基于亥姆霍兹方程最小二乘法的运动声源识别研究

为有效解决水下运动声源的噪声源识别问题,研究了基于移动框架技术（MFAH）和亥姆霍兹方程最小二乘法（HELS）的运动声源识别理论,建立了基于MFAH与HELS的组合声全息算法,并通过了水池实验验证。实验研究结果表明该组合算法能够对水下任意形状运动声源进行准确识别,能够获得较高的声源定位精度,并且适用的频率范围较宽;对于存在多个相干声源的复杂声场,仅要求阵列的全息测量面为重建面的1.3倍就能够较准确的识别定位噪声源,实现了用小测量面、快速识别定位运动噪声源,为进一步的工程应用提供了方便     

不平衡-碰摩-松动耦合故障的转子动力学建模与盲分离研究

建立了不平衡-碰摩-基础松动耦合故障的转子动力学模型。在模型中,轴承简化为线性弹簧,转子考虑为两端无约束的等截面自由欧拉梁,同时,建立了不平衡、碰摩和松动耦合转子动力学运动方程,运用模态截断法,利用数值积分方法获取转子系统的振动响应。显然,系统响应是多个耦合故障信号的混合,因此借助盲源分离方法进行了转子系统耦合故障信号分离研究,并运用ZT-3型多功能转子试验台进行了实验验证,仿真和实验结果表明了所建立故障动力学模型的正确性以及利用盲分离方法实施耦合故障分离的有效性     

基于最大似然估计的辐射噪声源近场定位方法性能分析

如何利用较少的阵元个数得到比较理想的空间分辨力,准确找到噪声源位置,一直是人们比较关心的问题,因此介绍了基于最大似然估计的辐射噪声源近场定位方法,并利用遗传算法寻求最大似然估计的全局最优解,从而实现噪声源近场定位,其具有比常规聚焦波束形成更高的空间分辨力,且可以有效实现相干声源近场定位。通过计算机仿真详细分析了信噪比、测量距离及基阵孔径对本文算法定位性能的影响,说明了仅利用小孔径基阵就可实现辐射噪声源近场高分辨定位,最后通过湖试实验验证了该方法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

基于幅度补偿的MVDR水下噪声源近场定位识别方法研究

降低舰船噪声,首先要找到其主要噪声源,然后采取有针对性的减振降噪措施。本文针对现有基于近场聚焦波束形成等噪声源近场定位方法的不足,介绍了基于幅度补偿的MVDR(minimum variance distortionless response)近场聚焦波束形成噪声源近场定位识别方法。该方法在MVDR算法的基础上引入幅度补偿,可以有效估计噪声源的相对强度;可以提高基阵在低频段的空间分辨率,在高频段能进一步抑制空间混叠;同时还可以进一步抑制背景噪声,因此该方法能够给出系统噪声源的空间位置分布及能量分布,从而准确找到系统中主要噪声源,采取有针对性的减振降噪措施。计算机仿真及湖试实验数据处理结果验证了该方法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

基于矢量阵测量的局部近场全息技术研究

统计最优近场声全息技术是通过全息面上测量声压的线性叠加来反演重建面上的声学量,可以从理论上克服基于傅氏变换的近场声全息技术的局限性。针对水中圆柱体的噪声源识别问题,采用声压和质点振速测量来进行声全息计算,推导了基于振速测量的统计最优柱面近场声全息技术的重建公式。利用所编制的程序进行了仿真验证,最后设计矢量水听器进行水中全息实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明,该技术在水中柱形声源辐射声场的噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

基于波束形成方法的货车车外加速噪声声源识别

综合基于波束形成的噪声源识别方法和外场车外加速噪声测量技术,构建一套完整的针对运动声源的车外加速噪声外场声源识别测试系统,给出了相应的测试计算流程与方法。利用该系统完成货车车外加速噪声声源识别试验,确定发动机为该货车车外加速噪声的主导噪声源,且对应最大噪声时刻发动机转速为２４００ｒ／ｍｉｎ。进一步的发动机噪声源识别结果表明：涡轮增压器、发电机、气缸盖罩是其主要噪声辐射源。     

采用矢量阵测量的水中宽带近场声全息技术研究

基于声强测量的宽带声全息技术(BAH IM)是由近场声全息(NAH)领域脱颖而出的一项技术,它由全息面上互相垂直的两个切向声强分量计算出全息面上的复声压相位,得到全息面上复声压,再进行NAH处理。针对水中圆柱体的噪声源识别问题,给出了该方法在柱体中运用的基本原理,利用所编制的程序进行了仿真验证,最后,采用矢量阵进行了水中近场声全息测量实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明柱面内BAH IM技术在水中柱形声源内辐射声场的重建噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

