基才解调During振子的早期故障诊断及其应用的实证研究

针对滚动轴承微弱调制信号,提出了一种基于Hilbert解调和Duffing振子的故障诊断方法。分别介绍混沌振子检测微弱周期信号、解调Duffing振子检测的原理和数值仿真试验。并着重介绍滚动轴承故障的早期诊断。结果表明,该方法可以有效检测强噪声背景下的微弱调制信号。     

基于混沌理论的微弱线谱信号检测研究

提出了一种基于Duffing振子的线谱信号检测方法。分析了Duffing方程的分叉特性以及利用其检测微弱周期信号的工作原理,在此基础上对此种混沌检测方法进行了实验研究。实验结果表明,此方法能准确检测出信噪比很低的微弱线谱信号,为水声领域线谱检测系统的设计提供了依据。     

对称Alpha稳定分布噪声下的Duffing振子检测方法

Duffing振子是利用系统对与策动力同频的小信号敏感而对噪声免疫实现微弱信号检测,特定分布下的噪声激励Duffing振子系统不会发生相变是应用该方法的前提条件。文中主要研究了服从Alpha稳定分布的噪声激励Duffing振子产生相变的鲁棒性问题,研究结果表明Duffing振子相变在Alpha稳定分布源的激励下为小概率事件。为消除小概率相变的影响,利用多支路并行检测及多数判决准则对常规的Duffing振子检测方法进行改进,即将待测信号分段截短周期延拓后送入多个并行Duffing振子检测单元,若检测单元多数发生相变,必然是由于弱目标信号而非噪声激励所致,即可判定检测信号中包含目标小信号。将该方法应用于水下目标回波信号的检测中,实测数据处理结果验证了该方法是有效的。     

基于Duffing-Holmes混沌振子的微弱信号检测方法

通过对混沌振子Duffing-Holmes方程及其检测原理的介绍,发现混沌振子对周期小信号具有敏感特性,能够在强噪声环境下实现对微弱周期小信号的检测.Matlab实验仿真和分析证明了采用混沌振子Duffing-Holmes检测微弱周期小信号的可行性.     

基于混合系统的微弱信号参数提取方法

针对强噪声背景下微弱正弦信号的幅值、频率、相位的提取,构建了锁相环和混沌振子组成的混合检测系统。把待测信号作为混沌振子的内置策动力,在周期状态下测得信号的频率。用锁相环锁定待测信号的相位。最后再次把信号输入到混沌系统,利用混沌振子对周期信号的敏感性和对噪声的免疫性来提取信号的幅值。仿真结果表明:该系统可实现对微弱正弦信号的频率、相位以及幅值进行有效提取,精度较高,抗噪性能好且操作简便易行。     

RBF神经网络混沌背景下微弱信号检测方法研究

船舶信号检测系统在检测水场压力值等信号时,会遇到海浪、强风等较强的噪声干扰。为了有效降低信噪比,提取微弱信号,本文提出基于RBF神经网络的混沌背景下微弱信号的检测方法。该微弱信号检测方法基于混沌动力学和静力学原理,利用RBF神经网络算法将敏感程度高的混沌振子与RBF神经网络拓扑结构相结合,构建抗干扰能力强、接收信号能力强的微弱信号检测系统。     

LFM目标回波信号的Duffing振子检测方法

主动声纳探测水下目标时,目标散射特性以及水声传播特性会对接收回波产生影响.针对水中沉底与掩埋目标探测时存在的混响干扰强、信混比低等问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的变频Duffing振子检测方法.在发射LFM信号探测水下目标时,目标回波信号为多个LFM信号线性叠加的形式,不符合Duffing振子的单频检测条件.基于FRFT理论,提出了在最佳FRFT域上对LFM回波信号进行傅里叶逆变换的解调频方法.并根据亮点模型,推导了多亮点LFM回波信号解调频后的信号形式.由理论分析可知,解调频后的单频信号数量与亮点数量一致,频率大小与亮点时延及发射信号参数有关,为未知参量.针对解调频后频率及数量未知这一问题,提出了变频Duffing振子系统检测模型,通过改变系统内置策动力频率,自主地搜索单频信号信息,实现了低信混比下LFM目标回波信号的检测及亮点数量的估计.湖试沉底及海试掩埋实验数据处理结果验证了方法的有效性及可行性.     

随机共振方法在微弱周期信号检测中的应用

在随机共振理论基础上,以非线性双稳态系统为研究对象,以强噪声背景下微弱信号检测的实际需要为出发点,探讨基于随机共振的微弱信号检测方法.将该方法用于强噪声背景微弱周期信号检测,理论分析和数值仿真表明,该方法简单、稳健、可靠,验证了在短数据条件下微弱周期信号检测的有效性.     

