星形立体传声器阵列设计与应用

研究了星形立体传声器阵列。利用粒子群优化算法对每条直线上的阵元进行优化排布,获得了具有较好指向性和较低旁瓣级的阵列阵型。基于优化得到的阵列阵型进行了星形立体传声器阵列的机械结构设计,设计的阵列主体能实现自如地折叠,便于包装和运输。研制了基于这种阵列阵型的声成像定位系统,通过数据仿真分析体现出优化设计阵型的优越性,同时通过实验验证了研制的声成像系统在声源定位中的有效性。     

基于最优收缩的传声器阵列部分相干噪声去噪方法

传声器阵列信号的去噪问题对波束形成方法具有重大意义。在复杂干扰环境下,背景噪声的分布不再满足传统的互不相干假设,而更趋近于部分相干。文章研究了空间噪声的分布机理和部分相干噪声理论,并提出了一种在已知声源个数下的传声器阵列部分相干噪声的去噪方法：通过声源噪声的低秩假设以及部分相干噪声的稀疏假设,基于最优收缩方法（Opt-Shrink）迭代提取传声器阵列互谱矩阵的低秩部分,实现去噪的目的。通过仿真,验证了该方法在相干通道数为10和25时,可以获得明显的成像结果;而传统针对不相干噪声去噪的对角线移除方法（DiagonalRemoval,DR）在相干通道数较多时,声源定位结果较差。在强干扰低信噪比的声源定位实验中,该方法相对于对角线移除方法可以得到更好的去噪效果。     

列车通过高架桥结构时的运行噪声统计能量分析(SEA)研究

以列车在高架桥上运行的工况为例,简化高架结构,建立了统计能量分析（SEA）模型,利用统计能量分析软件对列车通过高架桥时的振动噪声进行了计算分析。理论分析结果表明采用该种方法分析列车通过高架结构时辐射的噪声是可行的。     

应用于传声器阵列定位校准的空间点声源声场拟合方法

介绍了一种用于传声器阵列声源定位精度校准的空间点声源声场模拟方法,并基于该方法设计了一套空间点声源模拟系统,完成了一个传声器阵列的定位位置精度校准。文章采用多通道点声源空间声场合成算法模拟了一个位于自由场空间的点声源,根据传声器阵列中每一个传声器的空间位置坐标,计算出传感器所处位置声场的动态声信号。通过耦合腔标准声源将对应的多通道电压信号输入被校准阵列系统,完成点声源的模拟。然后,该阵列运用波束形成算法进行声源定位,得出点声源的位置,并与模拟点声源的位置进行比对,实现对阵列定位准确性的校准。     

传声器阵列反方法及其对飞机噪声源识别

为了完善飞机气动噪声源识别测量技术,并认识当代大型客机气动噪声源的基本特征,改进噪声源识别的大型平面传声器阵列。该阵列由104个传声器组成,104个传声器在平面中的位置通过计算机优化设计的方法确定。并用数值模拟的方法检验平面传声器阵列的频谱特性。应用此阵列在西安咸阳国际机场对近20个架次的进场着陆飞机噪声源进行试验测量。通过实验验证传声器阵列技术和传声器阵列数据处理软件。     

高架轨道交通噪声的分析与控制技术研究

轨道交通是大城市公共交通方式的首选,其产生的噪声可能污染沿线地区的环境,高架轨道交通噪声的分析、预测和控制成为建造高架轨道交通必须解决的问题。首先用传声器阵列分析了上海轨道交通9号线列车噪声级沿高度的指向性,研究了各1/3倍频程对总噪声的贡献量,归纳了列车等效声功率级与列车速度的关系。然后建立了一套适用于高架轨道交通噪声辐射的预测模型,将列车视作一个移动的均匀线声源,采用单极子和偶极子传播模型拟合轻轨列车的通过噪声,并用高架轨道交通线附近的测量数据,验证了不同测点情形下模型的适用性,为预测高架轨道交通线的噪声辐射提供了一种实用方法。最后,介绍了新开发的道间声屏障和动力吸振阻尼钢轨技术,以及工程应用效果。     

四元传声器阵列定向算法及其结构优化

推导任意四元传声器阵列的定位算法和近似的定向算法,并得出性能最优的四元传声器阵列结构.建立任意四元阵列后,通过矩阵分析推出定位公式,在声源位于远场时,通过近似得到既能保证精度又十分简洁的定向算法;通过数学分析,推导出最佳的四元传声器阵列结构.数值计算结果表明,提出的近似定向算法是可靠的;计算机蒙特卡罗仿真结果表明,导出的最佳四元阵列性能优于普通的四元阵和正四面体阵.     

