基于相控麥克風(fēng)陣列的逆向噪聲源識(shí)別原理與技術(shù)研究.pdf

1、波束形成是陣列信號(hào)處理的重要發(fā)展方向，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的研究噪聲源的一種重要方法，它基于傳聲器陣列的指向性原理，可以進(jìn)行聲源空間分布的測(cè)量，進(jìn)行聲源識(shí)別及空間聲場(chǎng)特性的研究，實(shí)現(xiàn)空間聲場(chǎng)重構(gòu)，目前廣泛用于航空航天、汽車工業(yè)、鐵路列車、汽車、聲吶、地震等領(lǐng)域。本文在波束形成技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種可實(shí)現(xiàn)陣列小型化的基于波速形成的逆向聲源識(shí)別方法，對(duì)該方法進(jìn)行了理論與工程應(yīng)用的研究，進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，表明該方法可以有效提高測(cè)試系統(tǒng)的精度，

2、特別是低頻部分的測(cè)試精度。該測(cè)試技術(shù)與其他的高分辨率的陣列測(cè)試算法相比，其不需要先驗(yàn)知識(shí)，同時(shí)陣列系統(tǒng)的陣元數(shù)目，可以小于聲源數(shù)目。
　　 逆向聲源識(shí)別測(cè)試技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于第一類算子方程的求解實(shí)現(xiàn)的，為由果求因的反問(wèn)題，其通常是病態(tài)的：解不存在、解不唯一或不連續(xù)依賴數(shù)據(jù)，目前尚沒(méi)有成熟統(tǒng)一的求解方法。為了抑制病態(tài)，數(shù)學(xué)上一般借助于正則化方法和優(yōu)化控制理論。本文根據(jù) Tikhonov正則法，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、L-曲線法兩種方法，對(duì)基于

3、波束形成算子內(nèi)核的第一類積分方程進(jìn)行了研究，在求解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上述兩種算法或需要先驗(yàn)知識(shí)，或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的確定需要優(yōu)化計(jì)算，很難在本課題的工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。在上述研究的基礎(chǔ)上，以廣義奇異值分解為工具，以正則矩陣的選取和正則參數(shù)的確定為主線，針對(duì)現(xiàn)有算法多集中于正則參數(shù)的確定，對(duì)于正則矩陣的選擇，除利用先驗(yàn)知識(shí)外，缺少有效手段的情況，本文提出了一種選擇正則矩陣的新方法，進(jìn)一步發(fā)展了 Tikhonov正則化方法，并成功地將算法應(yīng)用到波速形成逆向聲源