使用LabVIEW和PXI定位飞行过程中飞机的噪声源

2015-04-15 09:26:51   来源:ck365   

关键字: LabVIEW  PXI  噪声源

  “LabVIEW、NI视觉开发模块和NI声音与振动测量套件为我们开发方案提供了有效的工具。所开发的系统能够进行快速设置,数据记录,实时监测和数据浏览。”

  挑战:

  开发一个测量系统来定位飞行过程中飞机的噪声源。

  解决方案:

  基于NI LabVIEW软件搭建一个应用程序,并使用NI PXI硬件从布置在跑道上的相位麦克风阵列采集数据。

  研究客机上的噪声源

  为了能开发出更为安静的客机,我们必须定位所有的噪声源,以加强我们对噪音生成原理的认识。在开发一架飞机时,我们可以通过数值分析和模型测试预测噪音等级。然而,实际飞机噪音的属性和特性只能在实际飞行测试中才能获得。利用声音波束成形技术来定位噪音源定位是一种有效可行的方法。波束成形是一种使用相位麦克风陈列定位噪声源的方法,同时能获得噪声源的振幅。虽然我们在JAXA项目上小型模型飞机的风洞测试和飞行测试中已经发展并改进了这项技术,但还未曾将这项技术应用于实际飞行的飞机中。2009年,我们拥有了一架小型Mitsubishi MU-300 Diamond商务机。2010年,我们开始在跑道上设置了相位麦克风陈列,通过噪声源定位测量来验证我们现有的技术,并找到可以提高的空间。

  相位麦克风阵列的测量

  相位阵列包含了许多麦克风,分布在一个大直径的范围上。利用噪声源的声波到达每个麦克风时间的微小差别,我们可以估算出每个噪声源的位置和强度。在这个测试中,我们设计了相位阵列来辨识飞行于120米高度的飞机上两个相距4米的1kHz音频信号。这个相控阵列包含了99个麦克风,分布在一个直径30米的圆形区域上。

  飞行中的噪声源定位测试必须包括飞机发动机状态,声觉测量,飞机飞过相位阵列时的位置、高度和速度。因为飞机产生的噪音传输到地面上麦克风的过程中会被大气削弱,因此我们还需要记录气象数据,例如风向、速度、温度和湿度
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  图1:跑道上的相位阵列和线扫描摄像机
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  图2:相位麦克风阵列
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  图3:线扫描摄像机

  我们系统主要的一个特性是能对声音和飞行参数进行同步测量。我们将两台线扫描摄像机与地面上的相位阵列放置在一起,从而完成了这个测试。如图1所示,这两台摄像机分别直立在飞机飞行方向的两个侧边。摄像机能捕捉经过飞机的同步图像,并提供3D信息以便于我们分析飞机飞行速度和高度。另一台电脑通过获取的声音数据同步进行噪声定位处理。这些数据会在飞机飞过相位阵列后很快进行结合,从而将噪声源地图叠加显示在飞机图像上。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0415/article_11406.html
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