基于ICA的裝載機(jī)工作泵噪聲研究.pdf

1、當(dāng)前我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化迅猛發(fā)展，工程機(jī)械在鐵路建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著突出的作用。盡管經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國產(chǎn)工程機(jī)械產(chǎn)品的性能有了很大提升，但與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距。工程機(jī)械的噪聲水平作為評價(jià)其性能的重要指標(biāo)之一，很多國家制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作為工程機(jī)械產(chǎn)品的市場準(zhǔn)入門檻。為了提高產(chǎn)品的性能和沖破日益苛刻的環(huán)保要求壁壘，開拓產(chǎn)品市場，不僅要求提升工程機(jī)械基礎(chǔ)零件的制造水平，也對工程機(jī)械的整機(jī)噪聲控制提出了更高的要求。裝載

2、機(jī)作為應(yīng)用最廣泛的工程機(jī)械之一，包含以發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓工作泵在內(nèi)的多個(gè)噪聲源，且傳遞路徑復(fù)雜。
　　本文以某型號(hào)5t輪胎式裝載機(jī)為研究對象，通過液壓模擬工況下的整機(jī)噪聲測試，發(fā)現(xiàn)裝載機(jī)液壓模擬工況下噪聲聲功率級(jí)為113.34dB(A)，略高于中國GB16710規(guī)定的113dB(A)，遠(yuǎn)高于歐盟EN474規(guī)定的107dB(A)。分析了裝載機(jī)潛在的主要噪聲源，通過1/3倍頻程分析、頻譜分析和頻率識(shí)別得出了工作齒輪泵是液壓模擬工況下

3、的主要噪聲源的結(jié)論，從而確定了以工作齒輪泵作為主要噪聲控制研究對象。
　　提出要從眾多噪聲源疊加構(gòu)成的混合模型中分離出特定的噪聲源是一個(gè)盲源分離(BSS)問題，而獨(dú)立分量分析(ICA)作為最經(jīng)典的盲源分離算法，對瞬時(shí)線性模型的分離已經(jīng)非常成熟。同時(shí)指出了瞬時(shí)混合模型忽略了信號(hào)在傳輸過程中的時(shí)間延時(shí)和路徑效應(yīng)，大多數(shù)工程實(shí)際情況都不滿足“瞬時(shí)混合”，因此在瞬時(shí)線性混合模型的基礎(chǔ)上研究了考慮信號(hào)延時(shí)效應(yīng)和路徑效應(yīng)的卷積混合模型的盲源分

4、離方法，即基于FastICA的頻域盲源分離算法，并通過仿真分析驗(yàn)證了該算法的可行性。在試驗(yàn)臺(tái)上對9齒工作齒輪泵的噪聲進(jìn)行了測試，使用頻域盲源分離算法成功地分離并識(shí)別出了齒輪泵噪聲、電機(jī)噪聲和液壓閥等附件噪聲，通過計(jì)算得出9齒泵噪聲的平均聲壓級(jí)為87.92dB(A)。
　　對高壓齒輪泵噪聲形成的機(jī)理進(jìn)行了分析，采用了增大齒輪齒數(shù)和齒輪（鼓形齒）修形的噪聲控制策略，并分別通過試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)對噪聲控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。利用相同的方法提取齒輪泵