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。     

基于数字媒体的船载微弱通信信号自动捕获系统设计

针对传统信号捕获系统中出现的船载微弱通信信号捕获不精准的现象,提出并设计了基于数字媒体的船载微弱通信信号自动捕获系统。硬件系统中优化了射频电路,引入C/A码发生器,得到船载微弱通信信号的序列码,为软件运行提供数据准备;软件系统为核心设计部分,对微弱通信信号进行检测后,建立基于数字媒体的信号自动捕获模型,将自动捕获模型在硬件系统内应用,实现船载微弱信号的自动捕获。仿真实验结果表明,自动捕获系统比传统捕获系统的船载微弱通信信号捕获精度高出27.81%,具备极高的有效性。     

不同调制方式下甚低频发射天线系统效率研究

以MSK和OOK为例,通过分析码元速率、载频之间的相互变化关系,讨论在不同调制方式下的甚低频发射天线系统效率。给出不同调制方式下,天线系统辐射效率随天线系统带宽与码元速率比值的变化情况。     

应用FDTD法分析甚低频传播特性

应用时域有限差分（FDTD）方法分析甚低频在地电离层波导中的传播特性。使用时域电磁场数值计算方法计算白天全海水传播路径电波传播的衰减，分析复杂边界条件中VLF电波传播损耗，并对波导边界变化对VLF传播特性的影响作了讨论。计算结果表明，加法能够准确地仿真VLT在地电离层波导中的传播特性，并能充分的反映波导边界参数变化对VLF传播的影响。     

空间环境因素对VLF通信系统性能的影响

VLF通信是远距离、稳定的对潜通信方式。找出了两种影响通信质量的空间因素——大气波导和大气噪声，分析了大气波导对信号场强的影响，以及大气噪声对接收机误码性能的影响，指出了提高VLF通信质量的方法。     

甚低频强电磁环境下屏蔽问题的探讨

讨论部分其低频设备数字化的需求以及工程技术上出现的不足,探讨数字集成电路在强电磁环境下电磁屏蔽,包括电磁屏蔽的技术、大型甚低频发信设备电磁辐射、强电磁环境下的屏蔽要求以及注意事项.     

陀螺支承结构的声信号提取及其频率特性分析

针对目前缺乏陀螺支承结构故障在线检测方法的现状,分析了通过检测声信号来分析陀螺支承结构故障的方法.提出了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,并建立了测量数据模型.根据陀螺声信号微弱、测量噪声复杂的特点,提出利用相参处理技术提取陀螺声信号多普勒频率的方法.对某型电控罗经的实验测量结果表明,相参处理技术能够提取微弱的陀螺声信号,验证了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,得到了陀螺支承结构声信号的频率特性,为进一步研究故障检测算法提供了基础.     

一种远距离复杂电磁环境中的通信方式及应用

在现代船舶控制系统中,复杂的电磁环境使数字信号的获取与远距离传输面临极大的挑战。本文采用数字式传感器采集数字信号,并将其转换成单位周期包含特定个基准晶振频率周期的频率信号,实现复杂电磁环境下的频率传输。相对传统的数字与频率成线性的D/F（Digital to Frequency Conversion）,F/D转换,数字与周期成线性的转换方式在实时性与精度上具有更大的优势。同时由于采用的是频率传输方式,对于使用环境的适应性更强。且可以根据使用环境的不同,选择最合适的频带,实现抗干扰能力的最大化。     

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。     

应用小波变换进行压缩中分解层次的一种确定方法

提出用小波变换进行信号压缩时对于小波分解层次的一个择优方法。大量实验表明小波分解层次的选取直接影响到重构信号的各方面指标参数。从重构信号与原信号之间的相对误差为出发点和压缩指标，通过实验分析了分解层次与压缩效果之间的简单关系。分析结果表明。二者之间确实存在着某种函数关系，通过简化数学关系得到了分解层次的确定方法。该方法经过检验基本上能准确的反映分解层次与压缩效果的关系，是一种较为有效的分解层次确定方法。     

基于波导模式的甚低频场强计算方法

受电离层反射的影响,甚低频（VLF）电波传播过程中会发生干涉,再加上电波传播本身的衰减、地理环境、电离层高度等多因素影响,使得甚低频场强计算十分困难。基于地球-电离层波导的传播模型,运用波导模式理论对甚低频电波的场强进行计算。对计算结果和实测数据的对比分析表明,波导模式理论能够准确地对甚低频场强进行预测。     

基于差分甚低频定位信息的惯导输出校正

惯性导航系统是核潜艇水下导航主要手段之一，然而惯导的定位误差是累积发散的，必须利用外位置信息进行校正。甚低频导航可实现水下定位，因此可利用其位置信息完成惯导水下输出校正，主要对基于差分甚低频位置信息实现惯导输出校正进行仿真分析，结果证明该方法的有效性。