声学故障诊断是振动故障诊断技术的有效补充,在机械设备的状态监测、产品降噪等领域起到重要作用。声学故障诊断的前提就是噪声源的识别和定位,基于传声器阵列的波束形成的噪声源定位技术测量过程简单、算法成熟,能够准确定位中远程、中高频的声源,在噪声源识别领域有其独特优势。本文主要研究用传声器阵列结合波束形成算法进行噪声源识别,具体研究内容包括:(1)介绍了声学测试的基础知识,给出波束形成的远场平面波和近场球面波模型。对时域延时求和、频域相移算法、反卷积DAMAS算法、CLEAN算法等波束形成算法原理进行介绍并通过数值仿真实验,检验几种算法对单声源、同频声源、异频声源的识别效果;(2)对影响传声器阵列性能的各种参数进行理论和仿真研究。根据声源能量的高斯分布规律对传统阵列布局进行改进,提出一种高斯分布随机阵列。通过与几种常用阵列进行对比分析,对其阵列性能进行检验;(3)为了解决传统波束形成算法无法定位声源聚焦深度的问题,根据近场聚焦波束形成原理并结合空间奇异值分解方法,提出空间多声源的三维深度识别方法,并通过黄金分割优化算法对声源深度的空间搜索过程进行简化。对自适应声源三维识别方法的数学模型进行推导,通过数值仿真研究检验了该方法对空间多声源三维识别定位的可行性。(4)通过实验验证本论文中的波束形成算法的实际定位效果。