Page 14 - 《应用声学》2024年第1期
P. 14

10                                                                                   2024 年 1 月


             可以清晰看见轴频以及 2 ∼ 9 阶倍频,大部分噪声                        船噪声经 VMD 降噪后的重构信号,提取舰船辐射
             被有效抑制。进一步画出两种方法处理后得到的归                            噪声调制特征线谱的方法。理论分析和仿真实验表
             一化声压谱级,如图13所示。                                    明,对 GA-VMD 降噪算法分解后各阶分量,直接剔
                 对比图 13(a)、图 13(b) 可以看出,基于 GA-                 除干扰噪声主导分量,可以很好地抑制舰船噪声中
             VMD降噪方法得到的输出SNR明显高于DEMON                          干扰噪声成分,最终输出重构舰船噪声低频调制特
             方法,其中,DEMON 方法处理后的输出 SNR 约为                       征线谱,其SNR明显高于传统DEMON方法。海上
             −6.32 dB,GA-VMD 方法处理后的输出 SNR 约为                   实验数据处理结果同样表明,相较于 DEMON谱分
             −2.16 dB,进一步验证了本文方法的有效性。综上                        析,本文所提方法整体上对干扰噪声的抑制性能更
             所述,相较于 DEMON 谱,本文方法得到的特征线                         好,得到的舰船辐射噪声特征谱图质量更佳。综上,
             谱的谱峰更加明显,输出 SNR 更高,可以更好地抑                         本文所提出的 GA-VMD 降噪和由重构舰船噪声进
             制噪声干扰,更有效地提取出舰船辐射噪声的特征                            行调制特征线谱分析的方法,相较于传统 DEMON
             线谱。                                               谱分析具有一定优势,前景良好。

                    0
                                                                              参 考 文        献
                  -20                                            [1] 陶笃纯. 舰船噪声节奏的研究 (I)—数学模型及功率谱密
                ॆʷӑܦԍ៨ጟ/dB  -40                                    度 [J]. 声学学报, 1983, 8(2): 65–76.  radiated  noise

                                                                                          on ship
                                                                   Tao Duchun.
                                                                                 A study
                  -60
                                                                   rhythms (I)—Mathematical model and power spectrum
                                                                   density[J]. Acta Acustica, 1983, 8(2): 65–76.
                  -80                                            [2] 陶笃 纯.  螺旋 桨 空化 噪 声谱 [J]. 声学 学报, 1982, 7(6):
                                                                   344–351.
                 -100                                              Tao Duchun. Spectrum of propeller cavitation noise[J].
                     0    10    20   30    40   50    60
                                                                   Acta Acustica, 1982, 7(6): 344–351.
                                   ᮠဋ/Hz
                                                                 [3] 程玉胜, 李智忠, 邱家兴. 水声目标识别 [M]. 北京: 科学出版
                               (a) DEMONவขፇ౧
                                                                   社, 2018.
                    0
                                                                 [4] 单广超, 赵汉波. 舰船辐射噪声线谱检测与分析 [J]. 舰船电子
                                                                   工程, 2014, 34(10): 119–122.
                  -20                                              Shan Guangchao, Zhao Hanbo. Detection and analysis of
                 ॆʷӑܦԍ៨ጟ/dB  -40                                 [5] 骆国强, 尚金涛, 杨柳. 一种时频综合的 DEMON 谱融合方
                                                                   ship radiated-noise line spectrum[J]. Ship Electronic En-
                                                                   gineering, 2014, 34(10): 119–122.
                                                                   法 [C]//中国西部声学学术交流会论文集, 2016.
                  -60
                                                                   特征提取 [J]. 舰船电子工程, 2018, 38(10): 197–203.
                  -80                                            [6] 许劲峰, 郑威. 基于 EMD-1(1/2) 维谱的舰船辐射噪声调制
                                                                   Xu Jinfeng, Zheng Wei. Modulation feature extraction
                 -100                                              of ship radiated noise based on EMD 1(1/2)-dimensional
                     0    10    20   30    40    50   60           spectrum[J]. Ship Electronic Engineering, 2018, 38(10):
                                   ᮠဋ/Hz                           197–203.
                               (b) GA-VMDவขፇ౧
                                                                 [7] Sridhar M, Ratnam D V, Sirisha B, et al.  Charac-
                                                                   terization of low latitude ionospheric scintillations using
                     图 13  两种方法所得归一化声压谱级
                                                                   EEMD-DFA method[C]// IEEE International Conference
                Fig. 13 Normalized sound pressure spectrum level
                                                                   on Innovations in Information, 2015.
                obtained by two methods                          [8] Li M, Li F, Jing B, et al. Multi-fault diagnosis of rotor
                                                                   system based on differential-based empirical mode decom-
             5 结论                                                  position[J]. Journal of Vibration and Control, 2015, 21(9):
                                                                   1821–1837.
                 传统 DEMON 谱分析处理过程中,舰船辐射噪                         [9] Zhang N, Liu Y. Signal denoising model for MEMS
                                                                   gyro based on CEEMDAN improved threshold filter-
             声仍存在干扰噪声。本文在分析研究 VMD 及 GA
                                                                   ing[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2018, 26(5):
             的基础上,提出了一种 GA-VMD 抑制噪声,并由舰                            665–669, 674.
   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19