《《基于小波变换的声源定位方法研究》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《基于小波变换的声源定位方法研究》-公开DOC·毕业论文（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、HUNAN UNIVERSITY设计论文题目：基于小波变换的声源定位方法研究学生姓名： 学生学号： 专业班级：电子五班学院名称：电气与信息工程学院指导老师： 学院院长： 毕业设计(论文) 年 6 月 6 日l基于小波变换的声源定位方法研究摘 要声发射是材料中局部源快速释放能量而产生瞬态弹性波的一种普遍物理现象，人们已经开始在各个领域中利用这种现象进行研究对象的缺陷检测和安全性评价。而在该技术中，声发射源的识别问题一直是关键和难点。本论文针对这一问题，采取了小波分析声发射信号，实现了特征参数的提取以及波速的测量，最后实现了声发射源的定位。论文首先根据声发射信号的特点，采取了小波分析提取信号特征参
2、数。接收到的信号进行小波变换后，从中提取出某一频率的声发射波随时间变化的规律。该分离信号的最大幅值点对应的时间就是该频率波的到达时间。再根据这个到达时间，以及实际测量出的群速度就可以实现声发射源的精确定位。其次论文为了简化使用话筒阵列对空间声源的定位，文中介绍了一种简单的三维空间声源定位方法。该方法由到达时间差和一个近似的锥模型可以很容易得到方位角和仰角。再通过麦克风的几何关系得出声源距离。相比较已有方法该方法具有简单易行、计算量小的显著优点。最后对论文做出总结并提出展望，随着声发射检测技术的发展，声发射源定位将会取得更大的进步。关键词: 声源定位，声发射信号，小波变换The Research
3、 on Sound Source Localization Methods Based on Wavelet TransformABSTRACTAcoustic Emission（AE) is a class of universal phenomena whereby transient elastic wave are generated by the rapid release of energy from localized sources within a material. In various field, people begin to use this phenomena t
4、o test these structures damage and evaluate their security. However, the key but difficult question is how to recognize the characteristics of AE sources. Focusing on this question, AE signal analyze by using wavelet analysis， can extract parameters and measure the velocity, then improve the precisi
5、on of AE sources location.According to the feature of AE signal，the signal characteristics can be obtained by using wavelet analysis. In the received signal, the behaviors of a certain frequency wave are found by using wavelet transform. The peak of the magnitude of separating signal is related to t
6、he arrival time of the wave velocity. Using the arrival time and the velocity, which measured in the filed, the AE source can be located .In order to simplify the spatial localization of sounds using microphone array，a simple special localization method of 3D sound sources is proposed. In the propos
7、ed method， according to the time difference by using an approximated cone mode can easily get the azimuth and elevation .Then through the geometry of the microphone get the distance of the sound source .As compared with the existing methods，the proposed method is an easy way with low computational c
8、omplexity.Finally, summarize the papers and make outlook. with the development of AE detection technology, acoustic emission sources will be targeted to achieve greater progress.Key Words：sound source localization，acoustic emission signal，wavelet transform目 录1 绪论.1 1.1 研究背景及意义.1 1.2 国内外研究现状.2 1.3 本文
9、的研究内容及论文结构.32 基于小波变换的声发射信号分析.52.1 声发射原理概论.5 2.1.1声发射信号的特征5 2.1.2声发射信号的特征参数.5 2.2 小波变换的定义.7 2.3 小波变换的时频局部分析8 2.3.1 小波变换对信号的频域分析.8 2.3.2 小波变换对信号的时频分析.9 2.4 声发射信号的特征参数提取.9 2.4.1 小波基与小波尺度的选择.9 2.4.2 用小波分析实现声发射信号信噪分离.10 2.4.3 小波变换用于声发射波波达时间的提取.11 2.5声发射波波速的测量.16 2.6 本章小结.173 声发射源定位.183.1 定位方法简介.18 3.2 声源
10、方向定位.19 3.2.1 新的三维空间定位方法.19 3.2.2 使用四个麦克风空间定位.20 3.2.3 坐标变换.213.3 声源距离定位.223.4 仿真及结果分析.243.5 声发射源定位的误差分析.25 3.5.1 现场环境影响.253.5.2 硬件误差.253.5.3 算法误差.253.5.4 时差测量误差.263.6 本章小结.264 总结与展望.27致谢.28参考文献.291 绪 论1.1研究背景及意义声发射的定义可以分为广义和狭义两种，狭义通常认为材料受外力或内力作用下，局部源快速释放能量而产生瞬态弹性波的一种现象称为声发射(Acoustic Emission，简称AE)。
11、广义的声发射认为像泄漏等外力作用下，激发能量波在材料中传播的现象也认为是声发射。我们可以通过接收和分析这些声发射信号达到检测和诊断的目的。运用仪器检测、纪录、分析声发射信号和利用声发射信号对声发射源进行定量、定性和定位的技术叫声发射检测技术。声发射检测是一种动态无损检测方法，其信号来自缺陷本身，因此，用声发射检测法可以判断缺陷的活性和严重性。一个同样大小、同样性质的缺陷，当它所处的位置和所受的应力状态不同时。对结构的损伤程度也不同，因而它的声发射特征也有差别。明确了来自缺陷的声发射信号，就可以长期连续地监视缺陷的是否安全，这是其它无损检测方法难以实现的。除极少数材料外，金属和非金属材料在一定条件下都有声发射现象发生，所以，声发射检测几乎不受材料的限制。而且还可以利用时差等办法对缺陷进行定位。声发射检测的这一特点对大型结构如球罐等检测非常方便。目前，在工程上通常是利用声发射技术确定缺陷部位后，还需要利用其它无损检测方法加以复验。随着信号处理水平的提高，可根据信号本身的特征，直接对缺陷的性质和严重程度进行识别。人们经过多年的研究已经查明材料中有许多机制可以构成声发射源。材料的塑性变形、断裂、相变、磁效应和表面效应都会产生声发射信号而成为声发射源。与无损检测有关的声发射源主要是材料的塑性变形和裂纹的形成与扩展。与射线、超声等其它
