等效源法近場(chǎng)聲全息求解算法研究.pdf

1、基于傳聲器陣列進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的近場(chǎng)聲全息(NAH)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域的聲源識(shí)別及空間聲場(chǎng)可視化。而NAH具有多種全息算法，近年來基于等效源法的近場(chǎng)聲全息算法因其能適應(yīng)于任何形狀聲源和陣列形式，且具有較高的重建精度和計(jì)算效率，而得到廣泛研究與應(yīng)用。等效源法近場(chǎng)聲全息算法的關(guān)鍵是獲取等效源強(qiáng)度，而等效源強(qiáng)度的獲取具有多種求解算法，不同求解算法將導(dǎo)致聲場(chǎng)重建性能各異。本文給出了Tikhonov正則化等效源(TRESM)、迭代加權(quán)等效源

2、(IWESM)和最速下降迭代等效源(SDIESM)三種求解算法，且采用了理論推導(dǎo)、數(shù)學(xué)建模、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究路線，對(duì)三種算法進(jìn)行了比較研究；旨在探索一種能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶內(nèi)較佳聲場(chǎng)重建性能的新算法，同時(shí)致力于提高聲場(chǎng)重建與聲源識(shí)別性能以及拓展等效源法近場(chǎng)聲全息算法的應(yīng)用范圍。
　　本文提出了性能更佳的修正Hald經(jīng)驗(yàn)公式法和 Bayesian正則化準(zhǔn)則法兩種新型正則化參數(shù)確定方法。且通過仿真分析與揚(yáng)聲器聲輻射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所

3、提出方法的正確性與優(yōu)越性。接著，為提升等效源法近場(chǎng)聲全息的低頻重建性能，給出了 IWESM求解算法。基于單雙聲源，比較了TRESM和IWESM算法的聲場(chǎng)重建精度，且實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了IWESM算法具有較佳中低頻重建性能的正確性。進(jìn)一步，為改善等效源法近場(chǎng)聲全息的高頻重建性能，詳細(xì)推導(dǎo)了 SDIESM求解算法，給出了該算法的聲場(chǎng)重建性能。且在不同全息距離和信噪比條件下，比較分析了TRESM、IWESM和SDIESM三種算法的綜合性能，得到各自的優(yōu)

4、缺點(diǎn)：TRESM中低頻重建精度一般且高頻較差；IWESM具有極高的中低頻重建精度與分辨率，但高頻因?qū)θ⒕嚯x敏感而不穩(wěn)定；而SDIESM具有極高的中高頻重建精度，但低頻重建精度與分辨率欠佳且計(jì)算效率較低。最后，為實(shí)現(xiàn)寬頻帶內(nèi)較佳的聲場(chǎng)重建性能，基于TRESM、IWESM和SDIESM三種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種性能優(yōu)化的等效源法寬帶聲全息(RWAH)算法。RWAH算法在轉(zhuǎn)換頻率以下采用 IWESM算法，在轉(zhuǎn)換頻率以上采用主分量截?cái)嗵幚淼?/p>