[发明专利]航空噪声声场复现方法

说明书

本发明公开了一种航空噪声声场复现方法，其包括以下步骤：S1、通过传声器阵列采集航空噪声的目标声场的声压矩阵P；S2、通过扬声器对目标声场进行采样，根据对应的电声传递关系，得出电声传递函数矩阵H；S3、把最大曲率对应的岭参数引入到求解中以获得扬声器驱动信号矩阵E的估计值S4、通过驱动扬声器发声以达到三维声场复现效果。本发明非常有利于通过程序自动选取岭参数，通过把最大曲率引入岭参数求解中，可以有效地求解病态方程，从而使得能够精确地复现出目标声场。

技术领域

本发明涉及航空噪声分析技术领域，特别是涉及一种航空噪声声场复现 方法。

背景技术

声场复现中，声场复现的传递函数模型描述了从扬声器到重现区域响应 点之间的正向传递关系。对于声场重现而言，其目标是在区域重现目标声场， 即P_M×1＝[p₁，p₂，L，p_M]^T已知，求解扬声器电信号输入E_L×1＝[e₁，e₂，L，e_L]^T，这是一 个逆问题，其表达式为：但在实际应用中，由于测量的误 差等因素，矩阵H会存在严重的病态性，无法进行简单的求解，因此需要有 相应的约束条件及相应的数值方法来求解。

声场复现中，传统的传递函数模型在求解驱动信号的过程中，电声传递 函数矩阵H和目标声场采样向量P均通过实验测量计算得到，实验过程中声 压信号都是通过传声器测量得到，而传声器是一种对温度、湿度等环境因素 敏感的传感器，因此实验测量过程中不可避免地会存在测量误差。同时，在 信号处理的过程中，也会存在一定的计算误差。这会导致求解矩阵的病态性， 使求解结果出现严重的偏差，从而导致复现出的声场相对于采样的目标声场 出现很大的偏差。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种航空噪声声场复现方 法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种航空噪声声场复现方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、通过传声器阵列采集航空噪声的目标声场的声压矩阵P；

S2、通过扬声器对目标声场进行采样，根据对应的电声传递关系，得出 电声传递函数矩阵H；

S3、设定P＝HE+Δ (1)

其中，E为扬声器驱动信号矩阵，△为扰动量，式(1)的最小二乘解为 E＝(H^TH)^-1H^TP；

为了解决病态问题，通过下式

其中，α为岭参数，为稳态泛函，为E的估计值；

将和都看作是α的函数，选择不同的α值来计算 和的值，然后对比与即：

以η/2为横坐标、ξ/2为纵坐标形成一条曲线，由曲率公式可得

式(3)中，ξ′、η′、ξ″、η″分别表示ξ、η的一阶导数和二阶导数，最大 曲率κ_max所对应的α值即为合适的岭参数。

对式(2)进行求导，以得到岭估计的解为

式(4)中，I为单位矩阵；

S4、通过驱动扬声器发声以达到三维声场复现效果。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。