隨機吸頂式傳聲器陣列系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、基于傳聲器陣列的噪聲源定位方法廣泛應用于機械、車輛、船舶、航天、家電等諸多領域的噪聲控制與設備故障診斷。它利用陣列傳聲器接受聲音信號，經(jīng)過對陣列信號處理計算得到聲像云圖，與實際視頻圖像結(jié)合可以直觀看到噪聲源輻射狀態(tài)，并根據(jù)噪聲信號時域與頻域特點為設備故障診斷與聲場噪聲控制提供可靠地依據(jù)。為了更直觀、全方位的監(jiān)測大型廠房內(nèi)部的設備運轉(zhuǎn)狀態(tài)，研究設計了隨機吸頂式傳聲器陣列系統(tǒng)。圍繞陣列系統(tǒng)設計本文主要進行了以下幾個方面的研究。
　　論

2、文給出了陣列信號模型，研究了波束形成聲源定位算法，并且基于聲源定位算法研究了聲源分離提取算法、定點聲源擦除算法以及定位校準算法。另外，由于陣列的陣型決定了陣列系統(tǒng)的空間分辨能力以及抑制干擾能力，選擇了幾種陣型進行比較主瓣寬度以及定位精度，最終確定以八只螺旋線的方式布置陣列。
　　設計了隨機吸頂式傳聲器陣列系統(tǒng)，分為傳聲器模塊、視頻模塊、照明模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)計算處理顯示模塊六個模塊組成。陣列硬件系統(tǒng)由64傳聲器組

3、件、16個攝像頭組件、8個補光燈組件以及音頻、視頻數(shù)據(jù)采集模塊組成，對于陣列軟件系統(tǒng)主要實現(xiàn)了噪聲源成像，聲源分離提取，數(shù)據(jù)回放分析以及聲源校準等功能。
　　另外，提出了一種吸頂式傳聲器陣列陣元坐標的標定方法。針對在混響聲場中，時延估計算法性能嚴重下降從而導致在標定傳聲器陣元坐標時產(chǎn)生較大誤差的問題，提出了利用脈沖聲源作為標定聲源，并且截取脈沖源直達聲的方法來抑制混響聲場的影響，提高傳聲器陣元坐標標定的精度。建立了陣元坐標標定的誤

4、差分析模型，并以白噪聲和脈沖聲源作為標定聲源進行數(shù)據(jù)仿真和對比分析。仿真結(jié)果表明，使用脈沖聲源作為標定聲源能有效地抑制混響聲場的影響，獲得傳聲器陣列陣元的準確坐標。同時，對吸頂傳聲器陣列進行了實驗研究，實驗結(jié)果驗證了本文提出方法的有效性。
　　最后，對設計的傳聲器陣列系統(tǒng)進行了性能測試，對以空氣壓縮機為例做了噪聲源輻射測試。通過試驗樣機系統(tǒng)對聲源的可視化測試，說明隨機吸頂式傳聲器陣列系統(tǒng)對于噪聲源的定位與監(jiān)測是非常直觀而有效地，對