双平行线列阵的方位估计及声探测盲区分析

基于信号相位匹配原理,给出了利用由双平行线列阵组成的平面阵进行声源方位估计的奇异值分解算法(Singular Value Decomposition for Signal Phase Matching,SVDSPM), 推导了空间谱搜索所需的时延计算公式;分析了双线阵间距对不同频率方位估计精度的影响, 从而确定了双线阵的间距;分析了声源频率对方位估计精度的影响;给出了给定频率时方位估 计精度与信噪比的关系并与MUSIC算法获得的结果进行了比较;给出了利用平面阵进行低空目 标的声探测时存在的声探测盲区的描述方法,并分析了声源的频率、目标初始俯仰角、阵元 数、阵型对声探测盲区的影响.仿真结果表明:(1)在低信噪比时SVDSPM算法的方位估计性能 优于MUSIC算法;(2)声探测盲区的范围与声源的频率和目标初始俯仰角有关,而与阵元数、 阵型无关.声探测盲区的分析和研究为立体阵的设计和方位估计提供了依据.     

钢管高速超声检测信号传输的关键技术研究

为提高钢管高速超声波检测系统中信号传输的质量和系统性能,对接触式及非接触式二类传输方式进行对比分析。总结了压电超声激励及回波信号特点,分析了目前主要采用的信号耦合技术的结构及工作原理,并在特性参数、技术特点、制造成本等方面进行相互对比,为设计应用提供了依据。     

水下运动声源部位识别方法研究

为了对水下航行器噪声源部位识别方法的可行性进行验证,研制了一套模拟试验系统。设计了非均匀水听器线列阵,采用常规波束形成(CBF)算法和反卷积(DAMAS)算法对噪声源部位进行了识别。通过对水库试验中静止及运动状态模拟声源的辐射噪声解算,验证了水下运动声源部位识别试验方法的有效性。实验表明:2种噪声源识别算法平均定向偏差小于0.2°,其中反卷积算法性能更为优越,适用于水下航行器噪声源识别。     

油烟机壳体的振动响应优化设计

为了降低油烟机壳体振动产生的噪声,基于油烟机壳体有限元模型,计算壳体在电机激励下的振动响应。在此基础上,以壳体四个部分的厚度为设计变量,保持壳体质量不超过原壳体质量,以壳体上四个敏感点的质点振速峰值为目标函数,对其进行了优化设计研究。利用商业软件Nastran 计算质点振速,基于DOE 方法利用iSIGHT-FD 对壳体厚度进行优化,得到了优化的结构厚度。优化后,设计域各点的质点振速峰值均有不同程度的降低,振动速度级降低最大值达到8.2dB。结果表明,在保持吸油烟机壳体质量不增加的情况下,通过改变壳体四个部分的厚度可以达到降低辐射噪声的效果。     

三维局域共振型声子晶体低频带隙特性研究

提出了一种三维局域共振型声子晶体结构,通过有限元仿真分析了该结构的低频带隙特性和多重振动耦合机理,继而研究了几何参数的影响因素。结果表明,该结构可以打开50 Hz以下的超低频带隙,其中基体材料和圆柱谐振子的振动耦合是带隙打开的关键,圆柱谐振子的下表面的振动位移越大,越容易打开带隙。中间层斜条部分密度对于带隙的下边界几乎没有影响,但是可使带隙的上边界往高频移动,带隙宽度变大。导致带隙变化的关键因素是中间层S2部分的长度和S1部分的角度。本工作丰富了三维声子晶体低频结构设计和等效模型研究,在工程实践中具有一定的指导价值。     

基于EK-NN的水声目标识别算法研究

针对水声目标信号复杂、样本获取难度大且富含不确定信息的问题,研究了一种新的证据K类近邻识别算法(Evidence K Nearest Neighbor,EK-NN)。首先在水声目标的各类训练样本中,根据特征距离大小选取待识别目标的K近邻,并构造其基本置信指派函数。然后使用证据理论中的Dempster-Shafer(D-S)规则对各类别下的近邻证据进行组合,最后再应用冲突置信的比例分配规则5(Redistribute Conflicting mass proportionally rule5,PCR5)将所有类别的组合证据进行融合,并根据融合结果和所设立的分类规则来判断目标的类别属性。根据水声目标实测数据,将新算法与其他几种常见的水声目标识别算法进行了对比分析,结果表明新算法能有效提高识别的准确率。     

基于声信号人耳听觉谱特征的风机故障诊断

提出了风机噪声信号的人耳听觉谱特征提取方法,利用人耳听觉谱特征模拟人耳听觉系统的特性,采用支持向量机分类器进行风机故障的分类识别;设计了基于听觉原理和支持向量机分类器的风机故障诊断系统,并应用于风机故障诊断.文中所用实验数据是在工厂现场采集获得,对现场实测数据的识别实验证明,人耳听觉谱特征可有效用于风机故障诊断,可正确识别99.18%的正常机器,故障类型诊断的正确识别率在91%以上.