汽车内驾驶员语音增强评价研究

驾驶员语音增强质量的评价指标是保证语音增强算法性能的关键,而现有的语音增强质量评价方法不能准确地反映人对声音感知的主观性。针对上述问题,分析了言语可懂度指数对语音增强算法评价的适用性,并在某品牌汽车上进行实验。通过在汽车内建立均匀线性传声器阵列来对驾驶员语音进行信号采集,然后利用波束形成算法对阵列中不同传声器组合的语音信号进行增强,得到汽车在不同行驶速度时不同阵列组合的语音增强结果。使用信噪比和言语可懂度指数分别对实验得到的语音增强结果进行评价,结果表明言语可懂度指数更适合评价汽车内驾驶员的语音增强算法的性能。     

声学风洞中的高速列车模型气动噪声试验研究

研究借助气动-声学风洞试验平台,首先针对某高速列车的1：8缩尺比例的三车编组模型建立了气动噪声试验方法和突显不同的噪声源的模型处理方法,并结合流场外自由场传声器和传声器阵列的测量结果,分析了模型上的主要噪声源特性及对整个模型的贡献量大小。研究表明：转向架和受电弓噪声是模型的最主要噪声源,其次是车连接部位间隙,再次是鼻尖和排障器,最后是尾车,同时,并给出了这些噪声源的特性,这对于认识高速列车气动噪声和改善设计有重要的参考价值。研究也说明所提出的试验研究方法是一种研究高速列车气动噪声较为有效地方法。     

阻抗球体表面的空气耦合声波的波束形成

1引言 在利用传声器阵列进行语音声源定位的研究中存在着阵列较大不利于实际应用的问题.这是因为波束宽度与阵列尺寸成反比:波束宽度越窄,阵列指向性越好.因而研究如何在小阵列尺寸的情况下获得较窄波束,具有较大应用价值.实际应用中,均匀圆形阵列测向范围为[-180°,180°],有较广的应用.将传声器阵列围绕球体均匀放置后可得到具有更好性能的波束[1].本文对球体周围的声场作了进一步的具体研究,在此基础上分析了不同的球体情况对声场和波束形成的影响,并进行了比较.     

基于传声器阵列的电泵噪声源识别研究

某型电泵的噪声较大,为了准确辨识出该型电泵的噪声源,得到其声场辐射特性,采用基于时域信号的"延迟与求和"的"波束成型"的阵列信号处理算法,建立了由29个传声器组成的" "字型平面传声器阵列,首先在实验室用音箱进行了声源辨识的验证和分析试验,然后分析某型电泵的辐射噪声,得到了电泵辐射噪声源的分布特性和频谱特性,分析了形成噪声的主要原因.     

基于传声器阵列的汽车鸣笛声定位算法及实现

针对违章鸣笛车辆的锁定问题,本文提出了一种基于传声器阵列空间搜索法的三维空间声源定位算法。设计计算机仿真实验,分析并确定了阵列的传声器个数。通过广义互相关方法估计传声器阵列中任意两个传声器的相对时延,然后结合估计得到的时延,采用基于5传声器阵列的空间搜索法计算得到声源空间位置。为验证算法的可行性,实际构建三维空间的点声源定位系统,进行实车定位实验。实验结果表明提出的算法可以有效地定位汽车鸣笛声。     

高速列车“通过噪声”的测试分析

为了评估高速列车运行时对轨道周围环境的噪声污染程度,对高速列车以不同速度工况通过时的车外辐射噪声(称为"通过噪声")进行了测试,得到了以最大A声级和1/3倍频程A声级标志的列车通过噪声的测量数据。分析了通过噪声的频谱特性、及其与列车速度的关系。测试数据表明高速列车通过噪声是宽频噪声,最大A声级在标准规定测试点上的值达到约90 dB,对铁路附近的噪声污染比较大;通过噪声随着列车速度增大而增大,在时速370 km以上增幅变大。     

