希尔伯特-黄变换在船舶声信号特征提取算法处理

首先分析希尔伯特-黄变换的实现流程;然后针对流程中的经验模态分解进行阐述,得到原始信号的希尔伯特频谱;最后将希尔伯特-黄变换应用于船舶声信号提取中,并利用最近邻分类法进行分类。实验结果表明,希尔伯特-黄变换能够自适应局部的变化,且分辨率高,能够有效的提取非线性、非平稳的船舶声信号特征。     

磁性天线数字化全向图合成方案设计*

为了解决磁天线接收信号存在盲区的问题,提出一种可以用希尔伯特滤波器来完成的宽带甚低频水下通信全向接收新方法,完成数字化全向接收的理论推导。在未知信号载波频率的条件下,可实现对信号进行宽带移向,从而完成磁性天线数字化全向合成。仿真结果表明,设计方案合理可行,可用于宽频带信号全向天线的数字化合成。     

小波变换与HHT在HVDC系统故障特征提取中的对比研究

介绍了高压直流输电(HVDC)系统的特点及小波变换与希尔伯特-黄变换的原理。针对高压直流输电系统,利用MATLAB/Simulink对其进行交直流侧短路接地故障的仿真,分别通过小波变换和希尔伯特-黄变换对其进行故障特征的提取。分析结果,得到了在HVDC系统的短路故障特征提取中,小波变换有一定的局限性,而希尔伯特-黄变换更有效直观的结论。     

基于HHT边际谱与SVM的柴油机故障诊断方法研究

提出基于希尔伯特黄变换边际谱的柴油机故障诊断方法,对3110型柴油机几种故障工况及正常情况下的缸盖振动信号进行测试,采用抽区间采样分析法对缸盖振动信号进行时域特性分析,得出信号随时间和频率变化的精确表达。尝试以边际谱的最大峰值和最大峰值频率作为特征向量,用SVM分类器对柴油机的工作状态和故障类型识别。实验分析表明,该方法即使在小样本情况下也能准确有效地识别柴油机气门间隙变化和断油故障。     

LFM目标回波信号的Duffing振子检测方法

主动声纳探测水下目标时,目标散射特性以及水声传播特性会对接收回波产生影响.针对水中沉底与掩埋目标探测时存在的混响干扰强、信混比低等问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的变频Duffing振子检测方法.在发射LFM信号探测水下目标时,目标回波信号为多个LFM信号线性叠加的形式,不符合Duffing振子的单频检测条件.基于FRFT理论,提出了在最佳FRFT域上对LFM回波信号进行傅里叶逆变换的解调频方法.并根据亮点模型,推导了多亮点LFM回波信号解调频后的信号形式.由理论分析可知,解调频后的单频信号数量与亮点数量一致,频率大小与亮点时延及发射信号参数有关,为未知参量.针对解调频后频率及数量未知这一问题,提出了变频Duffing振子系统检测模型,通过改变系统内置策动力频率,自主地搜索单频信号信息,实现了低信混比下LFM目标回波信号的检测及亮点数量的估计.湖试沉底及海试掩埋实验数据处理结果验证了方法的有效性及可行性.     

基于时频分析的非线性结构参数识别方法对比分析

针对非线性结构系统的参数识别问题,基于希尔伯特-黄变换、小波变换和同步挤压小波变换等时频分析方法,通过一个具有非线性刚度的框架结构数值算例对比分析了各种方法的优点与不足之处,数值结果表明:3种方法都能识别出结构的瞬时频率,但同步挤压小波变换识别效果要好于希尔伯特-黄变换和小波变换的识别结果.     

