声学黑洞研究进展与应用

声学黑洞结构作为一种新型的弯曲波调控技术,可以有效地降低结构中弯曲波的传播速度,减小边界末端的反射,形成具有高能量密度的区域,因此在减振、降噪、波动调控以及能量回收等方面具有广阔的应用前景.不同于以往复杂的减振降噪复合结构,声学黑洞因其结构与材料单一,在实际应用方面具有一定的优势.时至今日,针对声学黑洞结构已经进行了大量的基础理论研究和实验探索,并取得了一定的阶段性研究成果.本文首先介绍了声学黑洞的起源和基本原理.然后,全面介绍了理论计算和实验研究方法,详细地综述了声学黑洞结构的4个主要功能性分类,即减振、降噪、波动调控和能量回收,并总结了现在研究存在的问题.最后,对声学黑洞的发展前景进行展望,并指出了未来研究的重点和方向.     

自校正滤波有源噪声控制算法

滤波-x最小均方（Filtered-x Least Mean Square,FxLMS）算法是前馈有源噪声控制系统中应用最广的算法，但滤波器阶数选择和运算量是制约其在多通道系统中应用的重要因素.引入一种自校正自适应算法，通过串联多个低阶滤波器以简化滤波器阶数选择并降低计算复杂度.在有源降噪耳机实例中的对比结果表明，该算法能在计算量较小的情况下获得与FxLMS算法相当的降噪性能.     

吸油烟机降噪技术在专利申请领域的分析

降噪是吸油烟机的发展必须要解决的问题。该文总结了近30年来中外的专利申请，进而了解到中国在吸油烟机降噪方面的专利申请占据了绝大部分，并且得出了风机结构的安装、吸声材料、消音板、导流装置是最常用的几种降噪的方法。     

拖拉机动力输出轴载荷经验模态分解软阈值降噪研究

针对拖拉机旋耕作业动力输出轴(PTO)载荷降噪中载荷先验特性预判的问题,提出了PTO载荷经验模态分解(EMD)软阈值降噪方法,得到了PTO载荷相同时域内不同频率固有模态函数(IMF)。利用边界局部特征尺度延拓算法对IMF出现的端点效应进行了抑制,与镜像对称延拓算法和多项式拟合延拓算法比较,在运行时间、正交指数及IMF数量3项评价指标中均占优势。利用IMF分量与载荷相关系数,辨识出前3阶IMF分量为噪声主导分量,对前3阶IMF分量分别进行了软阈值降噪,与剩余分量叠加重构了降噪后的PTO载荷。降噪后的PTO载荷主频为4.492 Hz,与试验中旋耕机刀轴旋转频率相符。与EMD低通滤波降噪算法比较,EMD软阈值降噪算法属于自适应数据驱动,不需要设定截止频率。以含噪信号与噪声误差比(d_(nSNR))为降噪性能评价指标,EMD软阈值降噪算法的d_(nSNR)为12.712 5,小于EMD低通滤波降噪算法的d_(nSNR)值13.266 6,对比结果表明EMD软阈值降噪算法对实测拖拉机PTO载荷降噪效果明显。     

基于AUV的航迹追踪自适应UKF算法

无迹卡尔曼滤波算法(UKF,unscented kalman filter)是一种常见的(AUV,autonomous underwater vehicle)加权统计线性回归航迹追踪算法,其算法冗余度低于(EKF,extended kalman filter)、(PF,particle filter)及(PSO,particle swarm optimization)等数值优化算法,且算法效率较高。然而,UKF控制算法中的系统采样时间间隔通常会被设置为常数,由此可能会产生预测值的误差累积,从而影响导航预测结果的精度。因此,笔者提出了基于AUV的航迹追踪自适应无迹卡尔曼滤波算法(AUKF,adaptive unscented kalamn filter algorithm),以期降低预测算法的累积误差。该预测方法依据标准UKF算法的原理,通过构造相应的约束、判断与反馈机制,调整系统状态方程中每一步的采样间隔t,从而提升算法的航迹追踪精度并减少过程噪声及传感器噪声对预测过程的影响。最后,通过仿真实验与结果对比,近一步验证了之前所提出的设想。     

