互譜聲強(qiáng)測(cè)量誤差分析及修正方法研究.pdf

1、聲強(qiáng)是表示空間聲場(chǎng)中聲能量流動(dòng)的物理量，聲強(qiáng)測(cè)量在現(xiàn)代聲學(xué)測(cè)量中具有十分重要的位置，基于雙傳聲器聲壓測(cè)量的“互譜法聲強(qiáng)”是目前聲強(qiáng)測(cè)量的最重要方法。有限差分誤差是互譜法聲強(qiáng)計(jì)算中存在的固有誤差，直接影響互譜聲強(qiáng)測(cè)量精度，限制了互譜聲強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)的工作頻率上限。 本文主要研究互譜聲強(qiáng)測(cè)量中的有限差分誤差的分析及修正方法，指出現(xiàn)有誤差分析中存在的缺陷，提出的誤差分析和修正方法可對(duì)互譜聲強(qiáng)測(cè)量有限差分誤差進(jìn)行定量分析和高精度的修正，解決

2、了限制互譜聲強(qiáng)測(cè)量精度的關(guān)鍵問題；本文還對(duì)互譜聲強(qiáng)測(cè)量中的三維聲強(qiáng)探頭技術(shù)和有限差分誤差對(duì)基于聲強(qiáng)測(cè)量的全息復(fù)聲壓計(jì)算誤差的影響做了細(xì)致的研究，彌補(bǔ)了現(xiàn)有研究中的一些不足。全文七章主要內(nèi)容如下： 第一章回顧了聲強(qiáng)技術(shù)發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，分析了互譜聲強(qiáng)測(cè)量中的誤差，總結(jié)了互譜聲強(qiáng)有限差分誤差和基于聲強(qiáng)測(cè)量的聲全息研究中存在的問題，明確了本文的工作內(nèi)容。 第二章針對(duì)現(xiàn)有互譜聲強(qiáng)有限差分誤差分析中存在的問題，指出互譜聲強(qiáng)有限差

3、分誤差分析時(shí)應(yīng)考慮聲強(qiáng)探頭軸線的空間方位，給出了考慮探頭軸線空間方位的有限差分誤差公式。 第三章提出互譜聲強(qiáng)有限差分誤差的通用數(shù)值分析方法，并用數(shù)值仿真算例驗(yàn)證了該方法的正確性，解決了現(xiàn)有分析方法不能分析復(fù)雜聲場(chǎng)、適用面窄的缺點(diǎn)；利用所提出分析方法討論了典型聲場(chǎng)中全測(cè)量面上的聲強(qiáng)布及其有限差分誤差的空間分布；指出現(xiàn)有聲強(qiáng)測(cè)量誤差評(píng)價(jià)指標(biāo)的片面性，提出選用能綜合反映考慮整個(gè)測(cè)量面上各點(diǎn)誤差的參數(shù)(誤差最大值、最小值、誤差平均值、誤

4、差標(biāo)準(zhǔn)差)來(lái)衡量全測(cè)量面上的聲強(qiáng)測(cè)量誤差。 第四章提出了兩種互譜聲強(qiáng)有限差分誤差的修正方法，即基于測(cè)量點(diǎn)三維聲強(qiáng)分量測(cè)量和基于雙傳聲器聲壓信號(hào)相位判別的修正方法；采用數(shù)值仿真的方法驗(yàn)證、比較了所提修正方法在典型聲源場(chǎng)中的修正效果；從修正方法的實(shí)現(xiàn)、修正效果等諸多方面證明了這兩種修正方法都優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)中的互譜聲強(qiáng)有限差分誤差消除方法。 第五章中研究了三維聲強(qiáng)探頭技術(shù)，總結(jié)、比較了三維聲強(qiáng)測(cè)量的方法及不同的探頭結(jié)構(gòu)形式，重點(diǎn)

5、討論了由4個(gè)傳聲器構(gòu)成的“正四面體型”三維聲強(qiáng)探頭的測(cè)量、計(jì)算方法，比較了這種結(jié)構(gòu)探頭的聲強(qiáng)矢量解耦矩陣的選擇特點(diǎn)，澄清了現(xiàn)有研究中的一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)。 第六章中，首先以測(cè)量系統(tǒng)誤差導(dǎo)致的全息復(fù)聲壓測(cè)量誤差為例，研究全息復(fù)聲壓測(cè)量誤差對(duì)全息重構(gòu)精度的影響，給出了這類誤差導(dǎo)致的重構(gòu)聲場(chǎng)誤差近似公式；提出基于測(cè)量系統(tǒng)通道間傳遞函數(shù)測(cè)量的修正方法，并給出了簡(jiǎn)明的重構(gòu)聲場(chǎng)修正公式。其次，利用本文所提出的誤差分析方法，研究了切向聲強(qiáng)有限差分誤