大型船舶发动机辐射噪声抑制方法研究

在船舶中,发动机主要作用是为船舶航行提供动力。船舶上使用的发动机基本上都是大型发动机,它们的结构比较复杂,在运行时,受到激励和振动的作用,会出现辐射噪声。鉴于此,应当对引起船舶大型发动机辐射噪声的原因进行分析,并采取有效的方法,对噪声进行抑制,从而使发动机运转时的噪声达到可以接受的范围。从评价发动机辐射噪声入手,提出大型发动机辐射噪声抑制方法。结果表明,对发动机进行优化设计后,能够使辐射噪声得到有效抑制。     

三电平逆变器驱动电机系统EMC模型建立及传导干扰研究

建立了三电平逆变器驱动电机系统的EMC高频时域模型，包括电机模型、高频导线模型等。通过仿真对该系统的传导干扰进行了分析，仿真结果显示，采用三电平逆变器能够大大降低系统的共模传导干扰。     

无刷直流电机驱动系统传导电磁干扰分析及EMI滤波器的设计研究

无刷直流电机以运行效率高、调速性能好等优点在工业领域有很好的应用前景,然而伴随功率电路的高频化和集成化,电机驱动系统的传导电磁干扰也越发明显.本文利用电路等效法,分析了电机驱动系统差、共模干扰噪声传播路径,分别得到了其等效电路及参数.在此基础上,根据无刷电机调速控制原理,分析了负载变化对传导干扰噪声产生的影响.EMI滤波器作为抑制传导电磁干扰的主要手段,本文阐述了其研究现状和发展趋势,提出了差、共模滤波器解耦设计方法,对EMI滤波器设计具有较好的参考价值.     

基于复数无迹卡尔曼滤波的电力系统频率和谐波估计

针对噪声干扰条件下传统的扩展卡尔曼滤波方法在电力系统频率和谐波估计精度问题,本文提出了基于复数无迹卡尔曼滤波的频率和谐波估计方法.利用欧拉公式,对电力系统信号进行适当变换,获得电力系统信号复数状态空间模型,实现了系统信号频率和谐波估计.为了验证噪声干扰条件下本文方法参数估计有效性,通过在系统信号中增加不同信噪比噪声干扰,分别利用本文方法和通用扩展卡尔曼滤波方法对参数进行估计.结果表明,在噪声干扰条件下,本文方法的估计精度优于通用扩展卡尔曼滤波方法,这表明本文方法更适于强噪声干扰条件下的系统信号频率和谐波估计.     

复杂工况下船舶辐射噪声仿真

船舶辐射噪声是被动声呐工作的依据。船舶辐射噪声仿真解决了辐射噪声实际数据密级程度高、样本量小的问题。本文在已有辐射噪声原理和模型研究成果的基础上,深入研究辐射噪声连续谱和线谱谱级以及频率随着船舶航速、深度和方位角的变化,重新建立了三大噪声源连续谱的数学模型。针对匀减速、下潜、转向以及悬停后加速等几种复杂工况下的辐射噪声进行了仿真,对结果的理论分析表明,仿真船舶辐射噪声信号的时域和频域波形符合预先设定,符合变化规律。     

非线性信号检测在舰船目标识别中的应用

在对非线性舰船辐射噪声产生机理和其噪声谱组成分析的基础上,研究利用高阶谱分析方法检测舰船辐射噪声。首先分析舰船辐射噪声的噪声谱中的组成成分和特性,对不同噪声源与舰船噪声谱成分间关系特点进行研究,并建立舰船辐射噪声的仿真模型。然后,研究高阶谱理论及其在提取非线性信号特征时的应用;最后,通过对仿真生成的2种舰船辐射噪声应用本文算法实现检测与分类,结果证明该方法可行。     

环网-辐射形船舶混合配电网络的Levy风驱动故障定位

为了使船舶混合配电网络在发生故障时能更为准确、迅速地定位故障状态及元件,在分析配电网结构特点的基础上,提出一种基于改进风驱动算法的故障定位方法.采用Levy飞行策略改进传统风驱动算法的更新过程兼顾了收敛性,提升了算法的全局寻优能力;同时,引入权重系数以抑制Levy飞行路径过长而引发越过最优解范围的缺陷.通过构建环网-辐射形船舶电网模型,在考虑继电器、断路器拒动/误动条件下,模拟配电网络发生的多点故障.利用基于Levy飞行策略的改进风驱动算法对故障模型进行优化求解,仿真结果说明:Levy风驱动算法具有更高的收敛精度和更快的收敛速度,能有效地定位故障元件.     

