非高斯噪声背景下船舶轴频电场信号的提取

为了保证测量效果,采用窄带滤波对船舶轴频电场信号进行预处理,在此基础上,建立基于BP神经网络自适应噪声抵消系统对船舶轴频电场信号进行提取.     

基于高阶累量的船舶轴频电场信号自适应增强

轴频电场是海水中运动船舶的一种微弱特征信号,极易被噪声掩盖,具有良好的线谱性。海洋环境电场作为背景噪声,具有良好的高斯性,为了在复杂海况下提取微弱轴频电场信号,提出一种基于高阶累量的船舶轴频电场信号自适应增强方法,运用观测信号的四阶累量一维非对角切片构造有限冲激响应滤波器,使用该滤波器从海洋环境电场中提取船舶轴频电场信号。分别使用实测数据和仿真数据对本文所提方法进行检验,检验结果表明,该方法能够在较低的信噪比条件下有效增强船舶轴频电场信号,性能优于现有的基于2阶统计量的信号增强方法。     

典型浅海海域海洋环境电场空间相关性分析

海洋环境电场是船舶电场检测的背景场和干扰场。研究和分析海洋环境电场频域、空间相关等特性,可为海洋中船舶电场信号特征有效提取提供支撑。本文对中国北黄海某海域海洋环境电场观测数据进行分析,通过关联场源因素的分频段滤波得到4个典型频段的电场数据。对各频段的时域、频域、极化特性进行分析,对同一频段不同测量体的数据相关性进行研究,分析结果表明:0.1～1 Hz,5～10 Hz频段的环境电场相关性较好,DC–0.1 Hz,1～5 Hz频段环境电场相关性相对较差。空间不同位置电场存在一定的相位偏移,通过相位补偿可提高环境电场信号的一致性,可为环境电场抑制提供依据。     

基于小波变换的浅海船舶电场信号提取

船舶电场只能消减,不能消除。在浅海中测量得到某型货轮电场信号,并利用小波分析的方法对所测信号进行了降噪处理。结果证明,小波变换在处理白噪声方面有其特有的优势。     

基于数学形态学的船舶配电网扰动信号分形检测系统

针对当前船舶配电网扰动信号检测系统存在的检测精度低、检测时间长等不足,提出了基于数学形态学的船舶配电网扰动信号分形检测系统。首先对当前船舶配电网扰动信号检测系统的工作原理进行分析,指出引起目前系统不足的原因,然后采用数学形态学对船舶配电网扰动信号进行滤波处理,对船舶配电网扰动信号中的噪声进行去除和抑制,最后采用分形理论对船舶配电网扰动信号进行检测和定位,并实现了船舶配电网扰动信号检测的仿真验证性测试。测试结果表明,本文检测系统可以对船舶配电网扰动信号进行高精度定位,具有很强的自适应能力,缩短了船舶配电网扰动信号检测时间,是一种速度快、精度高的船舶配电网扰动信号检测系统。     

单片机在设备信号采集与分析处理系统中的应用

为了提高船舶设备的使用质量,延长船舶设备使用寿命,有必要对船舶设备的信号采集、分析和处理过程进行系统研究。船舶设备信号包括电路信号、模拟量信号、声音信号和振动信号等,本文研究的对象是船舶设备的振动信号和噪声信号采集和分析,主要是因为这2种信号与船舶设备的运行状态息息相关,可以快速反映船舶设备的运行工况。本文介绍了基于单片机的船舶设备信号采集系统的基本框架,设计了船舶设备信号采集与处理系统的硬件电路和软件流程,对改善船舶设备的信号采集与分析能力,提高船舶设备故障诊断与监控水平有一定的作用。     

