计能量分析(SEA)的簇绒地毯织机高频噪声降噪方法,并运用三聚氰胺多孔吸声材料实现了高频噪声的抑制。首先建立了包含13个结构子系统和10个声腔的簇绒地毯织机高频噪声SEA模型,随后采用理论计算方法确定了各子系统的模态密度、内损耗因子以及耦合损耗因子。实验测量了簇绒地毯织机工作时振动加速度信号从而获取SEA模型高频噪声声压级,并通过与簇绒地毯织机工作时实际声压级情况对比验证了SEA模型的有效性。最后在簇绒地毯织机表面粘附了不同厚度的三聚氰胺多孔吸声泡沫板实现降噪。结果表明:该方法能够满足工程上对簇绒地毯织机高频噪声抑制的要求,且噪声频率和三聚氰胺多孔吸声材料的厚度均对结果有影响。     

簇绒地毯织机结构声辐射特性研究

为进行簇绒地毯织机结构声辐射特性研究,首先建立簇绒地毯织机主织造机构的有限元模型,以实际测量得到的振动速度信号作为激励,计算主织造机构加速度响应;然后,利用 LMSVirtual.LabAcoustics软件建立地毯机主织造机构和工作空间的声学边界元模型,以加速度响应作为声学边界条件,采用直接边界元法计算主织造机构的声辐射噪声;随后,采用间接边界元法进行工作空间与玻璃耦合的复合声场的噪声计算,分析其声场分布特性并计算工人人耳处场点声压级;最后,实验测得工人作业处场点声压级,其结果表明：对簇绒机主织造结构表面的噪声来说,主轴位置处的噪声值较高,声波辐射具有一定的指向性,并且随着频率升高,工作空间中的声场分布逐渐均匀,工人作业处的噪声值较高。     

基于经验模态分解和离散小波能量特征的地毯织机噪声源识别

为识别和定位地毯织机主要噪声源,提出一种基于经验模态分解（EMD）和离散小波能量特征的地毯织机噪声源识别方法。首先应用EMD 对地毯织机噪声信号进行分解,获得若干本征模态分量,根据互相关系数剔除虚假分量并重构信号;其次使用ab 20小波对重构信号进行离散小波变换,分解得到各小波分量并计算各分量的能量 占比;然后提取能量占比较大的分量,分析其时频特性;最后采用激光测振仪依次测量地毯织机各主要部件的振动信号,对比分析得到主要噪声源所在位置,从而完成识别。研究结果表明,该方法可有效地识别和定位地毯织机主要噪声源。     

基于曲轴轮廓误差分析的随动磨床轴性能预测

发动机曲轴生产线要求曲轴随动磨床具有高可靠性和高精度稳定性.基于现场曲轴轮廓误差数据,分析得到其与随动磨床轴位置控制误差的对应关系,对于随动磨床轴的性能预测和可靠性维护具有重要意义.首先给出由随动磨床轴位置控制误差计算曲轴轮廓误差的方法.其次提出基于变分模态分解的曲轴轮廓误差分析方法.最后通过磨削实验采集和测量误差数据...     

飞行模拟器三维声音仿真及实现

为了使飞行仿真具有真实感和沉浸感,重现飞机座舱的三维声场环境是非常必要的.在确立飞行模拟器所要模拟的声音事件基础上,使用频谱分析和时频分析方法分析实际现场采集的声音数据,找出飞机各个部件声音的基本特征,再使用LMS自适应滤波及其他各种信号处理方法从原始录音中提取出用于仿真的声源.基于系统集成和性能的考虑,提出一种新的声音仿真系统组成方案,并在软件实现上使用面向对象的程序开发方法.详细讨论了研究开发三维声音仿真系统的关键技术,即声音实时合成技术和空间化技术.将开发出的三维声音仿真系统集成在实验室的波音737-800飞行模拟器中,经过大量试飞证明了该开发方法的可行性和有效性.     

纱线束横向动态振动特性仿真与实验

纱线束振动噪声是簇绒地毯织机噪声源之一,为了识别纱线束振动噪声信号,实现地毯生产空间的噪声控制,研究了簇绒地毯织机纱线束横向动态振动特性。应用Burger四元件本构模型建立粘弹性纱线束轴向运动的横向振动方程。采用Galerkin方法离散横向振动偏微分方程,然后使用Runge-Kutta法对该方程数值求解。设置不同的提花轮转速,分别求解振动方程得到不同的纱线束横向振动频率。设置与仿真求解相同的条件下,采用激光测振仪测试纱线束横向振动特性。测试结果显示仿真结果和实验结果存在倍频关系且频率较低。结果表明：该振动方程适用于研究纱线束横向动态振动特性,且仿真信号为纱线束振动的基频信号;同时,纱线束横向动态振动特性属于低频振动。     

基于MEEMD-AIC的簇绒地毯织机噪声源识别方法

簇绒地毯织机噪声信号由多个噪声源信号混叠而成,为实现簇绒地毯织机噪声源识别,提出了一种基于改进集总平均经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition,简称MEEMD)和赤池信息量准则(Akaike information criterion,简称AIC)的噪声源识别方法。首先,利用MEEMD将测得的噪声信号分解为有限个本征模态函数(intrinsic mode function,简称IMF)分量;其次,对分量矩阵的协方差矩阵进行奇异值分解(singular value decomposition,简称SVD),得到矩阵特征值;然后,利用AIC准则估计有效分量的个数,同时结合能量特征指标和皮尔逊相关系数法筛选出有效分量;最后,对筛选出的有效分量逐一进行时频分析,实现簇绒地毯织机噪声源识别。结果表明,耦联轴系中钩轴振动是簇绒地毯织机最主要的噪声源,该方法适用于簇绒地毯织机噪声源识别,对实现簇绒地毯织机主动降噪提供了理论支持。     

随动磨削曲轴表面异常轮廓误差去除方法

在高精度随动曲轴磨床中,为控制曲轴加工轮廓误差常采用预补偿的方法,如果测量时工件上有磨屑、毛刺等干扰将在测量结果中引入明显的异常轮廓,采用传统的高斯滤波器对数据进行处理将极大地影响轮廓误差的补偿精度,甚至导致废品出现。针对这一问题,给出了适用于闭轮廓的高斯滤波器、Rk滤波器和鲁棒高斯回归滤波器的理论模型。分别应用3种滤波器,对比分析结果可知,鲁棒高斯回归滤波器去除异常轮廓误差效果最理想,并通过人为改变异常轮廓的尺度,进一步验证鲁棒高斯回归滤波器的适应性和可靠性。该滤波方法集成到随动曲轴磨床软件中,实现异常轮廓的自动去除,提高了补偿效率,有效保证了曲轴磨削轮廓的误差精度。