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基于多输入/输出模型的噪声源分离方法研究

基于多输入/输出模型的噪声源分离方法研究

作者：余桐奎哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

复杂系统中主要噪声源的识别、分离、量化对系统噪声状况评估和噪声控制有着重要意义,鉴于同时采用多种方法可以确保最后分析结果的更大置信度,本文围绕这一思路开展了相关理论和试验研究工作。本论文基于多输入/输出系统模型,采用偏相... 详细信息

复杂系统中主要噪声源的识别、分离、量化对系统噪声状况评估和噪声控制有着重要意义,鉴于同时采用多种方法可以确保最后分析结果的更大置信度,本文围绕这一思路开展了相关理论和试验研究工作。本论文基于多输入/输出系统模型,采用偏相干理论、层次诊断方法和主成分分析方法对复杂机械系统主要噪声源分离量化进行理论和试验研究。首先,以多输入单输出系统为例,分析了系统输入输出之间的基本关系,推导了条件功率谱密度函数和偏相干函数的基本公式,建立了将条件功率谱函数和偏相干函数相结合的方法,并进行了仿真计算研究。其次,对主成分分析方法进行理论研究,提出了基于主成分的振动噪声源分析方法,进行了仿真计算研究,并利用该方法对船用立式离心泵的振动试验数据进行了振动源特性分析,分析结果表明,该方法可以快速、准确地给出振动源强弱的准确排序和相互之间的耦合情况。另外,还根据层次分析理论建立了基于相干函数和偏相干函数的噪声源层次诊断方法,给出了层次诊断流程;仿真计算结果表明,基于偏相干函数的噪声源层次诊断方法是解决具有强相干性多源系统的噪声源诊断问题的一种有效方法。最后,在吉林松花湖进行了船用主机的振动与噪声综合测试试验,利用主成分分析法对主机系统各振动源进行了分析,给出了各振源的量化结果,并同时也对主机系统振动源的主传递路径也进行了分析,给出了分析结果;通过各激励源的基频计算和条件谱分析,给出了各振源对辐射噪声贡献频率或频率范围,并利用基于偏相干函数的噪声源层次诊断法给出了主机各振源对辐射噪声贡献大小的排序结果。综合分析结果表明,同时采用多种方法进行复杂机械系统的噪声源分离量化比单一方法更准确、更全面。

关键词：噪声源诊断偏相干函数主成分分析法层次诊断法

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矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成

舰船科学技术 2012年第6期34卷 60-63页

作者：余桐奎大连测控技术研究所辽宁大连116013

介绍了矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成的水下噪声源近场高分辨定位方法。该方法将MVDR高分辨方位估计方法应用于单矢量水听器与声压基阵构成的组合基阵中,利用矢量水听器的单边指向性,抑制噪声源定位中的左右模糊,并结合声压基阵... 详细信息

介绍了矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成的水下噪声源近场高分辨定位方法。该方法将MVDR高分辨方位估计方法应用于单矢量水听器与声压基阵构成的组合基阵中,利用矢量水听器的单边指向性,抑制噪声源定位中的左右模糊,并结合声压基阵MVDR算法高分辨定位优势,从而实现了水下噪声源近场高分辨定位,且可以有效抑制近场定位中的左右弦模糊,通过计算机仿真验证了算法的有效性,具有一定的工程应用价值。

关键词：近场聚焦波束形成矢量水听器噪声源识别

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舰船瞬态噪声测试分析方法

哈尔滨工程大学学报 2017年第9期38卷 1365-1372页

作者：余桐奎刘文帅于树华时胜国哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 大连测控技术研究所辽宁大连116013

针对舰船典型瞬态噪声量级及特征频谱准确获取问题,本文依据高阶统计量理论,突破了瞬态噪声产生和结束时刻判别技术,综合运用时频分析、FIR滤波器、瞬态信号能量计算等多种信息处理方法,建立了舰船瞬态噪声总体能量和频谱计算方法。本... 详细信息

