周期伪随机信号序列及其在声学测量中的应用

在声学测量中,经常应用各种相关技术.其中,周期伪随机信号序列相关技术是值得在声学测量中推广应用的新技术之一.这种方法采用周期的伪随机信号序列(又称最大长度序列,或M—序列)作为测量中使用的源信号.通过计算源信号与某接收点传声器输出信号之间的互相关函数,来确定该线性系统的脉冲响应.然后,根据脉冲响应,求得该处的平方衰减声压(Sanared decaying sound pressure),由此出发即可求得所需测定的声学量.     

多输入多输出系统的滑模控制器设计及其应用

研究了一类多输入多输出系统的滑模控制问题,采用一种改进的指数趋近律,有效降低变结构所产生的抖振,并且给出理论性证明.将提出的设计方法应用于液压活套控制系统设计,将系统中的活套高度和活套张力的耦合关系当作干扰来处理.仿真结果验证了所提方法的有效性,该控制器可使活套控制系统获得较好的控制效果,并使活套系统迅速达到平衡稳定状态.     

基于逆系统分析法的多输入-多输出系统动态载荷的优化估计

本文提出了一种多输入－多输出系统动态的优化估计方法。该方法可以使估计的总体均方误差最小。首先,采用逆系统分析方法建立误差估计方程;其次,利用非因果维纳滤波理论导出了动态载荷的优化估计器。数字仿真结果表明,该方法在抑制测量噪声对估计精度的影响方面具有良好的效果。与传统方法估计结果的对比分析表明,所提出的方法更为有效和实用。     

空间相关性对水声多输入多输出系统信道容量的影响

通过三维多径相关模型,以垂直收发阵为例研究了信道参数如声线角度扩展范围、到达方向和收发阵元间距对水声MIMO信道容量的影响。如果考虑静止的收发阵,且不考虑信道中散射体的运动时,MIMO系统的信道容量由收发阵元信号的空间相关性决定,当空间相关性较小时,增加收发阵元数可以带来较大的信道容量增益,而当空间相关性较大时,随着收发阵元数的增加信道容量将趋于饱和。     

多输入多输出正弦扫频试验控制新方法

研究了多输入多输出正弦扫频试验控制中信号发生、频响函数估计和控制算法等关键问题。针对步进式正弦扫频信号发生中因信号不连续而导致振动台或激振器发生冲击或损坏的问题,提出了两个不同频率的正弦信号平滑过渡的窗函数叠加延拓法,在满足扫频时间条件的同时也提高了试验控制精度;以单位正弦扫频信号作为激励,改变不同激励点的相位以产生满秩激励矩阵,运用相关积分法识别响应稳态正弦时域信号的幅值与相位,根据线性振动理论求解结构的频响函数;以多个控制点的幅值为控制对象,推导出扫频控制基本理论公式,通过参考值与反馈信号的比较来修正激励信号以满足试验条件。文末以一悬臂梁为研究对象,建立了两输入两输出正弦试验控制系统,结果表明本文提出的方法在扫频控制中取得良好的效果。     

多输入多输出有界变时滞非线性系统的绝对稳定性判据

以时滞反馈控制系统为背景，通过建立Liapunov-Razumilhin函数来分析多输入多输出变时滞系统零解的绝对稳定性，通过对时滞界估计来达到系统零解的绝对稳定性判定。并且通过计算机仿真来说明所得两判据及变时滞界的一些特殊现象。     

楼板系统振动的多输入多输出主动优化控制

轻质楼板系统易受居住者步行、跳舞和有氧运动之类活动激励产生人体不适的振动。如何使用多个激励器、传感器即多输入多输出控制策略抑制楼板振动是一个新挑战,也是近年来国内外研究热点。本文建立起一个新的适于楼板振动控制的多输入多输出主动优化控制策略与算法,可同时优化确认激励器/传感器对的放置位置与每个通道的反馈增益;提出一个新颖的综合性评价性能指标PI,不仅包含楼板系统振动能量,而且包含输入的控制能量,对该指标最小化,不仅实现系统振动能量的最小化,而且实现输入能量的最小化,这将带来激励器经济可行的实现。模拟计算结果表明,提出的新控制策略及其算法能十分有效、快速地抑制楼板系统振动响应。     