声场重构中消除鬼影和提高重构精度的方法

在利用波束形成算法进行声场重构时，容易出现鬼影现象，给重构声场的准确辨识带来极大困难。在对波束形成算法进行理论推导后，获得麦克风阵列的结构参数与鬼影产生的关系，进而获得消除鬼影的方法；并在此基础上，优化麦克风阵列的布局形式，设计阵列的最大孔径比，可以有效提高重构精度。通过纯音实验和窄带噪声实验，验证了消除鬼影和提高声场重构精度方法的有效性。     

虚拟轨道列车运行噪声特性及评价分析

虚拟轨道列车正在我国得到快速发展,其车内外噪声水平、特性及形成机理还缺少相关研究。基于线路试验,对虚拟轨道列车开展声源识别和振动噪声测试,分析其车内外噪声水平、频谱特性和速度依赖关系,进而参考城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值标准对车内外噪声进行评价分析,最后对其噪声形成机理和关键控制技术进行初步探讨。结果表明：其以52.5 km/h 匀速运行时,车内外噪声分别为69.5 dB（A）和67.8 dB（A）;相比城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值,虚拟轨道列车车内噪声分别低于噪声限值5.5 dB（A）和14.5 dB（A）;车外噪声低于城市轨道交通列车限值11.5 dB（A）;虚拟轨道列车车内噪声能量主要集中在315 Hz～1000 Hz频段内,噪声主要来源于地板区域,初步推断结构为噪声主要的传递路径,可通过避开车外振动源和车体结构共振频率来减小车体的结构传声。     

城市轨道列车噪声辐射特性的试验研究

城市轨道交通噪声是环境污染的重要组成部分,会严重影响沿线居民的工作和生活。掌握列车辐射噪声的特性将有助于轨道交通管理部门采取合理的治理措施,既经济又高效地降低噪声产生的影响。采用阵列测量方式的试验在上海某高架城市轨道交通线上进行,分析了列车噪声级在距离轨面不同高度的空间分布及其变化趋势,研究了各1/3倍频程谱对噪声的贡献量,归纳了列车辐射等效声功率级与列车速度的关系。该研究可以为建立城市列车噪声辐射模型提供参考和帮助。     

利用声压有效值信息进行白噪声声源识别

研究提出利用声信号有效值进行内积运算识别白噪声声源的方法,用传声器阵列测得声压信号有效值组成声压有效值向量,与虚拟点声源声压有效值向量做内积,搜索内积模的最大值,根据柯西施瓦兹不等式确定声源位置.建立相应的识别步骤,对白噪声声源进行仿真识别,分析测量误差与测量距离对识别效果的影响,通过增大传声器布置间距改善测量距离较远...     

波束形成三维传声器阵列声源识别的改进方法

采用具有倾角的轮型阵列能消除平面阵列对其后方背景声源无抑制能力的缺点,降低对测试环境的要求。通过仿真计算获得了三维轮型传声器阵列波束形成指向图及典型最大旁瓣水平随阵列倾角的变化曲线,分析了阵列倾角对其声源识别性能的影响。在此基础上,提出了阵列多倾角测量声级平均的声源识别改进方法,三种类型声场声源识别的模拟计算结果表明：该方法在准确计算目标声源位置和幅值的同时,相比于一定倾角阵列的单次测量结果可以更有效地同时衰减阵列前方声波和背后背景噪声在聚焦方向上产生的旁瓣干扰,显著地提高了声源识别精度。     

列车进出火车站轮轨冲击噪声与钢轨振动分析

对成都火车站列车低速进出站测试试验进行分析。通过分析计算噪声声压级得出列车在低速进出站时轮轨冲击噪声比滚动噪声要高出10 dB（A）以上。通过对噪声与钢轨振动的功率谱分析、相干分析得出在列车低速进出站时轮对经过轨道接缝处噪声与钢轨振动的主要频率成分及它们之间相干关系。最后提出相关减振降噪措施。     

多阵列数据融合的声定位研究

1引言传声器阵列在视频会议系统,人机交互,车载电话等领域得到广泛的应用,其中声源定位是一项重要研究内容。通常在复杂环境下,使用单一传声器阵列对声源进行定位时不能够得到较好的精度,尤其是定距方面;而空间分布的多个传感器阵列的联