一种识别声源噪声辐射区域的方法

针对大型结构体的声辐射问题,提出了一种利用声辐射模态识别声源表面的噪声辐射区域的方法。分析了各阶声辐射模态对声源的辐射声功率的贡献量,找出了对远场辐射声功率贡献最大的几个主要的声辐射模态,然后利用这几个主要的声辐射模态重建声源表面法向振速,通过声源表面法向振速的重建结果实现了声源表面噪声辐射区域的识别。通过对平板声源在几种不同频率下的噪声辐射区域的仿真分析验证了文中方法的正确性。该文方法对于确定特定频率下声源表面的噪声辐射区域,从而进一步进行辐射噪声控制具有积极的意义。     

DC电缆模型对电磁干扰仿真的影响

本文提出了DC电缆传输线模型,利用Matlab／simulink对模型进行仿真,仿真表明DC电缆传输线参数对电磁干扰的仿真结果有影响：不加电缆模型时LISN的输出电压和传导干扰要比如电缆模型时大得多。这对于传导干扰研究中寄生参数的处理有一定的指导意义。     

LC低相位噪声压控振荡器设计与仿真

压控振荡器（VCO）是频率合成器的重要组成部分。介绍在射频集成电路中广泛应用的LC压控振荡器设计方法，并对VCO的主要性能指标相位噪声的产生机理进行了分析，在此基础上给出了降低相位噪声的措施。最后，对输出频率1．1GHz—1．3GHz的低相位噪声VCO进行设计和仿真。     

基于少量测点的水下辐射噪声评估模型

文章针对复杂结构的水下辐射噪声实时评估问题,提出了一套基于工况传递路径法的线谱条件下理论模型,在确保辐射噪声评估准确性的同时,减少了传感器的使用数量。模型与工况分类相结合,提高了辐射噪声的评估精度。之后对该模型进行了数值仿真和湖上试验验证,结果表明,提出的模型简单有效。频段辐射噪声评估误差小于2 dB,多数线谱峰值频率处误差小于2.5 dB。该研究对船舶噪声评估具有参考意义。     

一种软开关斩波器低频段传导干扰建模仿真

本文基于实验测量的器件参数及系统寄生参数,建立了挂接在直流电网的一个软关断斩波器的Simulink传导干扰分析模型,通过时域Simulink仿真得到系统的LISN输出电压波形及低频段(0~150 k Hz)传导干扰计算结果,与实测结果比较吻合。研究发现总传导干扰呈现为在开关频率整数倍处出现较大值的规律,总体趋势是传导干扰自30 k Hz起随频率增加而增加。而差模干扰随频率增大而减小,共模干扰随频率增大而增大。故可认为该系统的主要传导干扰是共模干扰。     

发动机水下排气噪声预报研究

由于涉及到两相流,所以发动机水下排气噪声的产生机理和辐射特性非常复杂。文章基于Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型和Ffowcs Williams-Hawking声学模型对发动机水下排气噪声进行了数值预报研究,并试验测量了相应工况下发动机水下排气噪声,对数值研究的结果进行了验证。结果表明,文中所提出的发动机水下排气噪声数值预报方法在工程上是可行的。     

有限水深下舱段模型水下声辐射圆柱形阵列测量研究

在水面舰艇的研发阶段,随着对其声隐身性能指标的提高,一般采用数值仿真或者舱段模型试验来考核并优化其声学设计。对于舰艇水下声辐射预报方法,也会利用舱段模型试验来验证。考虑试验成本、操作便利性和背景噪声等因素,一般将舱段模型放置在露天水池进行水下辐射噪声测量,因此开展舱段模型在有限水深露天水池的水下声辐射测量研究非常有必要。为了分析有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性,本文对在2种水域模型的封闭半圆筒结构水下声辐射进行数值仿真,并对小水线面双体船缩比模型进行了露天水池试验和噪声估算。分析计算和实测结果,验证了有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性。该研究成果对于露天水池中舱段模型水下辐射噪声测量试验具有指导意义。     