差分协作系统中的软输入软输出多符号差分球形译码

在差分协作系统中,为了解决硬判决多符号差分检测(multi-symbol differential detection,MSDD)译码过程中,部分信息丢失导致性能损失以及该算法中最大似然检测计算复杂度高的问题,提出了一种软输入软输出的多符号差分球形译码(SISO-MSDSD)算法.该算法利用球形译码思想,在一定搜索范围内计算编码比特的对数似然比(LLR),去除先验信息可获得编码比特的外信息,经内部译码器判决得到源信息.仿真分析表明,比较硬判决MAP算法,SISO-MSDSD算法性能明显提高,且在信道频偏较大时,随着分组长度增加能有效提高检测性能.此外,在低SNR区域,SISO-MSDSD算法对复杂度的改善也十分明显.因此,SISO-MS-DSD可作为一种较好的软检测算法应用于差分协作系统中.     

室内声学测量中传声器阵列的特点及其应用

对不同传声器阵列的特点及其在室内声学测量中的应用进行了综述。介绍了一维线性、二维面分布、三维立体、圆型传声器阵列以及球型传声器阵列的基本特点。并列举了一些传声器阵列在室内声学测量中的具体应用实例,对各类传声器阵列在实际测量中的优势和不足之处进行了分析。     

水声材料高频声学性能测量系统

阐述了一种测量水声材料高频声学性能的测量系统和装置,测量频率范围50kHz～500kHz。用3m×1m×1.5m的消声水槽模拟自由场环境,对均匀有机玻璃样品（尺寸400mm×500mm）进行了测量实验。测量参数包括：反射系数（回声降低）、透射系数（插入损失）、吸声系数和纵波声速。结果表明,标准样品的实际测量值和理论计算值有较好的吻合,从而验证了本装置的测量能力。     

基于压缩感知的OFDM水声通信信道二次估计算法

该文主要研究OFDM水声通信信道二次估计技术,针对传统信道二次估计算法跟踪估计缓慢时变水声信道存在误码遗传的缺点,提出了一种基于压缩感知的信道二次估计算法。该算法结合水声信道的稀疏特性,利用经过编码校验后的大多数可靠信息,二次匹配追踪信道频域响应,作为系统均衡器的反馈输入信息和次时段信道初始信息,有效地抑制了系统的误码遗传。通过Matlab仿真实验和水池试验,验证了基于压缩感知的信道二次估计算法的可靠性和高效性。     

液体工业规模声处理中空化气泡的测量

工业规模液体内的声处理应用越来越多地得到国内外声学工作者的关注。一般认为,液体内声处理的机理是声空化,因此要扩大声处理的规模,应把研究的重点放在声空化的优化,而不是一味提高声能输入。而对声空化优化的前提则需要找到简单易行、生产上可用的空化测量方法。回顾了声空化检测、测量方法,分析比较后认为:实时谱分析方法更适用于大规模液体声处理的空化测量,需加大力度深入研究。     

一种低复杂度的正交频分复用水声信道估计方法

高可靠性、低复杂度的信道估计是实现正交频分复用(OFDM)数据通信的必要前提。由于水声信道是时间、频率高度散射的信道,传统的基于维纳滤波的信道估计复杂度过高,参考无线信道的广义平稳非相关散射(WSSUS)模型,本文提出了一种基于最小均方误差(MMSE)准则的低复杂度OFDM水声信道估计方案,其运算复杂度明显降低,并被实际实验证明是可行、有效的。     

基于WOSS的NS-Miracle水声信道模拟方法扩展

将世界海洋仿真系统(World Ocean Simulation System,WOSS)与声射线模型Bellhop结合并引入海洋噪声经验公式对NS-Miracle仿真系统的水声传输信道模拟方法进行扩展.为了验证扩展后的仿真系统,实验采用了基于水声信道特征经验模型、Bellhop射线模型及WOSS结合Bellhop射线...     