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

阐述了OPAX方法的基本理论,对某中型卡车驾驶室振动实施传递路径分析,并针对该车结构设计特点,提出基于OPAX方法的二级TPA分析模型,分别为动力总成-驾驶室一级传递路径模型和车架-驾驶室二级传递路径模型。通过建模测试计算获得各级悬置动刚度、工况载荷和路径贡献量,准确定位引起驾驶室振动水平较大的原因,提出改进方案,有效减小驾驶室振动水平。该应用研究表明二级TPA模型更符合研究对象的结构设计,能反映出更详尽的结构路径特性,是对已有TPA模型的丰富和拓展,对OPAX方法的工程应用具有重要的借鉴意义。     

频域传递路径分析方法（TPA）的研究进展

传递路径分析方法(Transfer Path analysis,TPA)是当前诊断机械系统振动和噪声最通用的手段。本文介绍了传统TPA、工况TPA、OPAX、快速TPA、多级TPA以及混合TPA的基本原理和优缺点,结合实例说明实现过程,并进行综合比较得出各种方法的应用场合,最后对TPA方法的未来发展作了展望。     

基于同伦迭代算法的弱耦合梁的损伤识别

本文应用有限元方法将多跨连续梁结构简化为弱耦合的欧拉－伯努利梁模型,利用Newmark积分法直接积分法求出系统在外激励作用下的动态响应。在结构的损伤识别过程中以结构抗弯刚度的减少作为损伤识别参数进行损伤识别,通过最小二乘法来构造同伦方程。该方法的收敛不依赖于初始值的选择,并且可以对具有重频的多跨结构进行准确识别。讨论了模拟人工测量噪声对损伤识别结果的影响。数值模拟算例表明本方法能够快速有效地检测出弱耦合梁的局部损伤,并具有精度高,对测量噪声不敏感等特点。     

多重门限奇异值分解方法的实例验证

目的 提出一种基于奇异值分解(SVD)技术和Hanke矩阵的多重门限奇异值分解方法(MTSVD),对测量源数据进行降噪,使其更接近理论值,减少试验误差对后续计算结果的影响.方法 对获得的系统频响函数(FRFs)施加10％的随机误差,之后利用文中提出的MTSVD方法进行降噪处理,并与未经过去噪处理的预测结果以及经奇异值累积法获得的降噪结果进行对比.结果 利用MTSVD方法对试验获取的耦合系统频响函数进行处理后,得到的修正值更接近理论值,并且该方法的降噪效果优于现有的奇异值累积法.结论 验证结果表明文中提出的MTSVD方法能有效降噪,减少试验测量源数据携带的误差,使其更接近理论值,因此该方法在运输包装领域具有良好的可行性和应用前景.     

基于相干分析的复杂船舶系统噪声源识别方法研究

本文首先介绍了常相干分析、偏相干分析和重相干分析等相干分析理论；然后针对复杂的船舶机械系统，提出了多输入单输出系统低频线谱噪声源识别和分离方法；接着基于典型船舶系统振动噪声测试结果，开展了系统低频线谱噪声源的识别和分离，得到了系统主要低频线谱的来源。实际工程应用表明，本文提出的噪声源识别方法，提高了工程中振动噪声问题治理的效率和准确性，为复杂船舶系统噪声源治理提供有力支撑。     

工况传递路径分析用于辨识车内噪声源

为了在不拆除耦合部件情况下,实现车内噪声辐射源和振动激励源快速辨识,应用工况传递路径分析方法建立车内噪声传递多输入、单输出模型。进行偏奇异值分析辨识出车内噪声主要辐射源和振动激励源,计算各条传递路径对车内噪声贡献量,并且将目标点合成噪声与实测噪声进行对比。在定置怠速工况下通过拆除某路径后预测噪声与实测噪声对比,验证模型正确性。该方法不限具体车型,可以广泛地应用于车内噪声传递路径分析。     

机械声源信号的带通滤波盲分离

盲源分离是一个很独特的盲信号分析与处理工具，在机械设备状态监测与故障诊断领域有较好的应用前景。但在实际应用于机械源信号分离中，效果尚不够理想。特别是，当传感观测中存在高斯噪声或调制源时，往往无法获得准确的源波形恢复。本文在分析现有盲源分离算法的基础上，提出一种新的、基于带通滤波的改进盲源分离方法。仿真以及实际的机械声源信号分离实验结果证实了新方法的有效性。     