船舶通信定位信号短时中断插值预测模型构建

为了提高船舶通信定位信号的短时中断插值预测精度,提出一种非线性的船舶通信定位信号短时中断插值预测模型。首先对当前船舶通信定位信号的短时中断插值预测方法缺陷进行描述,指出船舶通信定位信号短时中断具有随机性,然后采集船舶通信定位信号短时中断历史数据,将其看作是一种时间序列数据,并通过粒子群算法优化支持向量机对其进行建模,建立船舶通信定位信号短时中断插值预测模型,最后的船舶通信定位信号短时中断插值预测结果表明,本文模型的船舶通信定位信号短时中断插值预测精度高,预测误差小于线性的船舶通信定位信号短时中断插值预测模型,可以更好地适应船舶通信定位信号短时中断变化,具有一定的理论和实际应用价值。     

船舶腐蚀电场数学建模分析

根据船舶腐蚀相关静电场的产生机理及稳流电场理论,建立以控制方程为拉普拉斯方程,以极化曲线作为边界条件的船舶电位数学模型。在此基础上,将船舶腐蚀电解偶的钢铁和铜制螺旋桨两极简化为平板模型,利用有限元法,建立了仿真分析模型,并进行了仿真计算,获得了简化模型的电场和电流密度分布。     

船舶姿态测量信号采集系统

针对传统的船舶姿态测量信号采集系统存在的采集精度低、信号响应时间长等缺点,提出船舶姿态测量信号采集系统设计。首先,通过信号感应模块、信号转换模块和信号汇总模块,对信号采集系统的总体框架进行设计;然后,根据总体框架,通过加速度传感器、倾斜角传感器、变压器、电压/电流转换器和RDC芯片等完成系统的硬件设计,通过对倾斜角的正弦信号和余弦信号转换,对加速度进行电压/电流信号转换,实现船舶姿态测量信号采集系统的软件设计,至此完成船舶姿态测量信号采集系统设计。实验结果表明,与传统的船舶姿态测量信号采集系统相比,提出的船舶姿态测量信号采集系统的采集精度更高,其采集误差可减少2.4°,对信号的响应时间可减少350 ms左右。     

大型船舶动力装置故障的诊断研究

大型船舶动力装置工作负荷较大,故障诱因较多,为了有效准确排除大型船舶动力装置,提高工况稳定性,提出一种基于喘振谱特征提取的大型船舶动力装置故障检测诊断方法。采用多传感器进行大型船舶动力装置的物理信息采集,提取动力装置的振动信号和喘振信号,对提取的信号进行时频变换和离散谱特征分析,采用自相关匹配滤波器进行船舶动力装置振动传感信号的滤波处理,对滤波输出信号进行喘振谱提取,对提取的谱特征量输入到神经网络分类器中进行故障判别。仿真及结果表明,采用该方法进行大型船舶动力装置故障诊断的准确性较高。     

基于MSP430单片机的轴频电场测量系统研究

为较好地完成水中目标电场信号的测量,设计一套基于MSP430F169单片机的轴频电场测量系统,能解决测量中低功耗、低噪声等关键技术。系统具有便于携带、精度符合实际要求、性能可靠等特点。     

舰船电场信号测量系统的硬件设计

海水中,舰船辐射电场信号量值较小、频率极低,很容易受到噪声的干扰。针对舰船电场信号的特点,综合测量电极、放大电路、AD转换等考虑,设计了一套基于MSP430系列单片机的舰船电场信号的测量系统。结果表明,该系统在实测中方便地测量了舰船电场信号,具有一定的军事运用价值。     

混合动力电动船舶模糊逻辑控制策略

混合动力电动船舶对于纯电动船舶具有较好的续航能力,适用于航线较长且具有随机性的船舶工况,同时对于工程作业船舶工况其可以降低柴油发电机为动力的工程作业船舶柴油机功率,减少燃油消耗与排放。本文分析了上述两种不同船舶工况特点,并针对该工况采用串联式混合动力结构作为船舶动力系统结构并根据工况需求设计了相应的模糊逻辑控制策略。运用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,所设计串联式混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够在上述两种船舶工况下实现控制要求。     

