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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提供一种航空飞行器的偶极子声源定位与识别方法，涉及航空飞行器技术领域，其包括：基于传感器阵列获取航空飞行器辐射气动声场的原始时域声压信号并进行离散傅里叶变换，得到若干个原始频域声压信号；执行波束形成算法得到声源阵列成像热图；令航空飞行器中偶极子声源的数量取不同的值并基于S个偶极子声源的初始位置、初始方向、初始幅值和背景噪声幅值进行迭代优化，得到最优偶极子声源数量、S个偶极子声源的最优位置、最优方向和最优幅值。本发明能够实现对声场中多个不同方向偶极子声源进行精确的定位与方向参数估计。

主权项：1.一种用于航空飞行器的偶极子声源定位方法，其特征在于，其包括：S1，基于传感器阵列获取航空飞行器实际工况下的噪声幅值；S2，基于传感器阵列获取航空飞行器的M个原始时域声压信号，基于快照数N对M个所述原始时域声压信号进行离散傅里叶变换，得到M*N个原始频域声压信号；M为传感器的总数量，N＝DL，D为原始时域声压信号的长度，L为每个快照下对应原始时域声压信号的长度；S3，基于M*N个所述原始频域声压信号进行成像，执行波束形成算法得到声源阵列成像热图；S4，令S＝1，Y＝1；S为航空飞行器中偶极子声源的数量，Y为偶极子声源数量的迭代次数；S5，令j＝1；j为偶极子声源迭代波束形成算法的迭代次数；S6，基于第j次迭代前N个快照下S个偶极子声源的初始位置和初始方向得到第j次迭代前N个快照下S个偶极子声源的初始幅值，基于第j次迭代前N个快照下S个偶极子声源的初始位置、初始方向、初始幅值和噪声幅值以及M个传感器的位置和M个传感器指向S个偶极子声源的方向构建第j次迭代前N个迭代频域声压信号和N个快照下S个偶极子声源的隐变量；N个快照下第s个偶极子声源的初始位置相等，N个快照下S个偶极子声源的噪声幅值等于航空飞行器实际工况下的噪声幅值；M个传感器指向S个偶极子声源的方向基于M个传感器的位置和第j次迭代前S个偶极子声源的初始位置得到；当j＝1时，在声源阵列成像热图中进行像素值极大值搜索，得到第1次迭代前S个偶极子声源的初始位置，在[0,π]中随机生成第1次迭代前S个偶极子声源的初始方向；根据第1次迭代前S个偶极子声源的初始位置和初始方向，得到第1次迭代前N个快照下S个偶极子声源的初始幅值；S7，将M*N个原始频域声压信号、第j次迭代前N个迭代频域声压信号和N个快照下S个偶极子声源的隐变量作为EM算法的输入值，得到第j次迭代后S个偶极子声源的位置、方向和幅值；S8，对j进行判断，若j-1等于0，则将第j次迭代后S个偶极子声源的位置、方向和幅值作为S个偶极子声源的初始位置、初始方向和初始幅值并令j＝j+1返回至S6，若j-1大于0，则执行S9；S9，基于第j次迭代后S个偶极子声源的位置、方向和幅值计算得到第j次迭代后的声场似然函数值，若第j次迭代后的声场似然函数值相对于第j-1次迭代后的声场似然函数值的增长率小于设定阈值，得到第Y次迭代的S个偶极子声源的位置、方向和幅值并执行S10，若增长率大于等于设定阈值，则令j＝j+1，将第j次迭代后S个偶极子声源的位置、方向和幅值作为S个偶极子声源的初始位置、初始方向和初始幅值并返回至S6；S10，基于第Y次迭代S个偶极子声源的位置、方向和幅值，得到第Y次迭代S个偶极子声源的AIC函数值和BIC函数值；S11，若第Y次迭代S个偶极子声源的AIC函数值大于第Y-1次迭代S个偶极子声源的AIC函数值且第Y次迭代S个偶极子声源的BIC函数值大于第Y-1次迭代S个偶极子声源的BIC函数值，则执行S12，若第Y次迭代S个偶极子声源的AIC函数值小于第Y-1次迭代S个偶极子声源的AIC函数值和或第Y次迭代S个偶极子声源的BIC函数值小于第Y-1次迭代S个偶极子声源的BIC函数值，则令Y＝Y+1，S＝S+1并返回至S5；当Y＝1时，即Y-1＝0，第0次迭代S个偶极子声源的AIC函数值和BIC函数值＝-∞；S12，基于Y次迭代中S个偶极子声源的AIC函数值、BIC函数值和幅值确定最优偶极子声源数量，基于最优偶极子声源数量所对应的偶极子声源迭代波束形成算法的迭代次数中S个偶极子声源的位置、方向和幅值作为S个偶极子声源的最优位置、最优方向和最优幅值。

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