[发明专利]一种基于传声器阵列的滚珠丝杠副噪声测量方法

权利要求书

1.一种采用滚珠丝杠副辐射噪声测量装置测量噪声的方法，其中，滚珠丝杠副辐射噪声测量装置，包括测试台、信号采集单元以及信号处理单元，所述测试台用于滚珠丝杠副安装测试，所述滚珠丝杠副包括滚珠丝杠以及螺母，其特征在于：所述信号采集单元包括位置测量单元以及传声器阵列，所述位置测量单元设置在所述测试台上用于测量所述螺母的位置，所述传声器阵列布置在所述测试台的外侧，所述传声器阵列包括分布在沿所述螺母移动方向上不同位置的至少两个传声器；所述信号处理单元接收所述位置测量单元的位置信号和所述传声器的噪声信号并根据位于不同位置的传声器计算出螺母在不同位置处的噪声；其特征在于采用传声器阵列测量噪声，包括如下步骤：

(1)采集传声器阵列接受的噪声信号和螺母的位置信号；

(2)将螺母位置信号进行延时处理，使螺母位置信号与传声器阵列输出信号同步；

(3)将同步处理后的噪声信号和螺母位置信号按时间划分为n个小段，n≥2；

(4)分别对每个小段信号进行近场波束形成处理；

(5)将处理后的n个小段信号合成，获得滚珠丝杠副的噪声信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括如下子步骤：

(21)选定第R个传声器作为测量信号的参考传声器；

(22)将螺母位置信号延时，延时量t_c由下式确定：

其中，c为声速，r_R(t_b)为测量起始时间传声器R到螺母的距离，R为1～M，M为传声器阵列中传声器的数量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，将同步后时域数据按螺母位置信号分为n个小段，位置信号p(t)划分为[p(t₀),p(t₁),…,p(t_n-1)]，传声器阵列输出信号S(t)划分为[S(t₀),S(t₁),…,S(t_n-1)]；

位置信号和阵列信号的对应关系为：

位置为p(t_k)，对应阵列输出为S(t_k)＝[s₁(t_k),s₂(t_k),…,s_M(t_k)]；

其中，k为0～n-1。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)近场波束形成处理后的每小段阵列输出信号S′(t_i)为：

其中，i为0～n-1；wi为p(t_i)位置处，阵列输出信号相对于p(t₀)位置处的幅度补偿系数；Δt_i为相对于p(t₀)位置的时延补偿系数；ω_m为传声器m的信号相对于参考传声器R的幅度补偿系数；τ_m为相对参考传声器R的延时：

其中，r_R(t₀)为p(t₀)位置时传声器R与目标声源的距离，r_R(t_i)为p(t_i)位置时传声器R与目标声源的距离；c为声速；r_m(t_i)为p(t_i)位置时声源到传声器m的距离。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)，包括如下子步骤：

(51)对每小段阵列输出信号S′(t_i)进行时域补零，信号变为S_i′(t)，信号长度为t；t＝t_i时，S_i′(t)＝S′(t_i)；t≠t_i时，S_i′(t)＝0；

(52)合成后的时域噪声信号为：