基于FPGA的多目标方位模拟方法

论文介绍了一种采用FPGA技术实现的目标方位模拟方法,可同时模拟六个主动目标在海洋环境中的运动,软件可设定目标的个数、初始位置、声源强度以及背景噪声等参数.利用FPGA高速并行处理能力,借助Altera提供的系统级设计工具DSP Builder,通过插值算法来实现目标方位的设定,实时产生声呐目标回波信号.测试结果表明:该系统方位模拟误差小于0.5°,运行稳定,实时性强.     

基于分数阶傅里叶变换的声呐探测信号鉴别

针对水下声发射源较多,为能准确鉴别敌我声呐发射源问题.利用数字水印技术,结合分数阶傅里叶变换(FRFT)的良好时频特性,提出了基于分数阶傅里叶变换的声呐水印方法,通过在声呐信号的分数阶傅里叶变换域进行数字水印的嵌入,结合声呐信号在分数阶傅里叶变换的系数特性,选择合适的水印位置.利用嵌入前与嵌入后信号的特性自适应设定水印检测阈值,实现对声呐信号的鉴别.通过仿真分析验证了该方法的可行性,在仿真结果中示出该方法在保证具有较高的分辨力,以及较大的水印容量的同时,水印的鲁棒性较好,检测精度得到了进一步的提高.     

基于TMS320VC5509A的声呐阵流噪声数据采集系统

针对拖曳声呐阵的特点,为了能测试到对其性能影响最大的流噪声,采用DSP芯片TMS320VC5509A设计了一种高精度数据采集系统,克服了因采用"主处理器+SD卡控制器+USB控制器"方式,分别处理和传输数据造成的系统复杂、传输延时、稳定性差等缺点,且使用了CPLD芯片,解决了采集在水下声呐阵中不易控制的问题,这样使得整个系统占用资源少,易于日后扩展.该系统主要功能是采集由多路水听器检测到的线列阵流噪声信号,并将其存储于SD卡中,而后通过USB与上位机通信实现数据的离线分析.     

基于分数阶傅里叶变换的声呐探测信号鉴别

针对水下声发射源较多,为能准确鉴别敌我声呐发射源问题。利用数字水印技术,结合分数阶傅里叶变换(FRFT)的良好时频特性,提出了基于分数阶傅里叶变换的声呐水印方法,通过在声呐信号的分数阶傅里叶变换域进行数字水印的嵌入,结合声呐信号在分数阶傅里叶变换的系数特性,选择合适的水印位置。利用嵌入前与嵌入后信号的特性自适应设定水印检测阈值,实现对声呐信号的鉴别。通过仿真分析验证了该方法的可行性,在仿真结果中示出该方法在保证具有较高的分辨力,以及较大的水印容量的同时,水印的鲁棒性较好,检测精度得到了进一步的提高。     

小波分析在惯性—多普勒声呐组合导航系统中的应用研究

在惯性-多普勒声呐组合导航系统中,多普勒声呐为惯性导航系统提供舰船的外部速度信息.组合导航系统的速度误差主要取决于多普勒声呐测速误差,多普勒声呐的性能将决定惯性导航系统的精度.由于舰船的摇摆、风浪、海水温度、多普勒声呐本身的缺陷等因素,使多普勒信号中不可避免地受到其噪声的影响.针对多普勒声呐信号的特点,采用小波变换对声呐信号进行多分辨力分析.利用Daubechies小波函数,采用阈值去噪的方法,能够在低信噪比的情况下准确地估计多普勒声呐的频移,从含有噪声的多普勒信号提取出原始信号.通过仿真实验表明,将小波分析应用于惯性-多普勒声呐速度组合导航系统中,能有效提高导航系统的速度精度.     

基于Page Test的主动声呐检测接触提取

引入一种序贯检测算法—Page Test算法,应用到主动声呐目标自动检测中,获得目标信号的起始时间和结束时间,再利用分裂波束法获得相位差信息,将二者结合,得到方位、距离精度较高的检测输出。仿真和实验数据处理表明,该算法可以提供方位、距离精度较高的接触点,具有较好的应用效果。对于获得的检测接触可用于多Ping显示及声呐目标自动跟踪。     

基于国产芯片的水声信号滤波器设计

为改变目前国内水声信号滤波器大多采用进口专用芯片的现状,设计一种基于国产芯片的水声信号滤波器替代方案.对通用带通滤波器传递函数的演变进行介绍,结合其实际应用情况,通过查表和理论计算,设计一种基于国产芯片的水声信号滤波器,并对其中心频率、带宽和矩形系数等指标进行实测,验证该设计的可行性.结果表明,该水声信号滤波器基本上能达到水声信号接收机的设计要求.     

自适应抵消技术船舶综合声呐系统

船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,影响声呐系统的信号精度。本文研究的主要内容是船舶声呐系统的噪声控制,采用自适应抵消技术和自适应滤波器技术,设计新型的船舶综合声呐系统,并对该系统的工作原理和工作流程进行了详细介绍。     

编队水声探测时抗同频干扰的时间分集方法研究

同频干扰是编队水声探测时主动声呐的主要干扰之一.针对同频干扰中的假目标干扰现象及特点,在时间分集法研究的基础上,提出了一种控制发射周期的假目标干扰消除方法.该方法首先对编队内各个声呐平台的发射周期进行设计,然后通过多个周期内目标的运动变化规律来区分真实的目标回波和假目标干扰,最后根据目标运动的特点设定距离变化的阈值,并消除假目标干扰.仿真实验结果表明,该方法能有效消除编队水声探测时产生的假目标干扰.     

