基于频域搜索的梳状谱信号检测方法

由于梳状谱信号多普勒容限较小,利用常规的匹配/相关检测方法进行检测时,需要较大数量的拷贝信号与计算量。针对这一问题,本文提出一种基于频域搜索的梳状谱信号检测算法。通过利用梳状谱信号频域多峰结构的特点,根据信号的先验信息计算出不同径向速度下回波信号的频点分布,对接收的信号在频域进行搜索累计的方法同时实现信号的检测与速度估计。仿真分析证明了本文算法的有效性。     

一种级联型自适应滤波器的混响抑制技术

在浅海环境中混响是造成主动声呐性能下降的主要原因之一。混响是由发射信号引起的,其频域上覆盖区域与发射信号基本重合,时域上与发射信号及目标回波强相关,这给混响和目标的分离造成了很大的困难。本文借鉴PD雷达中的动目标检测方法,提出一种适用于声呐动目标检测的滤波器设计算法。该算法利用运动目标回波和混响在时频域上的不同特性,设计了级联自适应滤波器实现混响抑制和目标增强。在此基础上进行匹配滤波等处理可以获得理想的效果。该算法可大幅提高信混比,有效改善运动目标的检测能力。     

一种级联型自适应滤波器的混响抑制技术

在浅海环境中混响是造成主动声呐性能下降的主要原因之一。混响是由发射信号引起的,其频域上覆盖区域与发射信号基本重合,时域上与发射信号及目标回波强相关,这给混响和目标的分离造成了很大的困难。本文借鉴PD雷达中的动目标检测方法,提出一种适用于声呐动目标检测的滤波器设计算法。该算法利用运动目标回波和混响在时频域上的不同特性,设计了级联自适应滤波器实现混响抑制和目标增强。在此基础上进行匹配滤波等处理可以获得理想的效果。该算法可大幅提高信混比,有效改善运动目标的检测能力。     

基于FRFT的频域自适应匹配滤波器检测方法

针对浅海混响背景下频域自适应匹配滤波器检测性能下降的问题,提出基于分数阶傅里叶变换（FRFT）的频域自适应匹配滤波器检测方法,该方法利用模板匹配技术,采用滑动窗对接收信号进行最优阶次分数阶傅里叶变换,然后将此过程中得到的FRFT域图与参考信号最优阶次傅里叶变换FRFT域图进行匹配,将离差平方和作为评价相似度的指标,即对离差平方和最小值的位置进行滤波,并对滤波后的信号进行最优阶次分数阶傅里叶逆变换,从而实现混响背景下的目标检测。仿真结果表明,在信混比为-15 dB的情况下,该算法可显著提高频域自适应匹配滤波器的检测性能。     

一种低复杂度的MIMO系统球形检测算法

球形译码检测算法是多输入多输出(MIMO)系统中一种高效的检测算法,但是其初始搜索半径影响着算法的复杂度。本文针对此问题,提出基于蚁群算法的球形译码检测算法。该算法首先利用蚁群算法分布式计算的寻优能力来检测确定初始半径,然后在新的半径下进行球形译码检测。仿真实验结果表明,改进SD检测算法的性能效果较好,与传统球形译码算法相比,该检测方法能有效减少在低信噪比时的运算复杂度,同时在高信噪比时可以逼近最大似然译码的检测性能。     

舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法

现有舰船管道检测路径自动规划算法存在搜索时间与路径长度较长的问题,因此提出一种新的舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。对舰船管道检测机器人最优移动路径规划的对应数学模型进行构建。利用舰船管道检测机器人检测运行空间对应概率,配置舰船管道检测机器人的运行环境。通过在线查询实现舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。实验结果表明,该路径自动规划算法的搜索时间与路径长度均低于现有算法,实现了性能突破。     

基于亚像素级角点检测的双目视觉距离测量

要提高双目测距的精度,需要高精度的视差,为此引入亚像素检测方法。首先,采用Bouguet立体校正算法将左右图像进行极线校正,以减少匹配计算代价,提高匹配效率;然后,利用Harris角点探测器在一矩形领域内寻找一个最强特征点作为待匹配点,再采用最大互相关法对左图像进行匹配搜索确定匹配点。最后,对已匹配好的点对进行亚像素级检测,即可得到亚像素级视差。实验结果表明,该方法能将角点检测精度提高到0.001像素,测距精度也相应提高,距离越远效果越明显。     

