【摘 要】
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目前对吉他的研究主要集中在结构方面,对其声学以及振动特性方面的研究较少,针对这个问题,本文以吉他为研究对象,提出一种基于EMI技术的振动特性检测的方法,对吉他的振动特性进行研究。首先对吉他琴弦以及共鸣箱的振动特性进行有限元仿真分析;然后搭建了基于振动特性的声学以及压电阻抗实验平台,完成了吉他的声音实验和阻抗实验;最后在仿真数据的基础上,通过MATLAB神经网络完成了对吉他琴弦不同直径的识别。本文的
【基金项目】
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煤炭科学基金（MTKJ2015327）；
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目前对吉他的研究主要集中在结构方面,对其声学以及振动特性方面的研究较少,针对这个问题,本文以吉他为研究对象,提出一种基于EMI技术的振动特性检测的方法,对吉他的振动特性进行研究。首先对吉他琴弦以及共鸣箱的振动特性进行有限元仿真分析;然后搭建了基于振动特性的声学以及压电阻抗实验平台,完成了吉他的声音实验和阻抗实验;最后在仿真数据的基础上,通过MATLAB神经网络完成了对吉他琴弦不同直径的识别。本文的主要研究内容如下:（1）对PZT-4的压电效应、压电方程以及PZT-4驱动的SMD系统的电导纳和阻抗公式进行了推导;分析了吉他的声学系统,借助于十二平均律法,对弦上每一品的频率值进行了计算;对琴弦振动的模型、振动条件以及振动的类型进行了分析,对共鸣箱的振动模型进行了分析,确定了后面仿真所需要的参数变量。（2）首先对谐响应分析的基本原理进行了分析;随后计算出了每根弦所受到的张力大小,并通过Workbench对琴弦进行谐响应分析,求解出了 1弦所有品的频率值,并将谐响应分析的结果与理论的计算结果进行了对比;最后通过Workbench对不同直径、长度以及张力的弦进行模态分析,并对仿真结果进行归纳总结。（3）设计构建了吉他声音实验平台,对吉他进行声音采集实验,以1弦为例,得到其各品的频率值,并将仿真结果与理论值进行对比;其次对吉他的实体模型进行了建立,然后进行了模态分析,总计归纳了不同因素对其模态频率的影响;通过对粘贴PZT-4和未粘贴PZT-4的共鸣箱进行压电谐响应分析,排除了 PZT-4对共鸣箱固有频率的影响,并得到了共鸣箱在扫频电压激励下的频率响应图;最后搭建了吉他共鸣箱的压电阻抗实验平台对共鸣箱进行阻抗实验,得到共鸣箱的阻抗频谱图,并与仿真分析得到的频谱图进行对比,验证了仿真结果的正确性。（4）以不同琴弦的仿真实验数据为基础,构建了基于MATLAB神经网络的数据预测平台,将固有频率作为识别参数,实现了对琴弦直径的预测。图[56]表[17]参[94]
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