等效源法近場聲全息求解算法研究.pdf

1、基于傳聲器陣列進(jìn)行現(xiàn)場測量的近場聲全息(NAH)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域的聲源識別及空間聲場可視化。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算效率，而得到廣泛研究與應(yīng)用。等效源法近場聲全息算法的關(guān)鍵是獲取等效源強度，而等效源強度的獲取具有多種求解算法，不同求解算法將導(dǎo)致聲場重建性能各異。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)值仿真和實驗驗證相結(jié)合的研究路線，對三種算法進(jìn)行了比較研究；旨在探索一種能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶內(nèi)較佳聲場重建性能的新算法，同時致力于提高聲場重建與聲源識別性能以及拓展等效源法近場聲全息算法的應(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聲器聲輻射實驗驗證了所

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聲全息的低頻重建性能，給出了 IWESM求解算法?；趩坞p聲源，比較了TRESM和IWESM算法的聲場重建精度，且實驗驗證了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：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算效率較低。最后，為實現(xiàn)寬頻帶內(nèi)較佳的聲場重建性能，基于TRESM、IWESM和SDIESM三種算法的優(yōu)缺點，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斷處理的