判断声纳接收基阵工作状态的新方法

声纳的接收基阵通常由多个换能器单元按一定的排列组成,当换能器损坏数量、程度达到一定量时,对声纳的接收指向性会产生较大影响,需要更换换能器单元.通过确立换能器绝缘电阻、工作频率及其在波束形成中加权系数三者间的数学关系,把换能器状态参数与阵指向性关联起来;明确了判定波束指向性是否还满足要求的技术指标,提出了基于测量波束和标准波束的技术指标比较来判断阵指向性是否满足要求的方法.     

弹性障板下水声基阵辐射声场计算

建立了水声平面基阵在弹性障板下的声场计算模型,应用有限元软件Ansys和声学振动软件Sysnoise,采用结构有限元(FEM)和直接边界元(DBEM)相结合的方法计算得到基阵的结构模态、远场辐射指向性图和水平轴平面上的声压分布;分析了其近场声学特性和远场指向特性;建立了柔性和刚性障板下基阵辐射声场的计算模型,得到其声场分布特性,分析对比了柔性、刚性、弹性障板下水声基阵远场指向性各自的特点和彼此的差异,为水声基阵的工程设计提供参考.     

圆柱形基阵波束形成仿真研究

波束形成问题是阵列信号处理的核心问题。阵列的结构形状、阵元数目和处理算法等因素决定了其空域滤波的性能。本文给出圆柱形基阵的波束形成分解方法;然后深入研究圆柱形基阵的常规波束形成方法和旁瓣控制波束形成方法,通过利用圆阵的相位激励模式,将直线阵中应用的旁瓣控制加权方法应用到圆阵,从而降低圆柱形基阵输出的旁瓣级,以提高基阵性能;最后仿真分析圆柱形基阵在各种不同的加权方式下的性能。     

圆柱形基阵指向性仿真研究

舰船辐射噪声对舰船的生存和武器装备性能有较大影响,对辐射噪声的有效测量成为检验舰船性能的重中之重。圆柱形基阵具有较好的实际形状,有利于在浅海条件下进行低噪声测量。本文建立了圆柱形基阵的数学模型,对其指向性特性进行了数值仿真,并将仿真结果与直线阵、平面阵进行对比,分析浅海条件下应用圆柱形基阵进行辐射噪声测量的优势。给出了圆柱形基阵常规波束形成和旁瓣控制波束形成的波束方向图,并着重讨论波束宽度、旁瓣级与阵元数和接收信号频率之间的关系。     

矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成

介绍了矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成的水下噪声源近场高分辨定位方法。该方法将MVDR高分辨方位估计方法应用于单矢量水听器与声压基阵构成的组合基阵中,利用矢量水听器的单边指向性,抑制噪声源定位中的左右模糊,并结合声压基阵MVDR算法高分辨定位优势,从而实现了水下噪声源近场高分辨定位,且可以有效抑制近场定位中的左右弦模糊,通过计算机仿真验证了算法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

圆基阵的副瓣抑制

圆形基阵由于其几何对称性,波束随不同方位无畸变等优点,特别适用于全景观察声纳雷达系统,国外有很多声纳基阵采用圆柱型基阵。但圆柱阵有它的缺点,一个无指向性水听器组成的均匀同相激励的圆基阵,其理论副瓣级达-8dB。在实际情况下,由     

基于Matlab的常见阵型阵增益性能仿真研究

阵增益是声纳方程的一项重要指标,其研究具有重要意义。阵增益是一种描述阵型对信号加强和对噪声抑制的量,工程上希望在既定条件下,阵增益越大越好。声纳基阵在进行波束形成时,其指向性图会发生畸变,因而增益也会发生相应变化,因而在不同束控方向增益也会有所差别。在论文中,将从指向性因数和信噪比增益两方面来研究不同参数情况下几种常见阵型的增益情况,并衡量这两种方法的内在联系和优缺点。     