针对舰船典型瞬态噪声量级及特征频谱准确获取问题,本文依据高阶统计量理论,突破了瞬态噪声产生和结束时刻判别技术,综合运用时频分析、FIR滤波器、瞬态信号能量计算等多种信息处理方法,建立了舰船瞬态噪声总体能量和频谱计算方法。本文构建了不同瞬态工况噪声对比平台,并开展了理论仿真和海上锚泊状态下声源模拟验证试验研究。研究结果表明,建立的瞬态噪声信息处理方法,能够准确获取瞬态噪声产生和结束时刻,以及瞬态噪声总体能量大小和特征频谱,其频谱总能量与实际相差小于1 dB,有效验证了该方法的工程有效性和实用性。

关键词：舰船瞬态噪声高阶统计量瞬时声强 Power-Law算法频谱

基于信息相似性的振动噪声源主要传递路径应用研究

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舰船科学技术 2015年第9期37卷 94-99页

作者：余桐奎江向东哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001 大连测控技术研究所辽宁大连116013 系统工程部北京100036

鉴于实船振动噪声的产生、传递的复杂性,采用单一的信息处理方法很难实现其主要传递路径的识别,为此,本文综合了多种成熟型算法,以信号频域相似性程度来实现振动噪声源主要传递路径的判别。以某双体船作为平台,安装数量已知、传递路径... 详细信息

鉴于实船振动噪声的产生、传递的复杂性,采用单一的信息处理方法很难实现其主要传递路径的识别,为此,本文综合了多种成熟型算法,以信号频域相似性程度来实现振动噪声源主要传递路径的判别。以某双体船作为平台,安装数量已知、传递路径清晰的激励源,开展海上锚泊状态下组合单机试验;通过采用多种信息分析方法,对同步获取的声与振动信息进行分析,实现了不同方法在振动噪声源主要传递路径识别问题上的综合分析思路。基于这一分析思路,以双体船某正常航行工况为例,通过对设备振动至声的综合测试数据的分析,实现了振动噪声源主要传递路径的判别。研究结果表明,基于多种相干函数的信息相似性分析方法可以有效获取振动噪声源主要传递路径识别。

关键词：振动噪声源传递路径信息相似性

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基于GRNN算法的船舶轨迹分析方法

舰船科学技术 2021年第9期43卷 117-121页

作者：蒲实程广福余桐奎大连测控技术研究所辽宁大连116000

由国际海事组织(IMO)、国际电信联盟(ITO)、国际电工委员会(IEC)等组织牵头研发的以现代通信技术、电子信息技术等为核心的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)几乎安装在所有在籍的船舶上,AIS数据在船舶的定位、动... 详细信息

由国际海事组织(IMO)、国际电信联盟(ITO)、国际电工委员会(IEC)等组织牵头研发的以现代通信技术、电子信息技术等为核心的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)几乎安装在所有在籍的船舶上,AIS数据在船舶的定位、动态轨迹上有着重要的作用。针对现有用于AIS数据轨迹插值的方法存在平滑性能较差、精度无法统一等缺点,基于GRNN神经网络的非线性映射能力及学习速度极高的优势,提出一种用于AIS数据插值的L-GRNN算法。仿真研究和实船数据验证表明,该方法的精度、平滑性能较好,与传统的AIS数据插值方法相比,同时具备精度、平滑性能,具有良好的工程适用价值。

关键词： AIS数据插值 GRNN算法轨迹分析船舶轨迹

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改进的主成分分析方法

舰船科学技术 2012年第10期34卷 21-23,80页

作者：马士国余桐奎王志伟中国人民解放军91445部队大连测控技术研究所

传统的主成分分析方法是针对原始数据的协方差矩阵进行奇异值分解,将原来多个变量构建为少数几个互不相关的主成分的一种统计方法,最终达到数据化简、揭示变量间的关系和进行数据解释的目的。但是,对于传统的主成分分析方法,输入信号的... 详细信息

传统的主成分分析方法是针对原始数据的协方差矩阵进行奇异值分解,将原来多个变量构建为少数几个互不相关的主成分的一种统计方法,最终达到数据化简、揭示变量间的关系和进行数据解释的目的。但是,对于传统的主成分分析方法,输入信号的方差对其分析结果影响较大。因此,本文开展以相关函数矩阵为基础的主成分分析方法研究。

关键词：主成分分析方法相关函数奇异值分解