基于聲振信號的激勵(lì)源重構(gòu)方法研究.pdf

1、振動(dòng)噪聲是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中常用的重要參數(shù)。振動(dòng)噪聲是設(shè)備內(nèi)部激勵(lì)源與聲振傳遞路徑共同作用的結(jié)果，不同安裝條件下同一設(shè)備同一工況下的振動(dòng)噪聲響應(yīng)不同，這給設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷特征分析和閾值判定帶來了困難。本文擬剝離振動(dòng)噪聲傳遞途徑的影響，重構(gòu)激勵(lì)源，從激勵(lì)源特征來判定設(shè)備狀態(tài)，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及振動(dòng)噪聲控制提供新的方法與手段。
　　激勵(lì)的頻域識別法一般要求系統(tǒng)是線性的，且難以有效辨別激勵(lì)是隨機(jī)還是脈沖形式。本文提出

2、了基于逆系統(tǒng)的激勵(lì)源識別的時(shí)域方法，該方法采用橫向?yàn)V波器模擬逆系統(tǒng)，通過自適應(yīng)算法調(diào)整濾波器的權(quán)向量，數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法不僅可以識別諧頻激勵(lì)源，還可以重構(gòu)隨機(jī)激勵(lì)源和脈沖激勵(lì)源。該識別方法原理簡單，不需要對系統(tǒng)特性矩陣進(jìn)行求逆運(yùn)算，避免了病態(tài)矩陣問題。該識別方法還不依賴于系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，即使當(dāng)缺少系統(tǒng)先驗(yàn)知識時(shí)，該方法較現(xiàn)有逆系統(tǒng)方法具有較大優(yōu)勢。
　　針對工程中不適宜安裝接觸式振動(dòng)傳感器的工況，本文提出了采用空氣聲信號

3、重構(gòu)激勵(lì)源的方法。該方法以輻射聲壓作為拾取信號，采用近場聲全息技術(shù)重構(gòu)彈性結(jié)構(gòu)表面的法向振速，進(jìn)而根據(jù)重構(gòu)振速求解作用于彈性結(jié)構(gòu)的激勵(lì)。對自由聲場中的薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可行性探索，推導(dǎo)了基于近場聲全息技術(shù)的激勵(lì)重構(gòu)理論，分析了重構(gòu)激勵(lì)的唯一性，并分別從解析及數(shù)值方面對作用于薄板的面力、線力、點(diǎn)力以及組合力進(jìn)行了重構(gòu)。
　　本文研究了全息孔徑大小、傳聲器間距、全息面距離和結(jié)構(gòu)模態(tài)階數(shù)等參數(shù)對激勵(lì)重構(gòu)精度的影響。數(shù)值結(jié)果表明：低頻時(shí)，增大

4、全息孔徑、減小全息面距離均能有效提高重構(gòu)精度；高頻時(shí)，全息孔徑大小、全息面距離對重構(gòu)精度無影響；減小傳聲器間距能有效提高重構(gòu)精度；重構(gòu)采用的結(jié)構(gòu)模態(tài)階數(shù)越多，則重構(gòu)精度也相應(yīng)提高。
　　針對拾取聲信號中的隨機(jī)干擾，本文采用了一種基于廣義交叉驗(yàn)證準(zhǔn)則的改進(jìn)Tikhonov正則重構(gòu)激勵(lì)方法，結(jié)果表明，該方法能提高激勵(lì)源重構(gòu)精度。
　　最后，本文研究了激勵(lì)源、結(jié)構(gòu)振動(dòng)以及聲輻射三者之間的相互關(guān)系，闡明了結(jié)構(gòu)自身動(dòng)力學(xué)特征及輻射效率