基于近场声全息的车辆噪声源识别

摘要

为解决近场声全息（NAH）声场测量时，测量噪声降低近场声全息重建精度、影响声场重建的实现的问题，本文通过对基于近场声全息噪声源识别方法的理论研究，提出一种基于NAH的噪声源识别方法，旨在准确识别和定位车辆噪声源。本文的主要内容主要有以下几个部分：
　　第一部分首先说明论文研究的目的和意义，接着在基础理论部分对波动方程、赫姆霍兹-基尔霍夫积分定理的声辐射理论、瑞利积分等公式对连续NAH及NAH离散化公式进行推导；最后对NAH进行仿真分析，探讨全息测量孔径、重建距离、采样间隔等不同重建参数对声场重建结果的影响。
　　第二部分论文基于传递函数法，提出一种基于传递函数估计的NAH技术。首先引入一种合理的传递函数估计，结合参考传声器信号来求解全息面复声压，再根据声场重建公式进行NAH声场重建。对该方法与传统N AH的噪声源识别效果进行试验对比来验证该方法的可行性及有效性，为后文该方法在车辆噪声源识别中的应用作了铺垫。
　　第三部分对熵及奇异值分解的基本理论和性质进行研究，采用双测量面方式进行声场的测量，提出基于奇异值能量熵的双测量面NAH声源识别。并给出具体仿真方案设计流程，最后在存在测量噪声的情况下，对基于奇异值能量熵的双测量面NAH声源识别进行方法的仿真验证。
　　第四部分对基于传递函数估计及奇异值能量熵的双测量面NAH试验系统进行设计，以某拖拉机前端为研究对象，进行双测量面近场声场测量试验，利用前面所述的声源识别算法进行噪声源识别的试验研究及分析，给出试验结果、结论；对比分析本文所用方法与传统方法实验结果，进一步对本文所用方法的优越性和可靠性进行验证。

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第一章 绪论

1. 1 本文研究的目的和意义

1. 2 声全息技术的研究进展

1. 3 近场声全息方法国内外研究现状

1. 4 论文研究的主要内容

第二章 近场声全息噪声源识别技术

2.1波动方程[104]

2.2 赫姆霍兹-基尔霍夫积分定理[104]

2. 3近场声全息基本理论

2. 4近场声全息离散化理论

2. 5本章小结

第三章 近场声全息噪声源识别仿真分析

3. 1声场重建数值仿真

3. 2重建频率对重建精度的影响

3. 3重建距离对重建精度的影响

3. 4全息孔径对重建精度的影响

3. 5采样点数对重建精度的影响

3. 6本章小结

第四章 基于传递函数估计的NAH声源识别

4. 1阵列扫描法NAH

4. 2传递函数估计方法

4. 3基于传递函数估计方法的声场重建

4. 4数值仿真

4. 5试验分析

4. 6本章小结

第五章 基于奇异值能量熵的双测量面NA H声源识别

5. 1熵的定义及性质

5.2 SVD理论及性质

5. 3基于Hankel矩阵的奇异值能量熵去噪原理

5. 4双测量面近场声全息噪声源识别

5. 5基于奇异值能量熵的双测量面NAH声场重建

5. 6数值仿真

5. 7本章小结

第六章 基于近场声全息声源识别试验研究

6. 1试验系统设计

6. 2基于双测量面的近场声场测量试验

6. 3实验结果与分析

6. 4本章小结

第七章 总结与展望

7. 1 全文总结

7. 2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文