基于通用信号处理平台的声呐目标模拟器设计

文章针对新型声呐调试维修中需特定参数的传感器信号的实际情况,提出设计基于通用信号处理平台的声呐目标模拟器设计思路,针对新型数字声呐设计可联机工作的数字仿真系统,用于模拟实际声呐传感器阵列信号特性,完成对声呐系统的调试与维修工作,从而提高新型声呐设备的保障能力。     

双谱时延估计在被动测距中的应用

时延估计是被动测距声纳实现目标精确定位的关键。本文在介绍互相关法时延估计的基础上,重点研究了双谱时延估计方法在被动测距中的应用。理论分析和仿真实验结果表明,相比互相关法时延估计,双谱法时延估计具有时延估计精度高、误差小、对高斯噪声的抑制能力强等优点。     

浅海宽带声源深度判决方法

被动声呐系统具备区分水面和水下目标的能力是十分重要的。针对此问题,文章提出了一种在浅海环境下利用单水听器区分水面和水下目标进行分类的方法。声源深度判决问题可以看作二元分类问题,在理想浅海波导的相干多途信道模型下,推导了海底和海面反射声与直达声时延差比值的关系式,并基于该比值构建了与声源距离无关的深度判决统计量,利用该统计量与预设门限进行对比,可以对水面和水下声源进行区分。在宽带噪声源的假设下,接收信号的功率谱中含有与多途时延量有关的周期分量,对功率谱进行稀疏性约束,可利用正交匹配追踪算法对海底和海面反射声时延进行估计。计算机仿真给出了时延估计性能,分析了时延估计误差对算法的影响性能,同时利用蒙特卡罗试验方法验证了所提声源深度判决方法的有效性。     

基于模型预测控制算法的网络控制系统研究

随着互联网技术的发展,以太网逐渐被引入到工业控制领域.由于网络的控制系统结构日益普及,网络带来的控制系统时滞问题对控制性能的影响不容忽视,因此,由于网络的介入带来的时滞问题必需研究.本文针对网络控制系统时滞问题,阐明一种基于模型预测控制算法的网络时滞补偿方法.     

Chirp探测技术及其在短波通信中的应用

在阐明短波Chirp探测技术的基础上，对Chirp探测信号的参数提取和处理技术及方法进行了研究。提出了如何从Chirp探测信号分析中提取多径时延散布、信号能量等参数的具体算法。探讨了Chirp探测组网的应用方案，最后讨论了Chirp探测技术在第三代高频通信系统中的应用。     

时延网络控制系统的保性能控制研究

针对网络控制系统中存在的不确定时延,在传感器采用时间驱动,执行器与控制器采用事件驱动、时延小于一个采样周期的条件下,将网络控制系统建模为一类具有不确定性的线性离散系统并且其标称模型可控。围绕该标称模型,利用Lyapunov方法,基于相应的LMI可行解,给出网络控制系统保性能控制律的设计方法。通过仿真证明了该方法的有效性。     

网络遥操作机器人系统神经网络预测控制仿真研究

为了改善网络随机时延影响网络遥操作机器人系统稳定运行的问题,采用RBF神经网络对网络实测时延进行预测,取得较好的预测效果。结合Smith预估控制,提出了一种基于网络实测时延的遥操作机器人系统神经网络预测控制新方法,仿真实验结果表明了该方案的有效性和鲁棒性。     

退化系统检查间隔优化和全寿命检修费用的概率分布

很多工程问题需要估计全寿命费用,在全寿命费用的构成要素中,检修费用是最难估计的部分.文章考虑具有已知使用寿命的退化系统的检修费用估计.为探寻系统是否处于缺陷状态,系统经历周期检查.问题是优化检查周期,并确定全寿命检修费用的概率分布.我们使用仿真方法解这个问题,并显示其全寿命检修费用的平均估计可能没有代表性.     

时延网络控制系统的保性能控制研究

针对网络控制系统中存在的不确定时延，在传感器采用时间驱动，执行器与控制器采用事件驱动、时延小于一个采样周期的条件下，将网络控制系统建模为一类具有不确定性的线性离散系统并且其标称模型可控。围绕该标称模型，利用Lyapunov方法，基于相应的LMI可行解，给出网络控制系统保性能控制律的设计方法。通过仿真证明了该方法的有效性。     

基于数据丢包的网络控制系统的模型及稳定研究

随着互联网技术的发展,以太网逐渐被引入到工业控制领域.对于一个网络控制系统,网络带来的系统时滞和丢包是不可避免的,因此,在对网络控制系统的建模中,必需重点考虑时延和丢包的影响.研究网络控制系统的丢包模型,针对该模型用传统的PID算法对系统进行仿真实验,并分别阐述了在网络丢包情况下,控制系统的稳定性问题.     

高静低动隔振系统的双时延反馈混沌化

针对舰船辐射噪声中线谱特征突出且难以消除的难题,通过双时延反馈控制的高静低动隔振系统来同时降低线谱特征和强度。首先,建立高静低动隔振系统及其双时延反馈控制的动力学模型;然后,分析双时延反馈控制的高静低动隔振系统的全时延稳定性和稳定性切换;最后,实现基于双时延反馈控制的高静低动隔振系统混沌化。仿真结果表明:不稳定区域相比稳定区域,更容易实现时延混沌化;双时延反馈相比单时延反馈的临界控制增益更小,混沌云点更稠密;高静低动隔振系统相比一般非线性系统线谱强度更低,混沌化效果更好。