一种声速-位置联合估计的水声导航定位方法

长基线水声导航定位方法利用各信标到水下航行器的信号传播时间和等效声速来估计水下航行器的位置,但各信标到水下航行器的等效声速估计存在误差,导致定位误差较大,且随着导航距离的增加,定位误差呈增长趋势。针对这一问题,提出了一种基于粒子滤波的水声导航定位方法,将等效声速和水下航行器的位置作为估计状态参量,通过测量信标信号到水下航行器的传播时间,建立粒子滤波模型对其位置进行估计,准确地估计并跟踪等效声速变化,从而提高定位精度,减小估计误差。仿真结果表明,在水下航行器初始位置未知的情况下,与常规方法相比,文中所提方法的定位精度提高了4倍左右。     

未知声速分布下的一种水下目标GPS定位修正算法

由于海洋中声速分布不均匀,要实现水下目标GPS的精确定位,必须进行误差修正。阐述了采用应答器工作模式的水下目标GPS系统定位原理,在水下目标GPS系统定位过程中,分析了一种基于欧氏几何原理的修正算法在声速分布未知时的定位修正效果和局限性,研究了算法出现盲区的原因,并据此对该算法进行了改进。仿真计算结果表明改进后的算法可有效减小声速分布未知时声速估计不准确造成的定位误差,提高了水下目标GPS的定位精度。     

仿生皮肤等效材料超声波测试方法的研究

为评定汽车安全碰撞实验模拟人的皮肤肌肉等效复合材料的力学特性,提出仿生皮肤等效材料的超声检测方法。通过测试仿生皮肤等效材料对超声波声速、衰减、散射和吸收率的变化,建立仿生皮肤等效材料力学性质与超声回波信号频率之间的关系模型,对仿生皮肤等效材料的弹性模量、组织特性、粘弹性和松弛模量进行等效性的分析与评定。对3种不同密度的仿生皮肤等效材料的声速、弹性模量和声衰减等参数进行了测算,结果表明:该测试方法正确可行,测试数据为仿生皮肤等效材料的设计合成、制备提供力学参数依据,对仿生材料的力学等效性能评定有着重要的参考价值。     

超声自触发式在线检测的局放被动定位原理与应用研究(Ⅱ)——介绍实验室和现场运行结果

我们已详细描述了一个新颖的超声自触发式局放被动定位系统的硬，软件实现。对声触发，在线检测的原理，实用化的时延估计方法和被动定位算法进行了初步理论探讨。本文通过实验和工业现场测试运行，证明本系统对电力变压器设备检测有许多独特的优点，具有重要的实用价值。     

超声自触发式在线检测的局放被动定位原理与应用研究(Ⅰ)

本工作详细描述了一种新颖的超声自触发式局放被动定位系统的硬软件实现。对声触发、在线检测的原理，实用化的时延估计方法和被动定位算法进行了初步理论探讨；最后，通过实验和工业现场测试运行，证明本系统对电力设备检测有许多独特的优点，有着重要的实用价值，本文先介绍原理和方法。     

测时差卫星干扰源定位的简单算法

随着技术的发展，对卫星的上行链路进行干扰越来越容易，卫星的安全系数随之越来越低，因而研究如何迅速有效地查明干扰源位置是一项意义重大的课题。传统的测时差定位方法算法复杂、运算量大，不能满足快速定位的要求，故本文给出了基于测时差定位技术的简单算法，并对算法模型进行了原理推导，该算法实现简单，运算量小。     

Al2O3f／Al复合材料的超声特性

测定了体积含量Ｖｆ不同（５．４，９．１和１３．６％）的Ａｌ２Ｏ３短纤维增强的铝基复合材料的纵波声速，横波声速和密度，并由此得出它们的切变模量μ和杨氏模量Ｅ，结果发现，随Ｖｆ增加，纵波声速减小，横波声速增加，与纯铝相比，μ和Ｅ均明显增大，还给出纵波超声声速和超声衰减在１００～３００Ｋ温区内的温度响应曲线。     

