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无线电工程 2024年第2期54卷 335-342页

作者：张岩韩子腾王昭雷符鑫哲王馨瑶河北科技大学电气工程学院河北石家庄050018 国网河北省电力有限公司超高压分公司河北石家庄050070 河北工业大学芬兰校区芬兰拉彭兰塔53850

变电站二次设备故障声源复杂多变,且在空间狭窄、位置不易接触的设备上采用接触式振动传感器采集振动信号有很大的局限性,基于非接触式的声阵列装置采集到的声音信号可以解决这些问题。针对变电站二次设备故障声源的测向问题,通过最小... 详细信息

变电站二次设备故障声源复杂多变,且在空间狭窄、位置不易接触的设备上采用接触式振动传感器采集振动信号有很大的局限性,基于非接触式的声阵列装置采集到的声音信号可以解决这些问题。针对变电站二次设备故障声源的测向问题,通过最小描述长度(Minimum Description length,MDl)准则改进了多重信号分类算法,设计和制做了l型声阵列的声源采集装置并进行故障声源采集。结果表明,改进的算法能够有效地估计出声源数,并为二维测向提供先验条件,使得测向精度准确,且2个声源的俯仰角或方位角相同时不会相互影响。该方法能有效测量出源信号的方向且具有一定抗干扰性,对于变电站二次设备故障诊断有较好的指导意义。

关键词：变电站二次设备故障声源估计多重信号分类 l型声阵列

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基于2D-MUSIC算法l型声阵列的轴承故障研究

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电子测量与仪器学报 2020年第1期32卷 121-127页

作者：张楠马超许宝杰徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

随着传感器阵列技术的发展,越来越多阵列技术用于设备的故障诊断研究中。针对设备中多滚动轴承诊断中故障的定性与定位问题,开展了基于2D-MUSIC算法l型声阵列的轴承故障定位理论仿真研究,旨在进行阵列参数的优化。根据滚动轴承声学信号... 详细信息

随着传感器阵列技术的发展,越来越多阵列技术用于设备的故障诊断研究中。针对设备中多滚动轴承诊断中故障的定性与定位问题,开展了基于2D-MUSIC算法l型声阵列的轴承故障定位理论仿真研究,旨在进行阵列参数的优化。根据滚动轴承声学信号特性,进行l型麦克风阵列下利用2D-MUSIC算法对双声源信号进行仿真计算,通过改变信噪比、阵元间距以及阵元数量等参数进行仿真分析,确定最优声阵列参数。仿真结果表明,在两个信号源确定的情况下,通过优化阵列参数可以提高其故障定位分辨率并对声源定位系统进行优化。研究对于有轨机车多轴承驱动系统轴承故障的快速定位和实时诊断技术有较好的理论指导意义。

关键词：轴承故障诊断 2D-MUSIC算法 l型声阵列声源定位

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麦克风阵列语音增强和测向算法研究

麦克风阵列语音增强和测向算法研究

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作者：韩子腾河北科技大学

学位级别：硕士

目前,随着麦克风阵列技术的不断发展,逐渐应用于语音识别、汽车安全驾驶、变电站异常故障定位等领域。当麦克风阵列在采集声音信号的时候,易受到周围环境中噪声的影响,采集的声音信号为多通道混合带噪声音信号,导致分析时不仅无法有效... 详细信息

目前,随着麦克风阵列技术的不断发展,逐渐应用于语音识别、汽车安全驾驶、变电站异常故障定位等领域。当麦克风阵列在采集声音信号的时候,易受到周围环境中噪声的影响,采集的声音信号为多通道混合带噪声音信号,导致分析时不仅无法有效提取纯净声音信号且对异常声源测向造成影响。在此背景下,提出了基于盲源分离的语音增强技术,在含噪环境中提取出有用的或特定需要的声源,以得到纯净的声源信号。同时,采用基于l型声阵列测向技术,准确测向出声源位置。本文主要工作如下:首先,针对声源定位中麦克风阵列在收集多通道语音信号时容易受到背景噪声影响的问题,提出基于快速独立分量分析与最小均方误差估计结合的方法,实现多通道语音信号增强。仿真与实验结果表明,该算法在不同背景噪声下具有良好的语音增强能力和稳定性,在变电站二次设备室内环境相比Fast ICA、Fast ICA-谱减法、EMD-ICA算法能有效地提高相关系数和信噪比,实现了变电站二次设备室环境下的多通道含背景噪声混合语音信号的语音增强。其次,为实现对室内环境异常声源测向,本文以变电站二次设备室内环境为背景进行研究。由于变电站二次设备室内异常声源复杂多变,且在空间狭窄、不易接触的设备上采用接触式振动传感器来采集振动信号存在局限性。因此,采用基于非接触式的声阵列解决这个问题。通过最小长度描述准则改进了多重信号分类算法,设计和制作了l型声阵列声源采集装置并进行声源采集。结果表明,改进多重信号分类算法可以有效地估计声源个数,为二维测向提供先验条件,使得l型声阵列的测向精度准确。并且,保证了多个声源的俯仰角或方位角相同时不会相互影响。最后,为了解决二维MUSIC测向算法主瓣峰容易受到副瓣峰影响,导致测向结果存在较大误差问题,提出了一种不需峰值搜索改进的MEMP测向算法,该方法通过改进的MDl算法为MEMP算法提供有效地声源数目K,采用MEMP算法实现声源测向,相比传统的MUSIC测向方法提高了测向精度,减小了测向结果出现误差的可能性。使用三l型麦克风阵列定位方法,通过三个l型声阵列求解三条异面直线距离之和最小的点作为声源的空间位置,实现声源的三维定位。

关键词：麦克风阵列语音增强声源测向盲源分离 l型声阵列

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