典型阵列声纳束控演示软件开发研究

典型阵列声纳波束形成（束控）技术,即直线阵和平面阵指向性函数及其波束图的研究可为其它复杂基阵（圆柱阵、球阵）的束控技术研究提供借鉴和参考。文章通过最典型的均匀间隔阵列对束控技术进行研究,利用MATLAB编写制作了一个具有仿真演示界面的程序,用于演示不同坐标系下、不同参数时的波束图,并可在课堂教学演示中使用。     

基于矢量声压组合基阵的柱面分布噪声源近场高分辨定位方法

[目的]现有的水下噪声源近场定位方法通常假设测量面为平面,较难应用于柱面分布的水下噪声源目标测试中,同时常规近场聚焦波束形成应用于柱面分布水下噪声源定位时空间分辨率较低,基于声压基阵的水下噪声源近场定位方法则存在左右舷模糊的问题。为解决这一问题,[方法]通过建立测量面为柱面分布的噪声源近场测量模型,结合矢量水听器的单边指向性和MUSIC算法的高分辨率特性,提出基于矢量声压组合基阵的柱面分布噪声源近场高分辨定位方法,并进行计算机仿真验证。[结果]研究结果表明,该方法采用较小的基阵孔径即可实现柱面分布的水下噪声源近场精确定位,[结论]可应用于大型圆柱类复杂系统的噪声源定位识别。     

宽容性体积阵优化波束形成

为适应低频吊放声纳的发展,具有收扩功能的体积阵作为一种重要的水听器基阵结构形式得到了广泛的应用.体积阵的波束形成也受到越来越多的关注,一般利用自适应的方法对体积阵进行波束形成权系数设计.实际应用中由于基阵结构杂乱散射、反射的影响,阵列响应向量存在一定的误差.为保证系统的正常工作,权系数的宽容性格外重要.利用最差情况性能最优化的思想对权系数进行优化,通过实验验证了这种优化的有效性,大大提高了权系数的宽容性,改善了系统工作性能.     

便携式水下声信标探测定位设备技术设计与实现

针对声基阵水下搜寻定位系统需要使用大型船只及直升机等大型操作平台的缺点,介绍了一种简单、便携、高效的水下声信标探测定位设备的设计与实现方法.利用指向性水听器及混频方法,将需要探测和定位的水下声信标信号通过音频形式输出,充分利用指向性水听器较普通水听器空间增益高以及人耳对信号识别能力强的特点,提高了复杂海况条件下对弱信号的检测能力.阐述了设备的组成、工作原理以及设备主要单元的设计方法,给出了设备样机在海上试验的结果,并对其适用的场合进行了说明.     

水声定位方法研究进展

水声定位是实现水下定位的关键技术,也是近年来的研究热点。以声速修正和基阵布放为切入点,针对声速不确定、基阵布放设计不合理等问题综述提高水声定位精度的研究进展。针对基阵布放问题,重点对比基阵尺寸及基阵阵型阵元2种改进方案的研究现状。研究表明,为提高水声定位精度,进一步的研究应在以下3个方面展开:在声速修正方法研究中,遗传算法和粒子群优化算法相结合,可以在不提高计算量的情况下优化稀疏有效声速表,使定位精度得到进一步提高;基于组合基阵定位系统辅助的声速修正算法能够使定位误差更小;综合考虑阵元数目与所需定位精度的折中方案,能够本着降低布放成本的原则,通过优化不同阵元间距来提高超短基线的定位精度。     

具有变化样本容量和抽样间隔的X↑—控制图

本文从发挥质量管理人员主观能动性出发，讨论动态调整抽样间隔及抽样样本大小对加工过程工序质量监控的思想。介绍了一种同时变化抽样间隔及抽样样本容量的（ＶＳＳ－ＶＳＩ－Ｘ↑－图）控制图的参数设计和应用过程，并用Ｘ↑－控制图的相对灵敏度评价方法，对这种控制图与标准休哈特Ｘ↑－图、变化样本ＶＳＳ－Ｘ↑－图、变化抽样间隔ＶＳＩ－Ｘ↑－图作了比较，结果表明：对于较小的过程均值变动，ＶＳＳ－ＶＳＩ－Ｘ↑－图具有很     

