矢量水听器的源定向理论及其定向误差分析

论述利用矢量水听器进行源定向的3种理论和方法：质点振速法、平均声强法和互谱声强法，从互谱声强法出发分析了影响矢量水听器定向精度的因素，并对上述影响进行了计算机仿真和定量分析．计算机仿真和分析结果表明矢量水听器定向精度主要与源信号的信噪比和入射角度以及测量系统各通道幅相频不一致性有关．计算机仿真和定量分析结果对矢量水听器的工程应用具有重要指导意义．     

一种非典型声强向量阵-空间十字阵定向算法研究

提出了1种可在小尺度平台上安装的非典型声强向量阵-空间十字阵,它由空间正交形状的四基元组成,并且提出了一种纯相位定向算法,将该算法用于空间十字阵可以实现低频声源的全空间高精度定向。在理论上系统分析了阵形的有限差分误差、相位失配误差以及环境噪声引起的定向误差,并且用自制的声强阵支架在半消声室进行了定向实验,实验结果表明,信噪比为10 dB时,满足kd<1的条件下,空间十字阵对低频声源的俯仰角和方位角的定向误差都在1°之内。     

基于伞型和轮辐阵列的三维波束形成方法

伞型三维传声器阵列结合三维声聚焦波束形成方法可以识别阵列前后位置。为验证方法的有效性,通过伞型三维传声器和轮辐平面传声器阵列在点声源构成的声场中进行了单声源的仿真对比,并在全消声室内进行了单声源识别定位的实验对比。仿真结果和实验结果一致表明:采用伞型传声器阵列能够识别定位三维空间中的声源,突破了轮辐传声器阵列的局限性。在此基础上,通过仿真和实验数据获得了两种阵列在X和Y方向的主瓣宽度等,并分析了伞型和轮辐传声器阵列的特点。     

遗传算法应用于矢量传感器目标定向跟踪

矢量传感器能够同步测量空间一点处的声压和质点振速信息,由此可估计出目标的方位信息.论述了各向同性噪声场情况下,矢量传感器接收到的声压能量与振速能量的关系.针对互谱声强法定向原理,将遗传算法引入到矢量传感器的目标定向跟踪中.根据声压与振速之间的关系、信号的稳定性构建了遗传算法的适应度,并且对基本遗传算法进行了改进,采用没有重串的稳态繁殖寻求全局最优解.计算机仿真分析结果表明该算法可以有效地进行目标方位跟踪,进一步提高目标定向精度.     

近场波束零陷权声图测量干扰抑制技术

聚焦波束形成声图测量技术是一种近场高精度声被动定位技术.为了抑制近场声图测量过程中干扰声源对待检测声源定位的影响,给出了一种基于近场聚焦波束零陷权的声源干扰抑制方法.经过理论推导分别给出了权在窄带信号情况下和宽带信号情况下的解析形式,该权具有形式简单,计算量小等优点,适合实际工程应用.对权的性能进行了仿真及实验验证,结果表明,该权可以有效地在近场干扰声源位置上形成指向性零点,从而抑制掉干扰声源对声图测量的影响,改善对待探测声源的声图测量效果.     

弹性矩形空气腔障板水下声散射近场矢量特性

为了实现矢量水听器在水面或水下载体上的工程应用,研究了弹性矩形空气腔障板声散射近场矢量特性.利用薄板的低频近似理论导出了弹性矩形空气腔障板水下声散射的声压和质点振速表达式,给出相应的声强表达式,验证了公式的有效性.在此基础上数值计算了弹性矩形空气腔障板声散射的近场特性,重点关注其近场矢量特性.理论分析和数值计算结果表明,由于弹性矩形空气腔障板的声散射作用,声压场和质点振速场表现为复杂的干涉结构,质点振速方向和声源方位不一致,声压和质点振速不再同相,声强方向也不再反映声源方位.本文结果为矢量水听器在弹性矩形空气腔障板条件下的工程应用提供了理论依据.     

双馈异步风力发电机矢量控制研究

根据交流励磁变速恒频风力发电系统的运行特性,将矢量控制技术应用于双馈异步风力发电机的控制.机侧变流器采用定子磁链定向矢量控制,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制,2个控制器共同作用,其工作状态根据双馈异步风力发电机的运行状态自由切换.试验结果表明:本控制方法能实现功率的双向流动,保证了双馈异步风力发电机稳定的并网运行.     