超声自触发式在线检测的局放被动定位原理与应用研究(Ⅱ)——介绍实验室和现场运行结果

我们已详细描述了一种新颖的超声自触发式局放被动定位系统的硬、软件实现［１］。对声触发、在线检测的原理、实用化的时延估计方法和被动定位算法进行了初步理论探讨。本文通过实验和工业现场测试运行，证明了本系统对电力变压器（包括５００ｋＶ电抗器）设备检测有许多独特的优点，具有重要的实用价值     

超声骨密度仪声速测量的不确定度评定

超声骨密度仪校准结果的不确定度评定,主要内容就是评定声速测量的不确定度。本文分析了影响超声骨密度仪声速测量值的不确定度因素,主要包括:测量重复性、温度误差对测量声速的影响、模体声速引入的误差,进而引入这些因素对超声骨密度仪声速测量进行不确定度评定,为超声骨密度仪的校准提供参考依据。     

面向曲面超声检测软件定位方法研究

提出了一种分级匹配的超声检测模板定位方法。首先在待测工件与检测模板工件的包围盒中心分别建立坐标系来进行匹配,然后通过质心匹配使待测工件实际位姿基本与检测模板吻合,再通过完全匹配来实现检测工件的最终定位。通过仿真与实例分析了各级匹配的精度与效果,验证了此分级匹配定位算法的可行性,并给出超声C扫描实例。该算法应用在航空螺旋桨的无损检测上,大大提高了检测效率与可靠性。     

轮轨横向滑动稳定性对曲线啸叫噪声的影响

车轮相对于钢轨发生横向滑动时,轮轨接触面上的摩擦力变化会引起曲线啸叫噪声。因此首先建立了车轮的状态空间模型和轮轨接触摩擦模型,对轮轨横向接触过程采用4阶Runge-Kutta法进行了时域分析,研究了如横向滑动速度、接触力、阻尼等因素对滑动过程稳定性的影响,并结合实例计算进行了验证,最终得出结论:轮轨横向滑动过程出现不稳定的主要原因是接触面间摩擦系数变化引起的自激振动;当车轮阻尼大于等效阻尼临界值时会使滑动过程稳定;轮轨间的垂向刚度和阻尼会使系统不稳定频率与车轮模态频率产生偏移。     

动力实时子结构试验中心差分法的稳定性

在实时子结构试验中,如果试件的反力不仅与位移有关,还与速度和加速度有关,那么对拟动力试验而言为显式方法的标准中心差分法变为隐式方法。为了使算法成为显式方法,需要引入速度和加速度的附加假定,这将导致算法的数值性能发生变化。为研究新算法的数值稳定性,在前期工作的理论基础上,针对动力子结构试件进行了试验研究。研究表明:算法的稳定性受试验子结构与数值子结构质量比的影响,且当试验子结构为动力子结构时,只要数值子结构与试验子结构的阻尼均为零,算法就是无条件不稳定的。     

电视跟踪系统的复合控制延迟卡尔曼滤波算法

为解决电视跟踪系统中由于脱靶量滞后存在降低系统跟踪精度的问题,在电视跟踪等效复合控制系统中提出了一种改进的卡尔曼滤波算法——电视跟踪延迟卡尔曼滤波算法,以对脱靶量滞后信号进行补偿．并在电视跟踪等效复合控制系统中对该算法进行了仿真实验．实验结果证明：①该算法在电视跟踪等效复合控制系统中是有效的;②该算法比以往的无延迟卡尔曼滤波算法和脱靶量延迟补偿滤波算法更有效地改善了速度预测误差,减小了跟踪误差,从而提高了电视跟踪系统的跟踪精度．     

基于速度的显式等效力控制方法的研究

该文采用等效力控制(EFC)来求解在实时子结构试验中的速度差分方程,采用反馈控制取代数学迭代来求解非线性动力方程。谱半径分析表明,由于准确地模拟了速度响应,结合显式Newmark-β算法的等效力控制方法的稳定界限与系统的阻尼系数无关,在不同阻尼比下稳定界限保持为Ω=2,具有良好的数值特性。而直接预测速度的中心差分法和采用线性插值模拟速度的平均加速度等效力控制方法,其稳定界限随着系统阻尼比的增大而降低,对于过阻尼结构(阻尼比大于1),原本无条件稳定的平均加速度等效力控制方法变为条件稳定:对于阻尼比为1.05的动力系统,其稳定界限为Ω=1.45。最后,采用该文方法对安装磁流变(MR)阻尼器的单自由度结构的地震响应进行数值分析,结果表明该文方法能正确跟踪结构速度和位移命令,因而对于速度相关型结构体系,具有良好的适用性和精确性。     