基于少量测点的水下辐射噪声评估模型（英文）

文章针对复杂结构的水下辐射噪声实时评估问题,提出了一套基于工况传递路径法的线谱条件下理论模型,在确保辐射噪声评估准确性的同时,减少了传感器的使用数量。模型与工况分类相结合,提高了辐射噪声的评估精度。之后对该模型进行了数值仿真和湖上试验验证,结果表明,提出的模型简单有效。频段辐射噪声评估误差小于2 dB,多数线谱峰值频率处误差小于2.5 dB。该研究对船舶噪声评估具有参考意义。     

船舶PWM三相变频驱动系统传导干扰预测分析

随着现代船舶技术的不断提高,新型的PWM变频驱动系统的应用越来越重要。但电子器件间的电磁干扰严重影响可靠性,本文以对传导系统的干扰因素进行分析,针对干扰因素特性建立相应的电路模型,采用高频优化方法对干扰源进行优化,并通过仿真实验,对干扰进行预测分析。     

有限水深下舱段模型水下声辐射圆柱形阵列测量研究

在水面舰艇的研发阶段,随着对其声隐身性能指标的提高,一般采用数值仿真或者舱段模型试验来考核并优化其声学设计。对于舰艇水下声辐射预报方法,也会利用舱段模型试验来验证。考虑试验成本、操作便利性和背景噪声等因素,一般将舱段模型放置在露天水池进行水下辐射噪声测量,因此开展舱段模型在有限水深露天水池的水下声辐射测量研究非常有必要。为了分析有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性,本文对在2种水域模型的封闭半圆筒结构水下声辐射进行数值仿真,并对小水线面双体船缩比模型进行了露天水池试验和噪声估算。分析计算和实测结果,验证了有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性。该研究成果对于露天水池中舱段模型水下辐射噪声测量试验具有指导意义。     

时域有限差分法在天线辐射可视化中的应用研究

针对常见的舰载单极套筒天线,利用时域有限差分法（FDTD）对仿真空间进行了Yee网格划分,并建立了该天线的数理模型。在工作频率为30MHz时,对天线进行了可视化仿真,通过对天线表面电流的幅度与相位进行分析,验证了模型的正确性以及计算的精确性;同时,利用天线辐射相位分布图直观地分析了天线的辐射过程。仿真结果表明,针对舰载单极套筒天线的FDTD建模方法对舰载天线的辐射分析与工程设计具有一定的指导意义。     

1(1/2)维谱在舰船辐射噪声线谱提取中的应用

舰船辐射噪声的线谱成分包含有大量的舰船特征信息,是被动声呐识别目标和估计目标速度的依据。本文对1(1/2)维谱的抑制高斯噪声、增强信号基频分量和剔除非耦合相位的谐波分量等特性进行仿真,通过对2种船型的舰船辐射噪声实测数据进行处理,得出结论,1(1/2)维谱对线谱基频具有增强作用,并且能够有效地抑制高斯背景噪声,相比于传统的功率谱方法,1(1/2)维谱更有利于舰船辐射噪声线谱的提取。     

双差波束约束下舰艇短波自适应通信抗干扰分析

由于利用原有方法进行舰艇短波自适应通信抗干扰时,受到信号正交空间噪声的影响而无法对短波发射通道误差进行校准,在天线频率为220 MHz,430 MHz时,存在辐射面积较低的问题,因此提出一种双差波束约束下舰艇短波自适应通信抗干扰方法。首先对舰艇短波自适应通信中的短波发射通道幅相误差进行校准,并通过双差波束算法处理舰艇短波自适应通信发射超分辨,最后通过短波天线自适应通信抗干扰阵列,实现舰艇短波自适应通信抗干扰,该阵列由自适应通信处理器、形成方向图网络以及阵列天线构成。为了证明设计方法在2种频率下的辐射面积较大,将原有方法作为对比实验方法进行对比实验,实验结果证明该方法在2种频率下的辐射面积都更大,实现了性能突破。