基于小波框架与匹配追踪算法的宽带回波信号处理

文章主要研究如何基于小波框架与匹配追踪算法处理宽带回波信号,以求得运动目标的速度与位置。通过对宽带回波模型的研究,可以发现宽带回波信号的表示形式与小波框架存在一定的相似性。因此文章尝试将宽带回波信号用由发射信号生成的小波框架来表示,然后通过匹配追踪算法设法将时延-时间伸缩联合分布密度函数D(s,τ)求出,最终得到运动目标的速度与位置。通过仿真发现文中提出的算法取得了较好的效果,这对今后研究宽带回波信号的处理具有一定的指导意义。     

混响背景下回波信号起始位置提取*

对回波信号起始位置的提取是水下目标检测和识别的关键因素之一。在实际工作中,主动声纳接收到的信号既包含真正的目标回波信号,也包含大量的海洋噪声和混响,而回波信号往往淹没在背景噪声中,因此难以准确提取回波信号的起始位置。论文将分数阶傅里叶变换引入到回波信号检测中,利用滑动窗对回波信号进行截取,当截取后的信号与发射信号在FRFT域的峰值位置相匹配时即可提取出回波信号的起始位置。仿真结果显示论文方法有较好的效果。     

小波变换和希尔伯特-黄变换在时频分析中的应用

简单介绍了时频分析的基本理论,将小波变换和希尔伯特-黄变换分别应用于几个非平稳信号的分析当中,将二者进行一个简单的比较,最终得出结论.     

利用宽带信号获得水中复杂目标亮点信息的两种方法

一个复杂目标的回波可以等效成若干散射亮点回波叠加的结果。本文介绍了2种利用低频宽带信号获得目标亮点信息的方法。一种是以分数阶傅立叶变换为基础的亮点获取方法,该方法仅限于信号为线性调频脉冲的情况;另一种方法是采用对宽带回波信号频谱的二次谱分析的方法获得目标的亮点信息,对宽带信号的形式并没有限制。并给出了2种方法计算仿真和模型测试的结果。     

一种提高电子海图上船舶航迹显示速度的方法

在电子海图上叠加显示船舶运动轨迹对船舶航迹分析和海上事故回放具有重要意义.船舶AIS(Automatic Identification System)报文提供了一种新的船舶动态和船舶运动轨迹获取方式.由于有关船舶动态的AIS报文发送频度较高,致使船舶运动轨迹点较为密集,这种情况将会导致电子海图系统在显示较长时间段船舶运动轨迹时,速度下降,从而降低了系统的用户友好性.利用垂距法对船舶动态数据按照电子海图显示比例尺进行分层.当电子海图显示比例尺较小时,仅显示船舶运动轨迹轮廓,而当显示比例尺逐渐增大时,显示海图显示地理范围内更详细的船舶运动轨迹信息.实验表明该方法能有效地提高船舶运动轨迹的显示速度.     

线阵声诱饵对抗智能鱼雷尺度识别效果分析

针对智能鱼雷常用的目标尺度识别方法,建立了线阵声诱饵模型.采用边发边收和多点协同应答的方法,模拟尺度目标高频回波.采用方位走向法和视在张角法对该模型进行尺度识别分析,仿真结果证明线阵声诱饵具有尺度目标的方位延展特性,可有效对抗智能鱼雷的尺度识别.     

基于GPS信号多普勒补偿的空中目标探测方法

针对现代雷达面临的恶劣战场环境,提出了基于GPS反射信号处理的空中目标探测方法。介绍了一种基于分组信号FFT处理的多普勒补偿算法,抑制了目标多普勒频移对GPS信号自相关性能的破坏。对FFT处理后信号进行不同的多普勒模糊度修正,然后对修正结果脉压后取大,消除了多普勒测量模糊,实现了对目标速度的准确测量。仿真表明：在多普勒完全补偿的情况下,该方法可获得40Hz的多普勒测量精度和良好的信号处理增益,扩展了多普勒测量范围和精度,能够实现空中目标探测。     