基于混沌正交组合序列的M元码分多址水声通信

提出了M元能量检测器算法,该算法简单易实现,极大优化了M元码分多址系统接收机结构和解码运算量。同时,M元能量检测器具有抗载波相位跳变和抗水声信道多途干扰的能力。针对M元码分多址水声通信系统中所需扩频序列数量庞大、选码难度高的问题,提出了混沌正交组合序列,通过简单的迭代组合即可产生大量满足要求的扩频序列,而且同族的混沌正交组合序列间满足正交关系。海试试验成功实现了7个用户的M元码分多址水声通信试验(M=512),共采用了3 584条混沌正交组合序列,每个用户通信速率为70 bit.s-1,验证了算法的有效性,为网络化水声通信的应用提供了技术基础。     

浅海信道有效声速估计及其在水声定位中的应用

提出了基于本征声线视在搜索的浅海信道有效声速估计方法。在给定海面海底及垂直声速分布条件下,该方法能快速准确地估计浅海信道中任意两点的有效声速以及有效声速空间分布物理图像。因该方法采用本征声线视在搜索思想,计算量大为减小,易于实际工程应用。随后探讨了其在长基线水声定位解算中的应用。海试与应用结果表明,该方法可以提高长基线定位系统对浅海信道复杂水文的适应能力。     

浅海目标辐射噪声测量中声聚焦现象引起的误差分析及修正

研究了浅海近距离声聚焦特性及其对目标辐射噪声测量的影响和修正方法。利用基于射线理论的虚源法,建立了典型声源和复合声源的声场计算模型,通过具体算例分析了声聚焦引起的测量误差,将单点测量模型和阵列多点测量模型进行对比,并进行湖上试验验证,结果表明阵列多点测量模型能有效的对信道空间传递函数平滑,为如何减小声聚焦对目标辐射噪声测量的影响提供了依据,有助于实际工程测量的数据分析和测量精度的提高。     

相位编码信号声学多普勒测流中的波形参数优化方法

针对相位编码声学多普勒测流中发射信号参数固定引起的适应性不强的问题,在基于信号模糊函数及其模的二阶导数的基础上,提出了两种根据测量需求和环境条件调整发射信号波形参数的优化方法,它们是分层精度约束下取得最佳速度估计精度的波形参数优化方法以及测速精度约束下实现最细分层厚度的波形参数优化方法,分别给出了参数优化的原理和具体的操作步骤。理论分析和实验数据分析结果均表明,相对于缺省参数信号,优化参数方法得到的信号具有明显的性能优势,且优化程度与理论预测基本相符。     

FBMC/OQAM水声通信系统的适应性成型脉冲设计

水声信道是一个时变的双扩散信道,不仅会引起传输信号的时频扩展,而且会造成严重的信息损失。由于滤波器组多载波/交错正交幅度调制(Filter Bank Based Multicarrier/Offset Quadrature Amplitude Modulation, FBMC/OQAM)系统可通过改变发送信号的成型脉冲来减小时频扩展带来的符号干扰和子载波干扰,因此更适合快速时变的水下声信道。为了降低现有成型脉冲设计算法的优化难度,提出了一种快速且易于实现的成型脉冲设计方法,该方法根据信道时频统计特性对扩展高斯函数(Extend Gaussian Function, EGF)进行了优化,实现了期望信号能量最大化,并在时域符号间加入适当的保护间隔,进一步增强了抗多途干扰的能力。仿真结果表明,无论在高频散信道还是在低频信道下,相比于其它成型脉冲算法,该算法在降低计算量的同时,改进了的FBMC/OQAM系统的传输性能,误码率降低了2～3 dB。