基于麦克风阵列的室内声音定位导航系统设计

提出了一种使用两个声源的室内声音定位导航系统,它能够对室内平面空间进行坐标系设定,并对其中的麦克风阵列进行定位,以及确定它的姿态。为室内移动机器人的定位和导航提供了一种可以通用的可行方案。系统采用麦克风阵列获取声波的到达时间差,分别确定两个固定位置声源与阵列的相对位置。利用传声器阵列的几何关系和两个声源的几何关系进行计算,得到传声器阵列几何中心的坐标和姿态。     

一种基于神经网络的盲波束形成算法

提出了一种基于径向基函数神经网络(RBFNN)的波束形成算法.为了简化网络训练数据的产生,定义了一种新的网络映射关系,并且通过后续处理逼近维纳解.仿真实验表明,该算法的信号跟踪能力与最小方差无畸变响应(MVDR)算法的跟踪能力十分接近.但由于该算法利用了神经网络的并行结构,比MVDR算法更有效地提高了运行速度,并且对系统误差具有更强的鲁棒性.     

基于Frost与MFCC特征的车型识别方法研究

车辆识别在智能交通系统中占有重要地位,在交通数据统计、自动收费系统等相关领域得到广泛应用。为克服图像识别方法的局限性,提出了一种将麦克风阵列声音增强技术与声音识别技术相结合的新型车辆识别技术。首先利用麦克风阵列的空间滤波特性,将目标信号与干扰信号分离;其次对信号进行MFCC特征提取;最后通过分类器识别声信号类型。实验结果表明,Frost波束形成器能有效增强目标信号,抑制干扰信号,具有良好的指向性,可使卡车识别准确率达到93.1%。该新型车辆识别方法能够有效进行分类识别,对该方向的研究具有实用价值。     

基于双TP型麦克风的电子耳蜗前端指向性语音增强系统的研制

目前应用于临床的电子耳蜗在安静环境下的言语识别率较高,而在噪声环境下的言语识别率却大大降低。为了提高电子耳蜗在信噪比低的使用环境下的言语识别率,本文设计了用于研究电子耳蜗前端的麦克风阵列语音增强算法的硬件系统,并采用了两个同时具有全向性输出和方向性输出的TP微型麦克风模块以适应电子耳蜗严格的体积限制。实验结果显示:所设计的小间距的基于双TP型微型麦克风的电子耳蜗前端指向性语音增强系统的采集效果达到了设计的指标。该系统具有麦克风数量少,多通道采集的优点,为研究适合于复杂噪声环境的具有多麦克风、多参数、小间距特征的麦克风阵列语音增强算法的提供了有效的硬件平台。     

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.     

基于波束形成的均匀方阵虚拟基元定位方法

针对传统四基元超短基线定位(USBL)系统接收信号受噪声干扰严重,定位结果可能存在相位模糊,且可靠性低的问题,提出了一种基于平面阵列波束形成的虚拟基元定位方法,将均匀方阵对称分割为4个子阵,通过子阵波束形成分别投影成虚拟基元,构成四基元十字阵;之后进行四基元十字阵波达方向(DOA)估计计算来波方向;得到的结果和之前结果...     

一种基于矢量传感器阵的盲波束形成方法研究

本文针对水声环境和信号的特点，提出了一种基于矢量传感器阵的盲波束形成算法。首先建立了矢量传感器阵列接收信号模型，然后推导了基于矢量传感器阵列的波束形成最优权矢量的表达式。在此基础上，定义了接收信号的四阶累积量，进而盲估计了矢量传感器阵列的方向向量，实现了盲波束形成。该方法利用高阶累积量可消除高斯噪声干扰这一特性，有效地实现了基于矢量传感器阵列的盲波束形成。仿真实验验证了该方法的有效性和正确性。     

基于光纤光栅阵列和MVDR算法的声发射定位

基于光纤光栅(FBG)传感器网络构建了声发射检测系统,并提出了最小方差无失真响应(MVDR)的声发射源定位方法。构建的系统由7个FBG传感器组成传感器线阵列,采用未经平坦的放大自发辐射(ASE)光源边缘滤波实现信号解调。利用Shannon小波变换从频散复杂的声发射信号中提取窄带信号,并基于MVDR算法扫描整个监测区域获取空间谱。根据空间谱函数计算输出值,并将计算的输出值作为像素值。最后,通过提取空间谱中的最大值的坐标确定声发射源的位置。在LY12铝合金板上进行了实验验证。结果表明,该方法在400mm×400mm的区域内,声发射定位的最大误差为9.4mm,平均误差为7.2mm,耗时小于3s。该系统具有较高的实时性和定位精度,是一种声发射源定位的新方法。     

基于Halbach阵列的永磁轴承承载力解析模型及设计方法

基于Halbach阵列的永磁轴承能有效地增强永磁轴承的承载能力,具有广阔的应用前景。但目前关于Halbach阵列的永磁轴承的理论模型研究并不完善,缺少任意角度连续磁化的Halbach阵列永磁轴承的解析模型和设计方法,限制了其应用。研究针对Halbach阵列的永磁轴承,利用标量磁位的模型建立了永磁体阵列的磁场分布模型,在此基础上基于虚位移法建立了永磁轴承的承载力模型和支承刚度模型,并对永磁轴承的最大承载力和支承刚度特性展开了研究,给出了永磁轴承设计过程中的参考因素。最后利用有限元分析软件对所建立的理论模型和提出的结论进行了验证,取得了较好的效果。     

基于语音识别及自然语言处理对话流的人机智能交互方法研究

提出了基于语音识别及自然语言处理的人机对话智能交互方法.分析了人工智能技术以及语音交互在电力系统中的应用和发展趋势.通过自然语言处理技术和基于具体应用语境的自然语言处理技术,提出人机智能语音交互的关键和重点.建立基于语音识别的人机交互模型,提出梯度提升、支持向量机和k最近邻等关键性算法,并搭建人机交互模型架构.提出自动语音识别算法,并说明语言模型和声学模型的具体交互原理.     