一种提高多普勒测速仪测频精度的方法

多普勒测速仪是水面或水下平台速度测量的主要设备。提出了利用随机样本一致(Random Sample Consensus,RANSAC)算法来估计多普勒频移,从而使速度测量具有更高的稳定性。多普勒测速仪信号处理的核心是测量多普勒频移,该方法利用回波复相关相位是多普勒频移的一次函数来估计多普勒频移,进而计算得到平台速度,在估计频移时采用RANSAC算法以提高测频精度。为了验证方法有效性,对信号形式为连续波(Continuous Wave,CW)脉冲对的情形进行了仿真。结果表明,提出方法的稳定性得到明显提高。     

多接收基元合成孔径声呐频域数据融合算法

单接收基元合成孔径声呐基阵的速度是严格受到限制的,这主要是由于为了保证方位向不出现栅瓣,方位的采样间隔必须小于换能器的半径。通过使用Vernier阵技术可以增加声呐平台的速度,同时在相同的时间内获得比单个接收基元合成孔径声呐更大的测绘面积。虽然我们可以通过预处理把多接收基元的回波数据转换成单接收基元的回波数据,但是这种处理需要耗费大量的时间,因此最终影响整个合成孔径处理算法的效能。文章提供了一个高效的多接收基元合成孔径声呐数据融合方法,该方法主要是利用了快速的傅里叶变换算法把数据变换到频域,然后再进行数据预处理,因此提高了数据融合的有效性,水池试验结果表明该算法是有效的和精确的。     

基于能量守恒积分的子结构试验方法

为了提高子结构试验技术对非线性结构的稳定性,把无条件稳定的能量守恒逐步积分方法实施于子结构试验中,提出基于该逐步积分方法的子结构试验方法(以下简称能量守恒子结构试验方法)。在试验方法中采用等效力控制方法求解隐式差分方程。在试验流程图中提出模块CR的计算方法,从而解决了能量守恒方法实施于子结构试验的关键问题。然后对单自由度线性结构和非线性结构的能量守恒子结构试验进行数值仿真,结果表明提出的试验方法是可行的。最后实现了线性弹簧试件、非线性防屈曲支撑试件的能量守恒子结构拟动力试验,试验结果进一步证明了该试验方法对线性结构和非线性结构都是可行的。     

振动计算连锁公式法反演的数值稳定性

本文讨论了振动计算等时间步长连锁公式反演的数值稳定性,结果表明,相对加速度反演公式是不稳定的;绝对加速度和相对位移反演公式是条件稳定的;相对速度反演公式是无条件稳定的;文末对连锁公式反演的应用问题进行了初步地讨论。     

Improving the stability of time domain dual boundary element method for three dimensional fracture problems: A time weighting approach

This paper deals with the stability of time domain dual boundary element method (DBEM). A time-weighted time domain DBEM is presented in this study and used for the first time in order to improve the stability of the standard time domain dual boundary element method. In this research a time weighting function with a prediction algorithm based on constant velocity algorithm has been utilized. The present approach was tested for three-dimensional fracture problems. The computer cost for the time of the presented approach is very close to the standard form. The results of numerical experiments carried out within this study indicate that the time weighting method, which is suggested for time domain DBEM, has more stability in comparison with the conventional method.     

基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位算法

提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘法完成定位计算。与SWN和ARTL算法相比较,仿真结果表明:LMARR算法能有效地提高节点定位的精度,特别是在深度为20～120m海水声速持续变化的区域,定位精度比SWN算法提高了20%,比ARTL算法提高了33%;此外,LMARR算法还具有较高的稳定性。