噪聲的控制途徑主要分為三種,在聲源處抑制噪聲、在聲音傳播途徑中控制和接收器的保護(hù),其中在聲源處抑制噪聲是比較有效的噪聲控制手段,只有準(zhǔn)確識別出噪聲的位置,研究分析噪聲的參數(shù)信息,才能較為有效的抑制噪聲。目前常用的噪聲識別方法中,都需要使用傳聲器陣列,傳聲器陣列有多個傳聲器組成,少則十幾個,多則上百個,而且傳聲器陣列存在相位失配誤差和頻響特性不一致等問題,測量前需要進(jìn)行匹配與校準(zhǔn)工作,測量成本較大。本文在傳聲器陣列結(jié)合時延估計(jì)法識別聲源的基礎(chǔ)上,研究使用單個運(yùn)動的傳聲器進(jìn)行聲源的識別。時延估計(jì)法識別聲源的基本原理是,運(yùn)用時延估計(jì)法計(jì)算出聲音信號到達(dá)相應(yīng)的傳聲器對之間的時間差,再運(yùn)用這些時間差,結(jié)合傳聲器陣列的空間幾何關(guān)系,計(jì)算出實(shí)際聲源的位置。探索使用單個運(yùn)動的傳聲器結(jié)合時延估計(jì)法識別出聲源的位置。構(gòu)建移動傳聲器采集點(diǎn)聲源信號的模型,在聲壓輻射函數(shù)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出靜止點(diǎn)聲源對移動傳聲器的聲壓輻射函數(shù)。采集信號過程中,首先使傳聲器在靜止?fàn)顟B(tài)下采集聲壓信號,運(yùn)用傅里葉變換計(jì)算出聲源的頻率。頻率識別完后,讓傳聲器沿著預(yù)設(shè)軌道勻速運(yùn)動,在運(yùn)動過程中連續(xù)采集數(shù)據(jù),由于單個移動傳聲器采集到的信號數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

最小均方(LMS)自適應(yīng)時延估計(jì)原理圖

江蘇大學(xué)碩士論文13對應(yīng)的橫坐標(biāo)即為時間延遲。LMS時延估計(jì)所采用的算法如下：()()()1et=xtyt(2.9)()()()20MmmytWtxtm==(2.10)()()()()()210,1,,mmWt+=Wt+etxtmm=M(2.11)根據(jù)最小均方差(LMS)準(zhǔn)則，當(dāng)適應(yīng)濾波器收斂時，()1xt與()2xt之間的均方誤差最小，即s(tt)與估計(jì)的s(tt)相似程度最大，并且自適應(yīng)濾波器得到的權(quán)矢量optW與濾波器系數(shù)()sht最接近。最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波時延估計(jì)法也存在一些缺點(diǎn)。一是當(dāng)目標(biāo)信號和輸入信號是周期信號時，估計(jì)效果較差，二是它的運(yùn)算量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于廣義互相關(guān)法。2.3基于聲達(dá)時差的聲源定位方法利用傳聲器陣列測量點(diǎn)聲源信號的示意圖，如圖2.3所示。圖2.3傳聲器陣列識別點(diǎn)聲源模擬圖Fig.2.3Microphonearrayrecognitionpointsoundsourcesimulationdiagram基于聲達(dá)時差估計(jì)的聲源定位方法，主要包括兩個環(huán)節(jié)：一是利用時延估計(jì)方法，估算出聲音到達(dá)相應(yīng)傳聲器對之間的時間差；二是利用估計(jì)得到的時間差，結(jié)合傳聲器陣列面聲源面點(diǎn)聲源測量點(diǎn)

基于時延估計(jì)法運(yùn)用單個運(yùn)動傳聲器識別聲源的研究14陣列中各個傳聲器的空間坐標(biāo)，計(jì)算出聲源的位置坐標(biāo)[67]。其大致流程意圖如圖2.4所示。圖2.4傳聲器陣列結(jié)合時延估計(jì)法識別聲源流程圖Fig.2.4Microphonearraycombinedwithtimedelayestimationmethodtoidentifysoundsourceflowchart常用的聲達(dá)時差估計(jì)法有廣義互相關(guān)法和自適應(yīng)濾波法，這在本章都有相關(guān)敘述。定位計(jì)算的主要方法有幾何定位法，以及不同模型的插值法等。聲達(dá)時差估計(jì)定位方法，運(yùn)算量較低，有良好的抗噪性能，因此在實(shí)際的測量中廣泛運(yùn)用。2.4本章小結(jié)本章主要介紹了時延估計(jì)中兩種比較常用的方法，廣義互相關(guān)時延估計(jì)法和自適應(yīng)濾波時延估計(jì)法，介紹了兩種方法的原理和基本的估計(jì)步驟，并說明了兩種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)。廣義互相關(guān)法，運(yùn)算量小，但是需要對所測量的對象有較多的了解。自適應(yīng)濾波法，雖然對測量對象的信息量要求不多，但是運(yùn)算量較大，而且對周期性較強(qiáng)的信號估計(jì)時延能力較差。簡單介紹了基于聲達(dá)時差的聲源定位方法，主要的包括兩個環(huán)節(jié)，估算傳聲器對之間的時間差，運(yùn)用時間差結(jié)合傳聲器的空間幾何關(guān)系，識別出聲源位置，為本文提出的識別方法做鋪墊。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]基于廣義互相關(guān)的時延估計(jì)算法研究[J]. 朱超,屈曉旭,婁景藝.  通信技術(shù). 2018(05)

碩士論文
[1]基于時延估計(jì)的聲源定位算法的研究[D]. 張青.北方工業(yè)大學(xué) 2012
[2]基于波束形成技術(shù)的噪聲源識別與聲場可視化研究[D]. 張金圈.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[3]基于統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場聲全息水下運(yùn)動噪聲源定位識別[D]. 王振山.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[4]基于時延估計(jì)的聲源定位系統(tǒng)研究[D]. 張明瀚.重慶大學(xué) 2009
[5]平面近場聲全息在噪聲源識別中的應(yīng)用[D]. 鄭旭.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3123779