噪声控制首先要弄清楚主要噪声源的位置及噪声特性，才能更有针对性的实施降噪措施。100Hz～500Hz的低频噪声由于具有波长长、穿透力强、传播衰减慢等特点,成为了当前噪声源识别定位及控制的难点。传统应用于噪声源识别定位的波束形成技术受“瑞利限”的限制，一般需要采用传声器数量较多的大孔径阵列才能提高低频声源识别定位的空间分辨率，但是大孔径阵列价格十分高昂，加工、装配、携带、使用也相对困难，这对阵列的工程应用和普及增加了难度。因此，本论文研究相对经济的小孔径阵列系统和高分辨率的低频声源定位后处理算法具有重要意义。论文主要工作包括：
　　(1)对波束形成声源识别定位的基础理论进行了阐述和推导。首先对波束形成阵列声源定位近远场模型进行了阐明，介绍了两种模型下对应的球面波声压和平面波声压传播模型；然后对与后续要研究的压缩感知算法有关的阵元接收信号模型和合成孔径声源定位常规波束形成基础进行了推导；最后，对目前常见的二维平面阵形行进行了声源定位分析。
　　(2)研究了基于合成孔径算法的低频噪声源识别定位技术。推导了小孔径阵列利用参考传声器对不同位置、不同时间测量的声信号进行同步，然后采用延迟求和可控波束形成的合成孔径算法。采用可控波束形成算法和合成孔径算法对300Hz低频声源进行了识别定位仿真，结果表明合成孔径算法和可控波束形成算法的低频声源定位结果一致；进而采用合成孔径算法虚拟合成的大孔径阵列仿真分析了300Hz、500Hz相干低频声源识别定位成像，结果表明小孔径阵列合成大孔径阵列能够分辨相干低频声源，具有较好的稳定性。
　　(3)引入了压缩感知波束形成这一新的噪声源识别定位算法。首先对压缩感知理论进行了介绍，构建了近场球面声场压缩感知模型。然后推导了采用L1范数奇异值分解(?1?SVD)方法求解声源定位压缩感知模型。首次利用直径为1m的小孔径阵列，分别在近场和远场下用?1?SVD压缩感知波束形成算法对无噪声干扰和噪声干扰低频声源进行了定位仿真分析。仿真研究结果表明?1?SVD压缩感知算法对低频声源具有很好的分辨率和抗干扰能力。
　　(4)开展了低频声源识别定位MEMS阵列系统的研制和试验研究。在半消声室将MEMS麦克风与PCB传感器进行了对比测试实验。根据测试分析结果，定制了声压信号的同步采集系统。结合常见二维非冗余阵形设计，开发了一套较为经济的新型MEMS麦克风阵列。最后，以实际变压器低频噪声源为对象开展了两类算法的识别定位成像试验。对MEMS麦克风采集的变压器低频噪声进行了分析，并选用MEMS阵列测量的400Hz、500Hz低频变压器噪声信号对变压器进行了噪声源识别定位研究，结果表明两种算法在实际场合均能较好的实现低频噪声源的准确识别定位。