UFSC将LabVIEW和NI CompactDAQ应用于车辆通过噪声测试的声学波束成形中

挑战:开发一款便携且价格合理的声学波束形成形,实现通过噪声测量和其他应用中的噪声源识别. 解决方案:使用32个麦克风组成的螺旋阵列、NILabVIEW软件、NI声音和振动测量套件,以及32通道的NI CompactDAQ系统,搭配8个NI 9234 4通道动态信号采集(DSA)模块来获取噪声源的可视化图像,从而识别行驶车辆所产生的信号.通过噪声测试经过标准化,可将车辆运行过程中最大的附带噪音水平量化.在许多国家,有关政府机构对声音测试都有限制规定,通常为IS0362——测量道路车辆加速所产生的噪声.这些规定旨在记录车辆在城市交通中正常行驶所产生的主要噪声源水平,通常时速限制为50或70km/h.车辆通过噪声测试可以验证,一辆符合标准的汽车,其产生的交通噪音不得超过所规定的限值. 汽车上的很多部件都会产生噪声,包括电机、排气装置、变速器以及轮胎.标准的通过噪声测试无法识别会造成测试失败的源噪声,因此需要一项能够可视化呈现声场的技术,以分辨不同的声源.     

水中运动声源的声全息参数选取研究

针对水中运动噪声源难以识别问题,采用声全息技术建立运动噪声源的声全息动态识别方法,详细推导全息重构公式,建立测量系统和重构声源的坐标系关系,利用采集到含有多普勒效应的声信号构造出全息数据完成重建,对运动声源的信号采集和多普勒消除等方法进行研究.利用所编制的程序进行仿真验证,分析重构参数的选取原则,给出重构频率、重构距离...     

微型电动车新型行驶状态监控系统设计分析

传统微型电动车行驶状态监控系统数据较多需要复杂的控制算法来实现,而这影响整车系统控制的稳定性和可靠性。基于阻抗传递矩阵提出一种新型行驶状态监控系统,搭建整车电传动系统阻抗传递矩阵,进而搭建微型电动车整车传动系统动力学模型,采用试验验证的方法,对系统的电阻抗和机械阻抗之间的关系进行分析,搭建在线监测系统,对车辆在实际道路运行过程中的行驶状态进行监控,基于Matlab获得车辆不同行驶状态下的电压、电流、功率和阻抗图等关系曲线。对比分析结果可知:基于阻抗传递矩阵的监测系统,通过监测整车在不同路面行驶下的电阻抗,可适时地调整整车运行速度;同时系统对整车的运行位置、速度和扭矩进行良好的监控,能够定性地分析整车的行驶状况,为微型电动车智能控制奠定基础。     

一种汽车加速行驶噪声源识别技术

介绍了基于数据采集与信号测试分析技术的噪声源识别的一种方法,即利用噪声传递函数识别加速行驶噪声源,能够快速、精确地识别出主要噪声源。     

车内噪声传递率建模及计算

为了分析运行工况下车内噪声的声源贡献率,以噪声源附近的响应为参考激励,建立了运行工况下车内噪声的传递率模型,研究了车内噪声传递率的测试分析方法,并针对矩阵病态程度随频率变化的具体情况,提出了传递率矩阵的计算方法。通过某重型汽车实车实验对传递率矩阵的计算方法进行了对比和验证,分析了该车车内噪声的声源贡献率。结果表明,建立的车内噪声传递率模型和提出的传递率矩阵计算方法能够用于分析实际车内噪声的声源贡献率,具有易于操作和实现等特点     

基于OTPA方法某地铁车辆制动噪声测试研究

为解决某地铁车辆用夹钳制动单元-铝合金制动盘制动噪声测试过程其他噪声串扰问题,本文通过研究工况传递路径方法(OTPA)的适用性,并对某地铁车辆制动噪声进行测试,解析车内噪声中制动噪声成分,评估制动噪声特性及其影响。测试研究表明工况传递路径方法(OTPA)能够有效解决地铁车辆客室内制动噪声测试存在的多声源通道信号之间的串扰问题,建立制动噪声测试评估能力。此外,某地铁车辆用夹钳制动单元-铝合金制动盘显著存在制动噪声问题,且能量集中呈现啸叫特性。     

穿孔管消声器声学性能三维时域计算及分析

将三维时域计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)法应用于计算有流情况下穿孔管消声器的声学性能。在消声器进口处施加脉冲信号与不施加任何信号的两种情况下,通过非定常计算分别得到消声器上下游监视点的时域压力值。同一监视点两次计算结果之差就是脉冲信号及其反射信号。使用快速傅里叶变换将时域声压信号转换到频域,计算出消声器的传递损失。对于直通穿孔管消声器和横流穿孔管消声器,使用三维时域CFD法计算传递损失,并与试验测量结果和频域法计算结果进行比较,以验证三维时域CFD法预测穿孔管消声器声衰减性能的准确性。分析气流速度和温度对横流穿孔管消声器传递损失的影响。结果表明,随着气流速度的增加,传递损失曲线向低频方向移动,多数频率处的传递损失有所增加;随着介质温度的升高,传递损失曲线向高频方向移动。     