声纳浮标网络目标定位算法研究

声纳浮标网络可用于对潜艇等水下目标进行定位。针对声纳浮标节点的特性,提出一种新的时间加权质心算法。新的时间加权质心算法将各个节点探测的信号强度反映到节点发送探测信息的等待时间中,利用等待时间的长短对各节点位置进行加权,因此权重体现了各节点到目标的距离,提高了目标定位精度,而通信量与一般质心算法相同。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于改进小波能熵的水下目标识别

文章研究了基于改进小波能熵和概率神经网络的水下目标识别方法。首先对水下目标辐射噪声信号进行小波变换多分辨率分解和重构,然后引入滑动时间窗,提取各分解子带在滑动时间窗内的改进小波能熵值作为目标识别的特征矢量,最后将特征矢量输入到概率神经网络中实现水下目标识别。对信号进行小波多分辨率分解可反映信号在不同频域上的特征,而引入滑动时间窗并在此基础上定义改进的小波能熵可反映信号的时域特征,因此改进小波能熵方法能同时反映信号的时频特征,更适合于水下目标特征提取。仿真结果表明了该方法的有效性。     

自适应小波网络在船舶噪声识别中的应用

本文基于自适应小波网络理论,构造了一个应用于船舶辐射噪声识别的自适应小波网络分类器。仿真结果表明,该方法具有良好的目标识别性能,且收敛速度快,是一种有效的目标识别方法,从而为研究自适应小波网络理论在声呐信号目标识别领域中的应用有着极其重要的实际意义。     

一种基于人耳听测原理的低速舰船检测模型

声场是舰船重要的物理场。但是对于低速出港的舰船,由于受到港口和船坞噪声等的影响,其信号几乎完全淹没在环境噪声当中。此时,传统的方法已很难检测到目标是否存在。本文针对低速出港舰船信号难以检测的问题,通过分析人耳听测原理,提出了一种模仿生物听力的低速舰船目标信号检测的模型,最后利用某次海试数据对检测方法进行分析和研究。结果表明,在利用积分梳状滤波器对舰船信号进行滤波的情况下,可显著提高信噪比,增强对目标的检测能力。     

经验模式分解方法在水下目标分类中的应用

针对经验模式分解在水下目标辐射噪声分析时存在的模式混叠问题,提出基于二进滤波的经验模式分解方法,研究了水下目标辐射噪声的分解和特征提取。仿真实验表明,基于二进滤波的经验模式分解方法能很好地抑制模式混叠。最后将该方法应用于海试数据分析,处理结果与直接利用经验模式分解方法相比,识别概率提高了6%,得到比较满意的分类结果。     

船舶水下噪声测量系统数字传输技术的研究

数字通信技术是未来信息传输的发展方向。我国目前所用的船舶水下噪声测量系统的数据传输主要采用模拟传输技术,存在较多弊端。本文所介绍的是采用数字通信技术实现船舶水下噪声测量的数据传输。主要是采用RS-485总线标准作为接口技术,以半双工的通信方式,通过一根同轴电缆作为数据和电源信号同步传输的介质,实现了水下长距离、高速率的数据传输。     

基于高阶面元法的浅水域中船-船水动力相互作用数值预报

文章开发了一种基于非均匀有理B样条（NURBS）的三维高阶面元法对浅水域中两船会遇和追越时的船-船水动力相互作用进行预报。该方法采用NURBS精确表达船体曲面,采用配置点法满足离散的边界积分方程,在边界面上的源强分布确定之后采用B样条表达物面速度势分布。基于低速假设,忽略了自由面的兴波效应,采用无穷镜像法处理刚性自由面和浅水效应,采用时间步进法在时域内求解速度势。将文中计算结果与基于RANS方程求解的CFD方法和细长体理论方法计算结果比较,验证了该方法的有效性。在此基础上,分别在不同水深、船间横向间距和船速下进行了系列的计算,分析了这些因素对船-船水动力相互作用影响。结果表明,在相同的工况下,船-船会遇时相互作用力比追越时更大,对水深变化更敏感,而对横向间距不如追越时敏感。