基于三维声强测量的声源定位方法研究

作     者：鲁毅 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：柳小勤

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：三维声强 声源定位 误差 

摘      要：噪声强度是很多机械产品的重要指标,要降低产品噪声通常需要先对噪声源进行识别,获取各个噪声源的位置和强度。声强具有矢量特性,可以在远场和近场识别噪声源,而且测量方法简单,不受背景噪声的影响。声强测试技术在噪声源识别控制领域有其优越性。本文主要研究利用三维矢量声强测试方法进行噪声源识别。改进了Suzuki等提出的四传声器三维声强测量方法,并研究了该方法的算法实现。根据改进测量算法原理设计并制作出了四传声器三维声强探头。利用该测量方法进行单频声源定位实验,表明此方法能够有效识别声源在空间中的位置。三维声强测量方法主要误差包括有限差分误差和声强探头传声器之间的相位失配误差。结合双传声器声强测量法的误差,推导了在平面波声场有限差分误差及相位失配误差的算法公式,并确定了声强测量法测量的声强频率范围。有限差分误差无法修正,只能在测量过程尽量去降低。相位失配误差及灵敏度误差利用频率响应函数法进行修正,待标定传声器通道输出值除以对应的频响函数,得到新的输出值与参考传声器输出值一致,从而修正了与参考传声器的误差。本文研究了一种基于三维声强测量的多声源定位方法。以两个同频率声源为例,借助于三个三维声强探头,对声场中声强进行多点采样,通过仿真计算,以及半消声室内的实验研究对该识别方法进行了验证,结果表明利用三个三维声强探头能够精确识别两个同频率声源。因此借助N个三维声强探头,可以确定(N-1)个同频声源位置。所以基于三维声强测量的多声源定位方法可靠性很高,能够有效识别同频多声源空间方位。