汽车起重机加速行驶车外噪声研究

本文通过定置模拟噪声试验,采用平面阵列测试法确认汽车起重机加速行驶车外噪声主要噪声源在发动机附近,再通过声压频谱分析和排除法对比试验,进一步确认发动机噪声和风扇噪声是主要噪声源。通过降低发动机燃烧噪声、风扇噪声及隔绝主要噪声源对外辐射三个方面降噪措施,车辆顺利通过欧盟ECE R51车辆加速行驶车外噪声测试。     

基于阵列信号的重型商用车声源的最小方差无畸变响应估计

以声源的阵列测试信号为基础,建立了运动声源的观测方程.通过计权因子的优化,确定了声源特征函数的最小方差无畸变响应估计方法.对重型商用车声源识别结果说明,利用最小方差无畸变响应估计能较常规波束成形更好地识别出噪声源.     

基于遗传算法的动态优化波叠加噪声源识别方法

针对现有声全息以及波束形成等方法中重建声场的虚假声源问题,提出一种利用遗传算法搜索声源位置的波叠加噪声源识别方法。该方法通过传声器阵列测量声音信号,基于时间延迟算法进行声源面的声压预估;选取预估声压峰值点作为等效源的初始位置;根据初始识别结果确定声源位置搜索的三维空间范围,以重建传声器声压误差函数作为位置评价指标,利用遗传算法动态地优化等效声源的空间位置,并实现声场的波叠加重构。对该方法进行仿真试验,得到的识别结果中旁瓣引起的虚假声源强度下降到真实声源的10%以下。试验结果表明利用该技术重建声场时,与传统的全息和阵列技术相比,可以有效消除虚假声源以及旁瓣效应,与静态波叠加方法相比,可以取得准确的声源位置和重建声压值。     

动力吸振技术在车内轰鸣声控制中的应用

通过分析引起某车内轰鸣声的激励源和贡献量最大的传递路径,利用实验模态技术测试分析出传动轴的弯曲模态频率,判断出该车内轰鸣声产生的原因是传动轴的强迫振动;利用动力吸振技术,进行了动力吸振器力学参数的优化设计,提出了抑制传动轴弯曲共振的工程方案.通过试验验证,该方法有效地降低了车内噪声.     

OPAX: A new transfer path analysis method based on parametric load models

Since its first publication in the beginning of the 1980s, transfer path analysis (TPA) has evolved into a widely used tool for noise and vibration troubleshooting and internal load estimation, for single source and multivariate problems. One of the main bottlenecks preventing its even more widespread use in the vehicle development process is the test time needed to build the full data model, requiring not only in-operation tests but also extensive frequency response function (FRF) measurements.As a consequence, several new approaches, such as operational TPA, have appeared over the past years attempting to circumvent this limitation. These methods attract quite some attention as they only require operational data measured at the path references and target locations. However, despite being time-efficient, these methods suffer from several limitations that can lead to incorrect path contribution interpretations and wrong engineering decisions.Hence, a new TPA approach is proposed, providing a good compromise between path accuracy and measurement time. The method is referred to as OPAX as it essentially uses in-operation data complemented with a minimal set of extra tests with forced excitation. The key idea of OPAX is the use of parametric models for identifying the operational loads. This makes the method scalable, enabling the engineer to use a simple model based on a small amount of measurement data for quick troubleshooting or increase accuracy using a more complex model together with additional measurements.     

基于主成分分析的齿轮箱故障特征融合分析

为有效降低齿轮箱故障特征的维数并提高诊断准确率,提出了基于主成分分析法的齿轮箱故障特征融合方法,并结合支持向量机和BP神经网络对诊断的准确率进行了分析。以齿轮箱中不同裂纹齿轮为对象,选取能够表征齿轮箱故障状态的时域、频域和基于希尔伯特变换的36个特征,提取累积贡献率达到95%以上的主成分并输入支持向量机分类器中进行分类识别,用BP神经网络分类器进行结果的比较分析。结果表明,采用主成分分析法与支持向量机相结合的方法,既能降低特征维数,降低计算的复杂性,又能有效地表征齿轮箱的运行状态,识别不同裂纹水平的齿轮,比单独使用支持向量机分类器的方法诊断准确率更高,训练时间更短。     

Transfer characteristics of vehicle air conditioners’ booming noise

Vehicle air conditioners generate a booming noise when pressure pulsation in the compressor is generated and transmitted to vehicle interiors through the attached pipes and chassis, which constitute a typical noise transfer path between the compressor and the interior. In this study, the transfer path analysis and operational deflection shape methods were employed for analyzing the characteristics of noise transfer paths, and acoustic intensity was measured through empirical experiments for analyzing the characteristics of the response system. The rigid body mode of the double pipe influences the dynamic behaviors of the liquid pipe, which is the major noise contribution path. The force exerted on the liquid pipe generates not only structure-borne noise but also air-borne noise in a heating, ventilation and air-conditioning system. An experiment was carried out to reduce such noise by distributing the high noise contribution to the low one. Through this experiment, we propose a path coupling method for noise reduction that modifies the contribution of each transfer path from the source to the receiver.     