声强测量中传声器相位误差修正

声强测量大多基于双传声器声强探头系统,通过两个传声器测得的声压信号间接求出声强.传声器相位失配误差一直是声强测量最主要的误差源.讨论双传声器声强测量系统相位误差产生的主要原因,分析了传声器相位失配对测量结果的影响,同时给出减小双传声器声强测量系统相位失配的可能途径.     

用声模态技术识别内燃机噪声源

为了准确识别内燃机噪声源，提出了一种声模态分析技术.通过对双传声器声强信号进行傅里叶变换，得到两个声压互谱的虚部，进而计算出各测点声强的频率分布，将测量面上各测点某一频率成分的声强值挑选出来，得到测量面上各频率成分的声模态.用声模态技术对一台汽油发动机噪声源识别，确定了各测量面的主要噪声源的位置，并对噪声源产生机理进行了分析.结果表明，声模态技术能准确识别出测量面上各种频率成分的噪声源位置，为噪声控制的结构改进和声源屏蔽提供重要信息.     

多基阵声测被动定位及定位精度分析

提出了一种多阵声测被动定位方法并给出了其性能分析。该方法采用单个阵估计声源方位和阵与阵间相应传声器时延的方法进行声源定位，充分利用多阵之间信号的相干特性；研究了在不同的阵间信号相干系数下的声源定位及定位精度的克拉美-罗下界。仿真表明：利用阵间相干信息的定位方法，其定位精度明显优于不利用阵间相干信息的方法；既使相干系数很小，也可明显地改善定位精度。     

声在随机介质波导中的传播

提出一种利用逐次近似法,分析点源声波在Pekeris理想波导中当介质有微弱起伏时,声信号起伏规律的方法.获得的问题近似解析解,表明在给定情况下,即或介质起伏服从高斯规律,信号起伏也不服从高斯规律,且在发射和接收不同相对位置处,所得到的信号起伏率与各项空间相关函数也会有不同.     

低噪声电动机的声功率测量

在隔音室中采用声级计对低噪声电机进行声压测量,通过计算得到较精确的声功率值     

有源消声器消声的物理模型

利用声波相干理论,使噪声在控制区域内与次级声波发生干涉相消,来达到抑制或消除噪声的目的。根据有源消声原理,在实验室建立了一维管道有源降噪物理模型,最大消声指数可达２１ｄＢ,对工业应用有一定参考价值。     

基于麦克风阵列测量的机翼脱落涡噪声研究

应用由111个麦克风且成的平面麦克风阵列对当前流行的民用客机进场着陆过程中的飞机品怕源进行了测量分析,在国际上首次发现了机脱落涡单音噪源,并且得到了这种噪声源的频谱特性、指出特性和声级变化特征。     

基于声音位置指纹的室内声源定位方法

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位.该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位.仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.     

掩蔽声系统的研究与开发

针对综合办公室的敞开式布局,使相邻工作单元之间存在着相互干扰和谈话保密性差等问题,依据声掩蔽效应理论和产生伪随机信号的递椎理论,提出了利用单片机和微电子技术开发新的掩蔽声源及其系统的方法．结果表明,该掩蔽声系统可消除噪声干扰,达到语音保密的目的．     

城市住宅隔声吸声设计

通过对城市住宅的外部与内部较为普遍的噪声声源的分析,结合已有的室内、室外声音的传播知识,着眼于实际设计时应该考虑的噪声影响问题及控制的方式方法,不拘于具体的数学公式和实验数据,提供了基本的隔声吸声知识和思考策略.     

自适应有源声吸收中误差传声器的优化

针对一个基于最小均方算法的自适应有源消声控制系统，讨论了自由场空间有源声吸收中误差传声器位置的优化问题，分析了误差传声器位置对消声效果的影响，从理论上给出了一般的优化方法，并发现其误差传声器的最优位置并不是唯一的，同时系统初值的选择是实现最佳效果必须考虑的问题。     

基于分频过零点探测的双耳声源定位

提出一种基于分频过零点探测的双耳声源定位的方法.为了估计ITD,通常方法是利用左右耳瞬间神经发放率的互相关运算求得.可是,这些方法由于涉及互相关运算需要高运算复杂性.而且在噪声多源环境下容易遭受ITD估计的不准确性.在提出的方法中,估计ITD值是通过在采样ITD直方图上加权SNR获得,其SNR估计值是由ITD采样的偏差计算出.因此该方法能提供声源方向的准确估计和噪声鲁棒性.为了证明该方法的有效性,在各种噪声环境下进行了声源定位仿真实验,其结果证实了声源方向估计的准确性和噪声鲁棒性,并且与通常的互相关法相比能够提供显著少的计算复杂性.