猎雷艇声纳基阵俯仰角姿态伺服系统变结构控制

本文对猎雷艇声纳基阵俯仰角姿态伺服系统分别进行了频域法控制规律的设计和变结构控制律的设计，对两种设计由于基阵附加惯性力矩的变化而引起系统参数变化的工况进行了数字仿真，并给出了仿真结果。     

模糊控制在船舶智能控制中的应用研究

为解决船舶航行过程中的横向运动控制问题,本文提出一种基于闭环增益成形算法和T-S模糊算法的新方法。其中T-S模糊优化算法用来计算滚转和偏航的加权系数,并结合闭环增益成形算法,设计了鲁棒PID控制器对横摆和偏航进行控制,并将其组合成横向控制器。仿真结果表明,该控制器具有较强的鲁棒性和自适应能力,对船舶横向运动控制以及转向器的损失可以通过一个合理的加权系数来降低。本文提出的方法对船舶横向运动控制提供了一种新的理论,为实际工程中的应用提供了理论基础。     

一种基于线阵的舰船辐射噪声空间分布特性分析方法

传统的舰船辐射噪声空间分布特性是用单水听器法分析获得的.由于单水听器是无指向性的,无法满足舰船辐射噪声向低噪声发展的测试需求.本文采用恒定束宽波束形成技术,分析处理基阵获取的舰船辐射噪声数据,提高了输出信噪比,克服了经典宽带波束形成技术的数据失真问题,并得到舰船辐射噪声的空间分布特性.     

舷侧阵振动噪声高波数特性分析

舷侧阵是一种安装在水下航行器两舷的声呐基阵.舷侧阵充分利用载体尺度以增大基阵孔径,降低基阵的工作频率,提高基阵的探测性能.舷侧阵直接安装在水下航行器壳体上,振动噪声是其主要的噪声干扰,有效抑制振动噪声是提高舷侧阵探测能力的基础.本文通过实验研究,验证了舷侧阵振动噪声的能量主要集中在高波数区,其峰值位于壳体弯曲波数.在此基础上,建立了舷侧阵振动噪声波数频率谱模型,为舷侧阵振动噪声抑制方法研究提供了模型支持.     

基于遗传算法的设计波浪要素推算

利用遗传算法对P-Ⅲ型分布曲线进行参数估计,论证了包括均值、离差系数和偏态系数的三参数优化方法优于只求解离差系数和偏态系数的两参数优化方法。对于含历史特大值的不连续数据序列,建议采取加权适线的曲线拟合方法。基于遗传算法M atlab工具箱设计了用于P-Ⅲ型分布参数估计和设计波浪要素推算的程序。     

舰船GPS定位软件雷达跟踪信息多层融合方法研究

本文提出一种以自适应加权融合算法为核心的信息多层融合方法,以解决以往经典算法下舰船GPS定位软件雷达跟踪信息融合度低的问题。方法首先进行信息预处理,包括坐标变换与时间对准2个方面,然后对GPS和雷达的定位信息进行关联度判断,最后利用自适应加权融合算法对关联度较高的GPS和雷达定位信息进行合成。结果表明:本方法信息融合平均标准差小于D-S证据理论与人工神经网络下2种方法的平均标准差1.238和1.106,融合程度更高。     

任意结构形状传感器阵方向图的最佳化

本文介绍一种处理传感器阵方向图最佳化问题的新方法,即所谓凹槽噪声场法。这种方法将通过计算机仿真来实现。原理上说,这种方法可以用来计算任意结构传感器阵的最佳权系数矢量和最佳方向图,以满足主瓣方向和宽度的要求,并使旁瓣级为最小。因此这种方法有可能用来解决传感器阵设计、应用中的许多实际问题,例如少数传感器失效、阵的尺寸误差过大,单个传感器的方向图互不一致,以及阵的结构形状复杂等。文中提供了一些计算实例,以说明本方法的优点,包括有一个“随机阵”的方向性设计。