OFDM高速水声移动通信系统方案设计(英文)

The major constraint on the performance of orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) based underwater acoustic(UWA) communication is to keep subcarriers orthogonal.In this paper,Doppler estimation and the respective compensation technique along with various diversity techniques were deliberated for OFDM-based systems best suited for underwater wireless information exchange.In practice,for mobile communication,adjustment and tuning of transducers in order to get spatial diversity is extremely difficult.Considering the relatively low coherence bandwidth in UWA,the frequency diversity design with the Doppler compensation function was elaborated here.The outfield experiments of mobile underwater acoustic communication(UWAC) based on OFDM were carried out with 0.17 bit/(sHz) spectral efficiency.The validity and the dependability of the scheme were also analyzed.     

水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力分析

水下航行器凸轮发动机的凸轮机构是其主要受力部件,在设计过程中必须进行强度校核。通过对凸轮和圆柱滚轮的接触情况进行分析,运用微分几何理论导出了凸轮的工作曲面方程和接触点的诱导法曲率模型,采用弹性力学中的赫兹理论,建立了凸轮机构的接触应力模型,并进行了算例分析。仿真模型能准确地计算水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力,可为其设计和参数的选择提供理论依据。     

基于EMD与三阶累积量的水声瞬态信号检测

提出了基于经验模态分解(EMD)与三阶累积量的水声瞬态信号检测方法.首先根据EMD方法的滤波器特性将待检信号在频域内分成一系列的本征模态函数(IMF)分量,并根据能量法选择信号占主导地位的IMF;然后运用高阶累积量抑制高斯信号的特性,计算IMF分量三阶累积量对角切片的短时估计,并构造检测函数,对检测函数时行包络检波,作为检测标准;最后用仿真数据对该方法进行了验证,结果表明能在较低信噪比下检测出目标信号的出现时刻和大致频率,具有一定的工程应用价值.     

水下传感器网络中的分布式参数估计算法

水下无线传感器网络的主要应用都可以归结为参数估计问题。由于其能量和带宽的限制,设计能量高效的参数估计算法,是水下无线传感器网络中信号处理研究领域的核心任务。针对多跳水下无线传感器网络,提出了一种基于压缩数据的分布式参数估计算法。仿真试验表明,该算法具有较高的能量利用率和一定的鲁棒性,而且均方误差性能相比已有的分布式参数估计算法也得到了大幅的提高。     

LFM-Costas编码信号在水下目标识别中的应用

在水声对抗中,为了有效对抗假目标和准确判别目标尺度,提出了一种具有较高时-频联合分辨力和抗混响能力的LFM-Costas编码信号形式。并在浅海混响信道模型和目标多亮点模型基础上研究了LFM-Costas编码信号的目标尺度判别性能。通过仿真和海上试验,表明LFM-Costas编码信号在混响背景下能准确判别目标尺度,具有一定的工程应用价值。     

使用温压战斗部的硬杀伤反鱼雷武器探讨

目前,对来袭鱼雷的硬毁伤手段主要依靠使用传统爆炸物破坏鱼雷壳体或声学基阵.探讨了在水下使用温压武器的可能性,利用其远场超压高、持续时间长、衰减慢以及水下爆炸形成气泡体积大于同等质量TNT炸药的特点,实现破坏鱼雷声学基阵和壳体结构的软硬毁伤效果.     

基于扰动压力与速度测量水中目标航向与航速的新方法

从不可压理想定常流动的伯努利方程出发,依据水中航行体对水中某点的扰动压力与扰动速度的相关性,提出了基于水中航行体对水中一点的扰动压力与扰动速度测量该航行体的航行速度与航向的新方法。船模实验表明,该方法能较准确地测量出水中航行体的航向与运动速度,航向测量误差在5%以内,速度测量误差在20%以内,说明该方法具有实际应用前景。     

舰船结构对水下近距爆炸的响应研究进展

开展舰船结构对水下近距爆炸的响应研究对于改善舰船结构的防护性能、增强战时的生存能力具有十分重要的意义。通过综合近年来舰船结构对水下近距爆炸响应的研究成果,阐明了水下近距爆炸载荷的理论、实验和数值研究进展,并分类总结了水下近距爆炸时的流体结构相互作用与平板、圆柱壳、梁和舰船结构响应的研究现状。最后给出了当前急需加强研究的4个方面的问题:复杂边界条件下的水下爆炸载荷特性、结构冲击破坏的仿真、结构模型试验相似规律以及新型材料和结构对水下近距爆炸载荷的响应。     

单壳体潜艇在气泡脉动载荷作用下的响应规律研究

基于Geers与Hunter提出的自由场气泡脉动载荷计算方法,利用开尔文冲量法分析气泡自由场假设成立的条件,并将简单结构的计算结果同试验值进行对比,验证了所用算法的有效性。通过对简化的单壳体潜艇结构在不同气泡工况下响应的求解分析,得出如下结论:当气泡与边界距离大于其半径的3倍时,可忽略结构对气泡运动的影响;声固耦合法可有效求解结构在气泡脉动下的响应;在低频气泡脉动载荷激励下,结构的一阶及三阶垂向运动被激起,且以一阶运动为主;结构一阶垂向湿频率与气泡脉动的频率相差一定时,结构频率与其鞭状运动幅度呈负相关趋势;当气泡脉动频率与结构湿频率接近时,结构的响应出现峰值。     

基于目标规划的水下机器人模糊神经网络控制

针对水下机器人运动的精确控制问题,依据模糊逻辑和神经网络理论,提出了一种基于目标规划的模糊神经网络控制方法。根据水下机器人的运动特性构造了模糊神经网络的结构,并推导了网络权值学习的反传算法,最后以水下综合探测机器人为研究对象进行了试验研究。试验研究的结果表明,该方法结合了传统模糊控制和神经网络控制的优点,大大地提高了系统响应速度和控制精度,并且对模型的不确定性有较强的鲁棒性,能够实现水下机器人运动的精确控制,具有较高的理论和实用价值。