基于微分进化算子和混沌扰动的量子粒子群算法

在分析量子粒子群算法搜索特性的基础上,引入了微分进化算子以及混沌扰动,提出了基于微分进化算子和混沌扰动的量子粒子群算法:在粒子搜索的过程中,以一定的概率对粒子的每一维执行微分进化操作,以增加粒子的随机性,减少粒子因为多样性的缺失而陷入局部最优的概率;并根据混沌的随机性和遍历性在性能较差的部分粒子中加入混沌扰动,从而增加...     

基于自适应插值的符号定时恢复算法

在分析插值滤波器和均衡器的基础上,讨论了一种自适应插值的定时恢复算法,并进行了仿真.仿真结果表明,这一方法优于拉格朗日插值算法和LMS均衡算法.该算法在完成了对定时误差的插值运算的同时,也消除了衰落引起的码间干扰,性能良好.     

一种改进的分数阶Fourier变换目标检测算法

传统的信号检测和噪声分离方法只限于在时域或是频域进行,如果信号和背景噪声有很强的时频耦合,就难于在时频域得到好的检测结果。对此提出了分数阶Fourier变换检测算法做出改进,新的算法具有解除时频耦合和抑制噪声的特性,当选择合适的旋转角度使之与处理信号相匹配,就可以在分数阶Fourier域获得较好的检测结果。仿真实验中利用改进的分数阶Fourier变换算法对运动目标进行检测,结果表明新的分数阶Fourier算法的检测性能优于原分数阶Fourier变换。     

基于广义互相关法的水下被动测距时延估计技术

针对被动测距的性能严重依赖于时延的估计精度,提出设计一种基于广义互相关法的高精度的时延估计器,分析了时延估计器原理,得出了测距时延差ε的真值,仿真分析时采用时延差内插算法,对四点内插法时延估计精度进行了分析,满足了实际需求。     

Empirical model of the wake-induced lift force on a cylinder with low mass ratio

The vortex-induced vibrations (VIV) of two flexible circular cylinders in a tandem configuration were studied numerically for spacing ratios ranging from 6 to 18 and the reduced velocities ranging from 2.35 to 12.59. The VIV response amplitude, response frequency, fluid force, pressure distribution and vortex structure of the tandem cylinders with different spacing ratios under different reduced velocities were compared. The results indicate that there is a great difference between the lift forces on the downstream and upstream cylinders. The lift coefficient of the downstream cylinder undergoing the wake-induced vibrations (WIV) is larger than that of the upstream cylinder, and the dominant frequency curves of the lift coefficients of the upstream and downstream cylinders separate. It can be found that the length and intensity of the wake are quite different under different reduced velocities and spacing ratios, and the reattachment positions between the wake and the downstream cylinder are different, which leads to a great change in the flow around the downstream cylinder and have a great effect on the wake-induced lift force on the downstream cylinder. Considering these factors, an empirical model for the wake-induced lift force on a cylinder with low mass ratio was proposed and verified.     

基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法研究

针对无人水下航行器作业环境的特殊性以及任务需求,为提高光视觉的定位精度,提出了一种基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法。该方法根据摄像机成像的特点,利用测距声纳与摄像机的几何关系设计水下目标定位算法。本文针对规则的水下目标进行定位算法设计,然后通过对水池试验采集的图像中的目标进行定位验证以及误差分析,证明了该定位系统具有较高的定位精度,满足水下作业的需求。     

Fatigue damage from time domain simulation of combined in-line and cross-flow vortex-induced vibrations

A semi-empirical method for time domain simulation of vortex-induced vibrations (VIV) is used to calculate the in-line and cross-flow fatigue damage of a tensioned riser in uniform and sheared flow. Simulations are run for flow velocities ranging from 0.3 m/s to 2.4 m/s, and a detailed comparison with experimental observations is performed. Results are reported in terms of dominating frequency, mode of vibration and mean of r.m.s. of displacement, as well as fatigue damage distribution along the length of the structure and maximum fatigue damage rates for each case. Fatigue damage is calculated by rainflow counting of the strain time series together with an idealized S–N curve with slope m = 3. The results show that the model reproduces the measured fatigue damage with a satisfactory level of realism, using a consistent set of parameters. This indicates that the model is usable for calculation of riser VIV fatigue damage in various current conditions, assuming the Reynolds number is in the subcritical range.     