基于阵列的声源定位系统

设计了一种基于虚拟仪器技术与阵列的声源定位系统,该系统以基于四元阵的定位模型算法为理论基础,并进行了现场实验,证明了该系统实际运用的可能性。     

基于稀疏分解的轴承声阵列信号特征提取

利用滚动轴承运行时的异常声响来识别轴承故障,搭建了轴承声阵列信号故障诊断实验平台。针对轴承声信号信噪比差、成分复杂、故障特征不明显的特点,提出一种基于稀疏分解的轴承传声器阵列信号特征提取方法。利用全息面有效声压场及其投影图对实验设备进行噪声源识别与定位,通过coif4小波字典和局部余弦字典构建冗余字典,采用稀疏分解提取热点噪声源声信号的冲击特征。仿真和实际声信号的处理结果表明,该方法准确提取了不同转速下声信号中的故障特征频率,证明了利用声阵列信号对轴承进行故障识别的有效性和可靠性。     

互谱波束形成声源识别中的传声器阵列布局研究

基于传声器阵列的波束形成算法是噪声源识别的重要方法之一.在对基于互谱的波束形成基本原理和几种常见阵列指向性研究的基础上,提出了随机三圆环阵列布局.针对现实中多为宽带信号,基于宽带信号用互谱波束形成方法对几种阵列进行了仿真比较.结果表明随机三圆环阵列可以得到很好的识别效果,并且可以减少传声器的个数,降低成本.     

基于波束成形理论的传声器阵列声场仿真分析

基于用传声器阵列测量空间声场信息的波束成形技术,在声场可视化和噪声源识别中得到了广泛的研究与应用。利用波束成形技术分析噪声源时,不同的传声器阵列布局会对分析结果产生不同影响。在合理化假设的条件下,基于MATLAB软件对线性、矩形、圆形、半圆形4种不同阵列的处理效果进行仿真,并对仿真结果进行分析。比较识别精度、传声器数目和图形对称性等综合因素,得出圆形阵列具有最好综合效果的结论。     

基于传感器阵列的机械故障声源定位系统

传统的机械故障诊断系统需要在被监测本体上安装传感器,只能定点定性监测,无法大范围监测,且可移植性差、智能性弱。针对此问题设计了基于四元声学传感器阵列的故障声源定位系统,能实现故障声源的识别及定位。首先,通过声学传感器采集机械设备运行过程中的声音信号,提取其Mel频率倒谱系数。然后,经BP神经网络对声音信号进行识别判断,若为故障声则采用广义互相关算法计算其时间延迟,进行定位。利用该系统对台式钻床空转、正常、磨损、崩刃四种工况进行识别定位测试,实验结果表明,该系统的工况识别准确率可达到89%,故障声源定位精度误差在6cm以内,具有较好的故障声源识别及定位功能。     

采用平面测量的统计最优近场声全息方法研究

常规的统计最优柱面近场声全息通常要求全息测量面与声源共形,由此计算出声场传递矩阵,进而重建目标声源声场。但在实际情况中,受测量条件限制,全息测量面有时无法做到与声源共形,限制了其应用范围。为此,综合利用统计最优平面和柱面近场声全息在重建时的各自优点,提出一种适用于的平面测量的基于柱面波函数的统计最优近场声全息方法。通过数值仿真验证了其准确性和有效性,并与平面统计最优近场声全息的重建效果进行了详细的对比分析。结果表明,对于柱状声源,该方法具有鲁棒性强,重建精度高等优点。     

Lamb波波包混叠分离方法的结构损伤定位

基于Lamb波信号延时累加的结构损伤成像方法具有结果准确、计算量小等优点,然而在复杂的航空结构中,Lamb波非常容易产生反射,由于Lamb波频散效应,导致多个波包混叠,从而影响定位的准确性。针对这些问题,提出了一种频散波包的分离补偿方法。首先,理论分析并得到了带有频散效应的波包混叠和函数模型,提出了和函数的隐变量参数求解方法;其次,采用数值仿真验证了算法对于波包分离和重构的有效性;最后,通过飞机复合材料加筋壁板的损伤定位实验验证了波包分离法在复杂边界条件下去除反射波伪损伤投影和频散补偿的能力,提升了损伤定位的准确度和成像的分辨率。     

基于柔性传感器阵列的边界层分离位置测定实验研究

结合边界层分离点附近的剪应力变化规律，提出针对在飞行器外表面贴附微型传感器的分离点检测方法，给出了相应微型剪应力传感器阵列的设计方案。研制了在柔性聚酰亚胺衬底集成微型热敏传感器的柔性传感器阵列，解决了柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题。在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号的处理判断方式进行了验证，实验结果分析表明，研制的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量。     

空分领头羊谈重大装备国产化

引言:大力振兴装备制造业 中国要成为世界制造强国,核心是要拥有强大的装备制造业--这已是机械工业产学研各界的广泛共识."大力振兴装备制造业"也已成为政府高层对中国经济建设走新型工业化道路的决策之一.通用机械行业作为装备制造业重要组成部分,其重大装备国产化或言本地化对于国家综合国力的提高具有重要意义.