[发明专利]一种变压器振动噪声源全频域识别方法

权利要求书

1.一种变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)采集并测量变压器振动噪声源的声压信号，测量到的声压信号的频率为f，对所述测量到的声压信号进行频域划分，分界频率为f₀，f≤f₀的为低频噪声声压信号，f>f₀的为高频噪声声压信号；

(2)声全息测量面测量步骤(1)的所述测量到的声压信号，对声全息测量面测量得的声压信号进行滤波后选取低频噪声声压信号进行波数域补零外推得到外推后的低频噪声声压信号，根据所述外推后的低频噪声声压信号得到外推声全息面频域角谱；

(3)根据步骤(2)的所述外推声全息面频域角谱得到声全息法重建的低频噪声声压信号和低频噪声法向振速频域角谱，根据所述低频噪声法向振速频域角谱得到低频噪声法向振速；

(4)波束形成测量面测量步骤(1)测量得到的声压信号，对波束形成测量面测量得的声压信号进行滤波后选取高频噪声声压信号进行加权延迟求和得到波速形成法重建的高频噪声声压信号；

(5)根据步骤(4)的所述波速形成法重建的高频噪声声压信号得到高频噪声频域角谱，根据所述高频噪声频域角谱得到高频噪声法向振速频域角谱，根据所述高频噪声法向振速频域角谱得到高频噪声法向振速；

(6)根据步骤(3)的所述声全息法重建的低频噪声声压信号和步骤(4)的所述波速形成法重建的高频噪声声压信号计算得到全频域噪声声压信号，根据步骤(3)的所述低频噪声法向振速和步骤(5)的所述高频噪声法向振速计算得到全频域噪声法向振速，输出所述全频域噪声声压信号和所述全频域噪声法向振速。

2.根据权利要求1所述的变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征为：所述步骤(1)中采用传感器采集所述变压器振动噪声源的声压信号，传感器的采集方式为扫描法或快照法。

3.根据权利要求2所述的变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征为：所述传感器采用阵列方式进行放置，所述传感器阵列方式为螺旋形、圆形、矩形、十字型或线型方式。

4.根据权利要求1所述的变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征为：所述步骤(1)的分界频率为：

式中，f₀为分界频率，在变压器振动噪声声源的辐射场中，c为声音传播速度，d₁为声全息测量面与变压器振动噪声声源面距离，d₂为波束形成测量面与变压器振动噪声声源面距离。

5.根据权利要求2所述的变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征在于：所述步骤(2)中的波数域补零外推步骤如下：

①对声全息测量面的孔径内测量滤波得的低频噪声声压信号波数域补零到变压器振动噪声声源面的2倍得到第一次补零外推的结果

②第i次补零外推的结果为对按下式进行波数域外推处理：

式中，λ(aⁱ)是一个低通滤波器，aⁱ为第i次迭代过程的滤波器因子，F,F^-1分别表示二维连续傅立叶变换及其逆变换；

③将中位于声全息测量面N内的部分用替换，得到

④计算滤波器因子变化率Δaⁱ＝|aⁱ-a^i-1|；

当Δa^i-1>ε时，ε为给定精度要求，转步骤②继续迭代；

当Δa^i-1<ε时，保存所得Δa^i-1，继续进行试探性迭代，如果试探性迭代中每次计算的Δa均小于前面保存的Δa^i-1，停止迭代，取最后一次迭代所得的为波数域补零外推后的低频噪声声压信号；否则缩小ε，i＝i+1转步骤②继续迭代；

⑤取波数域补零外推结果

6.根据权利要求5所述的变压器振动噪声源全频域识别方法，其特征为：所述低通滤波器为正则化滤波器，且采用共轭梯度最小均方法，所述低通滤波器的正则化参数采用L曲线准则和广义交叉互验法。