基于传声器阵列的噪声源定位方法广泛应用于机械、车辆、船舶、航天、家电等诸多领域的噪声控制与设备故障诊断。它利用阵列传声器接受声音信号，经过对阵列信号处理计算得到声像云图，与实际视频图像结合可以直观看到噪声源辐射状态，并根据噪声信号时域与频域特点为设备故障诊断与声场噪声控制提供可靠地依据。为了更直观、全方位的监测大型厂房内部的设备运转状态，研究设计了随机吸顶式传声器阵列系统。围绕阵列系统设计本文主要进行了以下几个方面的研究。　　论文给出了阵列信号模型，研究了波束形成声源定位算法，并且基于声源定位算法研究了声源分离提取算法、定点声源擦除算法以及定位校准算法。另外，由于阵列的阵型决定了阵列系统的空间分辨能力以及抑制干扰能力，选择了几种阵型进行比较主瓣宽度以及定位精度，最终确定以八只螺旋线的方式布置阵列。　　设计了随机吸顶式传声器阵列系统，分为传声器模块、视频模块、照明模块、电源模块、数据采集模块以及数据计算处理显示模块六个模块组成。阵列硬件系统由64传声器组件、16个摄像头组件、8个补光灯组件以及音频、视频数据采集模块组成，对于阵列软件系统主要实现了噪声源成像，声源分离提取，数据回放分析以及声源校准等功能。　　另外，提出了一种吸顶式传声器阵列阵元坐标的标定方法。针对在混响声场中，时延估计算法性能严重下降从而导致在标定传声器阵元坐标时产生较大误差的问题，提出了利用脉冲声源作为标定声源，并且截取脉冲源直达声的方法来抑制混响声场的影响，提高传声器阵元坐标标定的精度。建立了阵元坐标标定的误差分析模型，并以白噪声和脉冲声源作为标定声源进行数据仿真和对比分析。仿真结果表明，使用脉冲声源作为标定声源能有效地抑制混响声场的影响，获得传声器阵列阵元的准确坐标。同时，对吸顶传声器阵列进行了实验研究，实验结果验证了本文提出方法的有效性。　　最后，对设计的传声器阵列系统进行了性能测试，对以空气压缩机为例做了噪声源辐射测试。通过试验样机系统对声源的可视化测试，说明随机吸顶式传声器阵列系统对于噪声源的定位与监测是非常直观而有效地，对设备的故障诊断提供了有力证据。