基于小波包理论的车用空调压缩机噪声分析.pdf

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基于小波包理论的车用空调
压缩机噪声分析
华东理工大学张颖姚晓东
摘要针对往复式车用空调压缩机噪声的产生机理以及传递路径归纳和总结了目前常用的车用空
调压缩机噪声分析和控制方法并在此基础上提出利用小波包变换所具有的多分辨分析、自动伸缩的窗
口、对突变信号的识别能力强等特征可以准确地对压缩机噪声进行定位和分析。同时本文还通过频率排
序有效地消除了在小波包分解过程中的混频现象。最后介绍了一些新的降噪方法可以大大降低车用空
调压缩机的噪声。
关键字诚机械振动机械噪声小波包算法信号处理
汽车振动噪声问题与汽车发动机、底盘传动系统、车身结频上作分解即带宽△但基函数在时间轴上无限延伸时宽
!
构件及悬挂系统等的振动噪声特性密切相关。本文在分析了△∞因此没有时间分辨率。
当前主要采用的一些压缩机噪声分析方法的优缺点后提出采短时傅里叶变换
用小波包对噪声进行理论分析的方法并介绍了一些新的噪声短时傅里叶变换的主要优点是具有时频定位功能若信
控制技术。号在给定的时间间隔△和频率间隔△内具有大多数能量
"
、空调压缩机噪声的产生机理则其短时傅里叶变换将局域化在区域△×△内而在信号没
#
引起空调压缩机噪声的原因多种多样归纳起来为冲击性有多少能量的时间和频率间隔处其短时傅里叶变换将接近为
的力、周期性的力及随机性的力的作用等等。。
冲击性力的作用小波变换与小波包
材料和材料的撞击如金属和金属的撞击其中一部分能小波变换可以视作是时频联合分析的一种是一种既适用
量转化为声音。这是由于固态物体的冲击激励而发音。于平稳信号也适用于非平稳信号的分析方法。
周期性力的作用小波包变换继承了小波变换的所有的时频局部化优点能
由于周期性力的作用而发声广泛存在于机械各运动之中够为振动信号提供一种更精细的分析方法。从而提高了时频
如旋转零部件的不平衡离心力引起的振动往复运动部件产生分辨率因此小波包分析具有更广泛的应用价值。
的不平衡惯性力引起的振动曲柄机构、齿轮机构旋转时由于、小波包理论
引起周期性力的作用而振动发声。在的分解中我们任取一个空间组合使其覆盖空间
随机性力的作用且互不相交则这一组空间中的正交归一基的集合构成一
在固态物体上摩擦或滚轧时由于表面粗糙产生随机性力个小波包。给定尺度共有个子空间图中我们将所有的空

的作用发声如轮子、滚动轴承、滑动轴承等。间依次标记为⋯。显然对应于每一次分解的

实际上这三种发生原因不仅会单独作用而且往往会同低频部分对应于每一次分解的高频部分其中
时出现叠加作用。⋯。
、常用的噪声分析方法及其优缺点
往复式运动机械的振动声波信号属于强噪声背景下稳
态或非稳态振动信号对于这一类信号的研究是具有重要的实
际意义的。对于非稳态振动信号到目前为止还没有统一完
整的分析方法常用的有
快速傅里叶变换
快速傅里叶变换方法虽然简单易行应用广泛但是存在图小波包变换中空间的逐级分解
比较明显的缺点包括缺乏时间和频率的定位功能对于非平、小波包分解中的混频现象及解决方法
稳信号的局限性分辨率上的局限性快速傅里叶变换是在单要用小波包理论在强噪声背景下对多频率成分的信号进
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