基于聲振信號的激勵源重構方法研究.pdf

1、振動噪聲是設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中常用的重要參數(shù)。振動噪聲是設備內部激勵源與聲振傳遞路徑共同作用的結果，不同安裝條件下同一設備同一工況下的振動噪聲響應不同，這給設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷特征分析和閾值判定帶來了困難。本文擬剝離振動噪聲傳遞途徑的影響，重構激勵源，從激勵源特征來判定設備狀態(tài)，為設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及振動噪聲控制提供新的方法與手段。
　　激勵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是隨機還是脈沖形式。本文提出

2、了基于逆系統(tǒng)的激勵源識別的時域方法，該方法采用橫向濾波器模擬逆系統(tǒng)，通過自適應算法調整濾波器的權向量，數(shù)值和實驗結果表明，該方法不僅可以識別諧頻激勵源，還可以重構隨機激勵源和脈沖激勵源。該識別方法原理簡單，不需要對系統(tǒng)特性矩陣進行求逆運算，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，即使當缺少系統(tǒng)先驗知識時，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傳感器的工況，本文提出了采用空氣聲信號

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

4、全息孔徑、減小全息面距離均能有效提高重構精度；高頻時，全息孔徑大小、全息面距離對重構精度無影響；減小傳聲器間距能有效提高重構精度；重構采用的結構模態(tài)階數(shù)越多，則重構精度也相應提高。
　　針對拾取聲信號中的隨機干擾，本文采用了一種基于廣義交叉驗證準則的改進Tikhonov正則重構激勵方法，結果表明，該方法能提高激勵源重構精度。
　　最后，本文研究了激勵源、結構振動以及聲輻射三者之間的相互關系，闡明了結構自身動力學特征及輻射效率