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　　介绍：

　　材料结构在声载荷的激励下，因受到快速交变应力的作用，容易导致材料结构产生疲劳破坏。研究材料结构附近的声场分布，就可以知道有多大的力作用在材料结构的表面，为评价其失效机理提供数据支持。本课题旨在设计基于传声器阵列的原理性实验，以扬声器模拟发声和窄带气流来模拟材料结构所处的噪声环境，重点研究波束形成算法，实现声场重构。主要完成的工作包括：

　　1) 搭建传声器阵列采集系统。设计两种声源发声装置，选择驻极体传声器，在 LabVIEW 开发平台下，通过 PXIe 数据采集设备，完成了声场重构系统的搭建，实现了多通道声音信号的同步高速采集，实现实时数据分析、历史查看和声场重构功能。

　　2) 实现基于波束形成算法的声场重构。通过分析阵列流形、加权向量、波束响应和波束图等内容， 详细推导了波束形成算法，并通过 Matlab 编程，嵌入于 LabVIEW 中，实现波束形成算法。设计在不同声源下的多组实验，证明该方法进行声场重构的有效性。在此基础上，提出了鬼影的消除方法和提高重构精度的方法，并通过对纯音和窄带噪音的重构实验验证了方法的正确性。

　　应用方案：

　　基于 NI PXIe 平台的声场重构系统的搭建包括两个部分，一是硬件系统的搭建，二是软件程序和算法的编写。本课题要求声场重构系统能实现多通道(9 个通道)、高速、同步采集、实时显示与分析。

　　硬件系统包括：声源发生装置、传声器、麦克风阵列架、数据采集设备。硬件系统如图 1 所示。

　　重构系统程序是在 LabVIEW2009 平台下进行开发的。其具有声音的实时采集、重构分析功能和历史数据回看功能，程序的流程如图 2 所示。

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