液压系统噪声测控技术研究

　　传统的液压噪声控制采用频谱分析方法, 它提取信号的频域特征， 通过计算机将时域信号经 FFT变换得到状态信息的功率谱图, 将它们和液压系统中的元件和机构参数联系起来, 从而找出系统中主要噪声源进而进行控制。 然而，在复杂系统工况下，元件和机构的故障参数和功率谱图的联系比较困难，有时需要大量的经验知识才能诊断。 近场声全息技术借助反演技术，实现噪声源定位，结合噪声谱分析，可以快速分析出各特征频率下对应的元件和机构噪声，从而有针对性地采取降噪措施。

　　1近场声全息理论

　　近场声全息(NAH)是20 世纪中后期由声全息领域延伸而出的新技术。基本原理如图1 所示，在近靠被测声源面的采样面上记录全息数据，然后通过变换可以重建任意平面的声场，利用这种特性，可以对声源面进行重建，可以准确地对声源面噪声进行定位与识别。

　　(1)声场声压重建原理

　　单频简谐波的声压

　　其中p(r)=|p(r)|e^jφ(t)，略去时间因子e^jwt，则声源面的声压分布为

　　而在测量面的声压场为

　　运用克希霍夫-亥母霍兹积分方程，将 p(x₀，y₀，z₀)看作任意封闭面上声源的边值函数;而p(x，y，z_h)为采样面的场函数，则有

式中s———声源所在的平面;n———s 平面的外法线;G(r，r₀)———格林函数。

　　选取Dirichlet 或 Neumann 边界条件下的G 函数，可以得到任意重建面与采样面的关系

式中k_x、k_y———空间频率域中，沿x、y 方向的波数分量;

　　P·(k_x，k_y，z_h)———p(x，y，z_h)的二维傅立叶变换。

　　(2)其他声场量的重建

　　由Euler 方程

　　代入二维傅立叶变换关系式， 经推导可得质点振速的各个分量为

　　其中，。进而计算相应的声强矢量

　　上述的全息公式，都是假定 z=zh的无限大平面上的声压是连续分布的。在实际测量时，通常是在一个有限的测量面上，将全息面离散成 N×N 个大小相同的网格， 这样就可以将任意重建面与采样面的关系式化为离散求和的形式。

　　通过以上分析可知： 只要在近场测出声压的全息数据，则整个空间的声压、声强等主要参量均可以得到。