一种通用型基于经验模态分解的小波阈值滤波方法研究

首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其转换为时域信号。分别采用本方法和原时域上的小波阈值方法对不同频率的水声信号进行滤波,经计算分析可知,对频率小于800 Hz的水声信号,采用原方法可获得较好的滤波效果;当信号频率大于800 Hz时,采用本方法的滤波效果更好,因此应针对不同频率的水声信号,选择合适的滤波方法,以获得满意的滤波效果。     

微波暗室静区反射电平计算方法研究

微波暗室静区性能的仿真计算通常采用几何光学法,而这种方法对于高频场计算准确性较高,当微波暗室应用于较低频率时,再利用这种方法就会产生较大的误差。文章在探讨两种微波暗室静区性能分析方法的基础上,提出在微波暗室仿真计算时,对于高频段采用几何光学法,低频则采用时域有限差分法。两种分析方法相互补充,能够较好的满足微波暗室静区指标分析的需要。     

基于相关分析的控制系统频率特性建模研究

控制系统频率特性建模是分析系统特性的一个重要途径,在控制系统的仿真分析和控制器设计中具有重要作用。文章总结出了通常使用的测量系统频率特性的方法：系统传递函数法;单位脉冲信号测试法;扫频法;随机信号测试法。同时,文章提出了基于相关分析的扫频法建立系统频率特性模型的方法,并采用基于多项式拟合方式的系统参数辨识完成系统频率特性建模。     

海上风机支撑结构的时域和频域疲劳对比研究

对海上风机支撑结构进行动力响应分析,求出结构危险节点的载荷谱和功率谱密度函数,结合疲劳损伤模型和Dirlik概率模型,分别在时域和频域内对支撑结构进行疲劳寿命分析.由于时域法计算疲劳寿命需进行应力循环计数,这一过程需处理的数据庞大,耗时长.频域法省去应力循环计数,代之以概率密度函数,可相对准确、快速地计算结构的疲劳寿命.分析结果表明,采用Dirlik概率模型的频域分析法能较准确地反映海上风机支撑结构在随机载荷作用下的疲劳损伤情况,计算结果误差在可接受范围内.     

变厚度圆柱壳的最大基频设计

研究了变厚度圆柱壳自由振动的最大基频设计问题.即在任意轴对称边界条件下,寻求圆柱壳的最优厚度分布使自振基频极大化.利用半解析元方法分析轴对称变厚度圆柱壳的自由振动,将求解自振基频归为求解广义特征值方程,使变厚度圆柱壳的最大基频设计成为极大化最小特征值问题;在此基础上利用适当优化算法求解该优化模型获得变厚度圆柱壳最大基频.典型算例表明了文中方法的有效性和计算程序的快速收敛性.     

未知参数的舰船辐射噪声线谱Duffing振子检测方法

当被动声呐探测舰船目标时,舰船辐射噪声中的线谱成分是舰船分类识别及航行状态监测的特征参量,通常情况下线谱的频率及数量是未知的。针对现有未知频率的Duffing振子检测方法存在系统结构复杂,判别时间长,需要人为参与等问题,本文构造了变参数单一Duffing振子检测模型,并提出了变频频率切片小波变换的Duffing振子检测方法。该方法通过设置合理的频率灵敏度参数自动地调整系统内置策动力频率值,利用频率切片小波变换提升系统抗噪性能,结合Poincare映射特征函数的系统相态定量判决方法,变频搜索待测信号中的线谱分量。在实测数据的分析处理中,对不同观测时间内的数据进行检测,实现了线谱成分的检测跟踪与频率估计,并根据时间轨迹上的频率识别信息确定存在的稳定线谱成分。数据处理结果表明,该方法能够实现低信噪比下参数未知线谱的检测与频率估计。