Local stiffness control for reducing vehicle interior noise by using FRF-based synthesis method

This paper explores the feasibility of estimating the interior noise of a vehicle compartment when the attachment stiffness (i.e., the local stiffness of the mounting point at which operational force is applied) is altered. In order to change the local stiffness of the vehicle body, it was assumed that the local stiffness could be changed by attaching some additional systems to the vehicle body. The frequency response function (FRF)-based synthesis method is used herein to estimate the change in the local stiffness of the modified vehicle body. In addition, the change in the noise transfer function (NTF) can also be estimated using this method. Since the operational force transmitted from the source excitation to the body attachment is required to predict the interior noise of the vehicle body in the operational condition, a transfer path analysis (TPA) technique was performed. Various vehicles and additional systems were utilized to estimate the dynamic properties of the modified vehicle body. Results indicated that the synthesis technique is an appropriate method to estimate the change in the local stiffness and NTF of the modified vehicle body. The results also show that the interior noise of the body can be estimated accurately by using the synthesis technique and TPA procedure when the vehicle body is locally modified.     

基于邻域属性重要度与主成分分析的齿轮箱故障特征约简

为有效降低齿轮箱故障特征的维数并提高诊断效率,提出了基于邻域属性重要度与主成分分析法相结合的齿轮箱故障特征约简方法,并利用支持向量机和BP神经网络对诊断的准确率进行对比分析。针对齿轮箱中具有不同程度裂纹的齿轮,选取其时域、频域和基于希尔伯特变换的36个特征;将邻域模型引入到特征属性的约简,构造前向贪心算法,以邻域属性重要度较大的9个特征作为特征集,提取累积贡献率达到95%以上的主成分,分别输入支持向量机和BP神经网络分类器中进行分类识别,并与不经过特征优选的主成分特征融合相对比。结果表明,采用基于邻域属性重要度与主成分分析法相结合的特征约简方法,既可以降低齿轮箱故障特征的维数,又不影响对其运行状态的表征,有助于识别不同裂纹水平的齿轮,与不经过特征优选直接进行融合的方法相比,所提出方法诊断准确率更高,训练时间更短。     

一种相位相关的闭环频域辨识方法及其在最优PI控制器整定中的应用

最优PI控制器整定需要传递函数模型,且强调模型-90°在相位处的准确性。满足这种要求的模型化方法是应用PI控制器最优整定的关键步骤。为此,本文提出了一种基于双通道继电测试TRFT的相位相关闭环频域辨识策略。在该方法中,首先通过TRFT以闭环方式提取在指定相位的多点频率特性;其次,采用所提出的RNLS频域辨识算法估计过程对象的带有时滞的传递函数模型。最后的仿真取得了令人满意的结果,验证了所提出方法的有效性。本文所提出的建模方法与最优整定相结合构成了一个完整的工业应用框架。     

盲解卷积和频域压缩感知在轴承复合故障声学诊断的应用

针对时域盲解卷积算法对单一故障机械声信号有效,及传统稀疏分量分析对声信号分析失效等问题,提出一种盲解卷积、形态滤波和频域压缩感知重构的稀疏分量分析相结合的轴承复合故障声学诊断方法。通过时域盲解卷积算法优选分量结果,提取声信号的冲击成分。使用形态滤波滤除背景噪声。使用模糊C均值聚类估计混合矩阵,重构传感矩阵,并运用稀疏度自适应匹配追踪基算法(Sparsity adaptive matching pursuit,SAMP)的频域压缩感知重构分离信号。双通道滚动轴承故障声信号分析结果表明该方法能够有效分离和提取滚动轴承故障特征。     

基于多个太赫兹时域光谱系统的物质识别方法

提出了一种基于多个太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)的物质识别方法。将来自不同THz-TDS的光谱数据,通过小波变换去除基线及噪声等干扰信息,并用3次样条插值将不同的采样频率映射到相同的频率上,从而得到标准化后的光谱数据。将此光谱作为支持向量机(SVM)的特征向量,选择合适的核函数并用网格搜索法寻找最优SVM参数,最终得到98.33%的识别准确率。该方法对于准确识别物质具有重要的参考价值。