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龙图腾网获悉东北大学申请的专利一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116558804B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310537767.7，技术领域涉及：G01M13/00；该发明授权一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法是由李旭;栾峰;于林;吴艳;李响;马辉;韩月娇设计研发完成，并于2023-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法在说明书摘要公布了：本发明的一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法，包括：步骤1：使用麦克风阵列进行多个声音信号的采集；步骤2：对采集的多个声音信号进行数据预处理；步骤3：对预处理后的多个声音信号进行傅里叶变换获得频域信号，再对频域信号进行时移、加权求和获得波束形成器的输出向量；步骤4：将波束形成器的输出向量的协方差矩阵进行去对角化处理，得到去对角后的空间伪频谱；步骤5：通过去除接收信号子空间，不断更新接收信号的协方差矩阵的估计值，得到新的去对角后的空间伪频谱，通过归一化响应求和获得最终的去对角化后的空间伪频谱，整个频谱的宽带伪频谱的高能量峰值表示声源位置。

本发明授权一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法在权利要求书中公布了：1.一种基于麦克风阵列的非接触式机械故障定位算法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：使用麦克风阵列进行多个声音信号的采集； 步骤2：对采集的多个声音信号进行数据预处理； 步骤3：对预处理后的多个声音信号进行傅里叶变换获得频域信号，再对频域信号进行时移、加权求和获得波束形成器的输出向量； 步骤4：将波束形成器的输出向量的协方差矩阵进行去对角化处理，得到去对角后的空间伪频谱； 步骤5：通过去除接收信号子空间，不断更新接收信号的协方差矩阵的估计值，得到新的去对角后的空间伪频谱，通过归一化响应求和获得最终的去对角化后的空间伪频谱，整个频谱的宽带伪频谱的高能量峰值表示声源位置； 所述步骤4具体为： 步骤4.1：根据波束形成器的输出向量计算波束形成器的输出功率： Pk,f,Ω＝E{|yk,f,Ω|2}＝wHk,f,ΩΦk,fwk,f,Ω 其中，Pk,f,Ω是波束形成器的输出功率，E{|yk,f,Ω|2}是对波束形成器的输出向量的期望；wHk,f,Ω是波束形成器的系数向量的共轭转置形式；Φk,f＝E{xk,fxHk,f}是接收信号的协方差矩阵，E{}表示求期望；Φk,f是正定的Hermitian矩阵，Φk,f的特征值总是正实数，不同特征向量相互正交，即子空间正交；Ω是声音信号入射到麦克风阵列的方向；对接收信号进行分块，k是接收信号块的时序索引，f是频率； 步骤4.2：对接收信号的协方差矩阵进行分解： Φk,f＝UΛUH 其中，Λ＝diagλ1,λ2,…,λM是接收信号的协方差矩阵的特征值向量，U＝[u1,u2,…uM]是接收信号的协方差矩阵的特征矩阵；将Φk,f的特征值按降序排序，对应N个较大特征值的特征向量张成了接收信号子空间，其余较小特征值对应的特征向量张成了噪声信号子空间； 步骤4.3：步骤4.3：令wk,f,Ω＝af,Ω，将波束形成器的输出功率表达式改写为： Pk,f,Ω＝E{|yk,f,Ω|2}＝aHk,f,ΩΦk,fak,f,Ω 利用接收信号的协方差矩阵的噪声子空间将输出功率转换为输出空间伪频谱： 其中，P'k,f,Ω表示输出的空间伪频谱，是噪声子信号空间的协方差矩阵；在对角化处理过程中，使用最大特征值的对角减法来计算接收信号子空间的衰减，去对角化后的噪声信号子空间的协方差矩阵表示为： 其中，表示去对角化后的噪声信号子空间协方差矩阵，I是单位矩阵； 步骤4.4：因此去对角化后的空间伪频谱表达式： 在实际应用中，协方差矩阵Φk,f未知需要采用接收信号的协方差矩阵的估计值代替，使用接收信号块的平均值计算协方差矩阵的估计值： 其中，是协方差矩阵Φk,f的估计值，B是平均快照数，kb取值为从0到B-1，在平稳条件下估计的协方差矩阵等价于快照数无限大的协方差矩阵，即 步骤4.5：通过使用估计的接收信号的协方差矩阵和估计的接收信号的协方差矩阵的特征值来修改去对角化后的空间伪频谱表达式得到：

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