基于变分贝叶斯独立分量分析的故障源盲分离

提出一种基于变分贝叶斯独立分量分析的故障源盲分离方法,该方法可直接对噪声干扰的机械源信号进行有效分离,即不需要将未知噪声看成一种独立源,也不需要进行消噪预处理。并将该方法与传统的机械源分离方法进行对比实验,实验结果表明该方法是非常有效的。     

Direction of arrival estimation for uniform circular array based on fourth-order cumulants in the presence of unknown mutual coupling

A direction of arrival (DOA) estimation algorithm in the presence of an unknown mutual coupling is presented for a uniform circular array. This algorithm is based on the fourth-order cumulants, and the DOA of signal sources can be accurately estimated without the need of any calibration source since the coupling is blindly compensated by the inherent mechanism of the proposed method. Because of the use of higher-order statistics, the number of sources that can be coped with may be larger than the number of sensors in the array, and the algorithm is insensitive to Gaussian noise. Comparing with existing calibration methods which use iterative approaches, this algorithm is computationally less expensive since it uses only a one-dimensional search. Validation and performance are illustrated by simulations.     

1/f noise in etched groove surface acoustic wave (SAW) resonators

Measurements of 1/f (or flicker) frequency fluctuations in SAW resonators fabricated with etched groove reflectors on single crystal quartz have shown that the observed noise levels vary inversely with device size. These measurements were made on sixteen 450 MHz resonators of four different sizes. The 1/f noise levels were also evaluated on twenty-eight other SAW resonators ranging in frequency from 401 to 915 MHz. This additional data provides valuable information on the dependence of the flicker noise levels on resonator frequency. A model based an localized, independent velocity fluctuations in the quartz is proposed which correctly fits the observed size and frequency dependence of the measured 1/f noise levels. This model suggests that the velocity fluctuations originate in small regions (much less than ~5 mum in diameter) randomly distributed throughout the quartz with an average separation of about 5 mum between independent (incoherent) sources. The magnitude of the localized fractional velocity fluctuations, Deltav/v, averaged over a 5 micron cube is on the order of 1x10 (-9).     

异步CDMA系统多径信道的直接盲均衡

针对多径CDMA系统提出了一种接收器采用天线阵的基于二阶统计（SOS）的直接盲MMSE信道均衡方法。与利用信号和噪声的子空间分解估计出信道的脉冲响应的大多数二阶统计方法不同,它直接估计维纳－霍夫滤波器中所需的互相关函数。由于不依赖于信号和噪声子空间分解,因而对信道阶次的估计误差不敏感。计算机仿真结果表明,该方法比现有的一些基于子空间分解的方法具有更好的性能。     

高速铁路减振CRTS-Ⅲ型无砟轨道桥梁振动噪声研究

以减振CRTS-Ⅲ型轨道系统为研究对象,基于车辆、轨道、桥梁系统二维模型,利用动柔度法分别计算车辆和轨道系统的动柔度,建立频率域的车辆-轨道耦合模型,计算桥梁振动加速度并与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比较。采用有限元法计算桥梁结构近场点和远场点噪声,探讨桥梁各子结构板对近场点和远场点噪声的声贡献率。计算结果表明：与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比,减振CRTS-Ⅲ型轨道系统下,桥梁的振动峰值加速度减小69.9%,加速度平均值降低60.4%;近场和远场噪声计算点声压级分别降低8.4、8.5dB;桥梁顶板声贡献率分别达65.28%,68.30%。采用减振CRTS-Ⅲ型轨道系统能够有效的降桥梁结构噪声。声贡献率计算表明顶板振动是导致桥梁噪声的主要噪声源。     

路噪结构载荷模拟方法研究

工况传递路径分析(Operational Transfer Path Analysis,OTPA)方法用于道路噪声分析的效率较高,但在相关的激励源同时作用于系统或传递路径之间存在强耦合时,传递率矩阵的求解结果会出现严重偏差,无法保证其精度。针对激励源同时作用的问题,提出以一个试验台为依托,用激振器将路面噪声(简称：路噪)结构载荷可控地作用于车辆,实现从较少的工况数据中获得参考响应信号的列满秩矩阵,进而求解传递率矩阵。试验台经有限元仿真优化及试验验证后,用试验台及汽车底盘测功机分别作为激励源,在半消声实验室进行两组试验。试验结果表明两种激励方式相干函数在50~400 Hz频段内整体上接近1,同时在该频率范围内,两种激励方式获得的传递率曲线一致性较好,说明文中所提方法能够较好地模拟路噪结构载荷。