基于改进小波降噪的MEMS间接粗对准方法研究

当前MEMS惯性传感器陀螺仪精度较低导致输出信噪比较小,使得MEMS捷联惯导系统初始对准时误差较大,初始偏移明显,影响后续的解算精度,定位信息不准确.为此提出了一种利用改进阈值函数的小波对原始数据降噪处理后再采用磁强计辅助的MEMS间接粗对准的方法,通过引入调节系数使阈值函数同时具备软阈值和硬阈值两种特性,使得改进后的小波函数在远离阈值处有明显的边缘特性,而在靠近阈值的地方具有较好的连续性,避免信号重构时产生突变,有效减少了使用单一软阈值或硬阈值的局限性.为了避免陀螺仪精度对初始对准结果的影响而采用磁强计辅助对准,利用小波阈值降噪来对加速度计与磁强计的原始数据进行降噪处理后再进行姿态解算,提高了初始对准精度.     

船舶管系舾装减振降噪研究

船舶管路系统遍布舰船每一个角落,是舰船整体减振降噪的重要环节。管路系统的振动与噪声是泵、阀、附件、管路及介质综合作用的结果。除管路系统本身减振降噪外,管路系统与设备及船体需进行有效的振动与噪声隔离。本文重点针对水管路及油管路系统,从振动与噪声的产生、传导及减振降噪三方面进行了研究,并提出了有效的减振降噪方法,成功指导了工程实践,起到了良好的效果。     

一种改进的小波阈值去噪算法

在对软阈值和硬阈值去噪方法分析的基础上,提出一种改进的阈值函数,并且对阈值做了适当的调整,克服软阈值和硬阈值去噪方法的缺点.Matlab仿真结果表明,提出的改进算法在信噪比增益和最小均方差方面均优于软阈值和硬阈值去噪方法.该改进方案具有更大的有效性和优越性.     

EEMD结合能量特征和小波降噪的轴承故障诊断

为解决在强背景噪声条件下滚动轴承故障诊断问题,开展基于能量特征和小波降噪的总体经验模态分解(EEMD)研究。首先以仿真信号为研究对象,对其进行总体经验模态分解,得到9个固有模态函数(IMF)和1个余项( Res),然后考虑各模态函数的能量特征,将分解后的9个IMF分量与原始信号的能量比作为判断标准,剔除附加5个低频分量,最终得到4个有效的IMF分量和1个余项,与仿真信号相符。在仿真信号分析的基础上,对含噪声信号的滚动轴承故障信号进行故障诊断试验研究,采集信号经小波降噪后,利用总体平均经验模态分解并结合能量特征,得到3个IMF分量和1个余项,然后对3个IMF分量进行包络谱分析,提取故障特征频率157.5 Hz,与滚动轴承故障内圈特征频率157.9 Hz相比,误差为0.25%,说明该方法能很好地提取含有噪声信号的轴承故障信息。该研究为强背景噪声下滚动轴承故障信息的提取提供了一种有效的方法。     

一种基于优化阈值函数的整体强化分解模型改进降噪方法

以提高降噪效果为目的,提出了一种基于白噪声分解特性的EEMD优化阈值降噪方法。避免了小波分解时选择合适小波基函数的困难,具有自适应性,同时,也可以有效地避免频率混叠问题。方法从能量密度和对应平均周期乘积的变化率出发,提出了"跳变点"和"奇异点"的选择原则,并利用优化阈值函数对"跳变点"和"奇异点"对应的IMF分量进行量化处理,然后通过对处理后的IMF分量重构得到降噪信号。最后用仿真信号进行试验,证明本方法的有效性和优越性。