船用甲板起重机噪声分析及控制措施

文章以船舶噪声要求日趋严格为背景,通过梳理船用甲板起重机噪声规范和标准要求,指出未来船用甲板起重机将受到规范或标准限制。在此基础上,以电动液压船用甲板起重机为目标,分析其机械和液压噪声来源。最后结合相关噪声控制原则和实施途径,提出了船用甲板起重机噪声控制措施。     

基于最大熵谱估计的舰船静电场实时检测方法

舰船静电场是海水中舰船产生的物理场之一,是很难被隐身的目标特征信号.以往对静电场的检测方法都是基于信号的时域特征,低信噪比情况下,检测效果差.通过对舰船静电场的频域特征分析发现,其能量主要集中在低频段,利用这个特点,提出了一种基于最大熵谱估计(MESE)的舰船静电场实时检测的方法.首先对舰船静电场信号进行最大熵谱估计,然后提取低频段功率谱值作为特征量,通过设定的浮动阈值进行分段功率谱滑动检测,用实船数据对该方法进行了验证,取得了较好的效果.     

舰艇声隐身技术研究用消声风洞设计

目前在舰艇声隐身技术领域中,螺旋桨噪声和流噪声机理研究所需要的实验手段存在明显不足,为弥补这一不足,利用空气中消声比水中容易的优势,借鉴气动声学的研究方法和实验手段,从原理分析、数值仿真和实验验证等方面,探讨了舰艇声隐身技术研究用消声风洞的一些重要设计问题,包括风洞气流通道的布局形式以抑制驱动系统的传递噪声、实验测试段的非对称布置以获得远场声学测点、低频噪声控制的实现等。舰艇声隐身技术研究用消声风洞的设计方案得到了实验结果的验证,消声风洞成为舰艇螺旋桨噪声和流噪声机理研究的一种新的实验设施。     

舰船磁场动态测量中的小波消噪技术研究

动态测量是舰船磁场测量中的重要方式,针对舰船磁场动态测量中的噪声特点,采用小波变换技术进行了消噪处理。仿真结果表明,小波变换技术可以较好的消除各个频段的磁场噪声,较好的恢复原始舰船磁场信号,在实际舰船磁场动态测量中有重要的应用价值。     

Underwater acoustic field and pressure fluctuation on ship hull due to unsteady propeller sheet cavitation

The main objective of this paper is to develop an efficient numerical method which can predict the underwater acoustic field and pressure fluctuation on a ship hull due to unsteady propeller sheet cavitation by linear acoustic theory. In addition, the noise scattered from the ship hull and reflected from the free surface are included. Concerning the computation of the acoustic field induced by unsteady sheet cavitation and forces of a marine propeller, a method is derived without making any approximation about the distance function between the noise source and field point. Thus, this method can be used to predict acoustic pressure at both far and near fields, and this is very important for the scattering problem because the ship hull is located very close to the propeller. For the computation of the scattering problem, a more efficient and robust method is derived in time domain, which can treat multi-frequency waves scattered from underwater obstacles. The acoustic fields of a container ship radiated by the propeller and scattered from the ship hull with free surface is investigated in this paper. The pressure fluctuations of low blade rate on the ship hull induced by the propeller are also computed by the present method and are found to be similar to the results obtained by a panel method satisfying the Laplace equation for the points near the propeller due to the small retarding time. However, for the points on the ship hull away from the propeller, the differences of the results between two methods will increase.     

长江电力推进游轮减振设计研究

针对长江首艘电力推进船舶船型、总体布局及舵桨装置等相对常规船型的巨大变化,有必要在本艘游轮设计研发时,结合电推船舶的特点,对船舶进行减振降噪的分析,包括全船模态分析、动力设备的振动隔离方案以及局部结构的振动计算,以期最大限度的降低船舶噪声和振动,提高旅客和船员舒适程度。