基于现代信号处理技术的舰船噪声信号DEMON分析

DEMON分析是舰船噪声目标识别的重要分析手段之一。通过DEMON分析可以获得诸如舰船螺旋桨转速、螺旋桨叶片甚至舰船的车数等不变的舰船物理特征。在过去的DEMON分析中,通常采用经典的周期图方法。本文采用了高阶谱分析、小波的子频带分析以及基于互相关函数矩阵奇异值分解等方法,对舰船噪声信号进行了分析。从对大量的舰船噪声信号的分析来看,在大多数情况下现代谱分析技术具有优势,但并不是所有情况下其性能均优于周期图方法。     

基于集合经验模态分解的舰船辐射噪声能量分析

利用集合经验模态分解方法研究舰船辐射噪声的特征参数提取及分类,对预处理后三种不同类别舰船辐射噪声进行能量分析,讨论其高低频能量差特征参数。计算不同类别、一定样本数量的舰船辐射噪声高低频能量差发现,同类舰船高低频能量差基本处于同一水平,不同类型舰船高低频能量差存在明显差异。结果表明,利用集合经验模态分解方法提取的舰船辐射噪声特征参数对舰船类别具有较好的可分性。可为水下目标信号探测及识别提供参考。     

舰船辐射噪声中鲸类联络叫声检测方法

鲸类联络叫声的频段与舰船辐射噪声频段的重叠,使其易被误检测为舰船噪声而被被动声纳接收,影响后续对被动声纳检测到的信号进行目标自主识别等信号处理的性能。针对鲸类联络叫声干扰目标识别等声纳信号后续处理的问题,提出舰船辐射噪声中鲸类联络叫声检测算法,为削除鲸类联络叫声干扰作准备,算法首先通过理论与实测数据分析得出舰船辐射噪声频谱分布的短时稳定性特征,进而采用中值滤波方法对舰船辐射噪声进行白化处理,利用三阶多项式相位信号对鲸类叫声建模,然后通过基于匹配滤波器的广义似然比检测方法,实现了舰船辐射噪声中鲸类信号的检测。经实测信号的实验验证,提出的算法适用于不同类型和工况的舰船;通过与其他三种检测方法的比较分析,算法在给定虚警率下可以取得较高的鲸类叫声检测率,检测结果优于其他三种方法。     

螺旋桨空化噪声的小波多尺度调制谱分析

1引言 舰船螺旋桨辐射空化噪声是舰船辐射噪声高频端的主要部分,其频谱为高频连续谱.螺旋桨节拍对其辐射的空化噪声有明显的振幅调制作用,其调制频率及调制深度与螺旋桨转速、桨叶数及舰船航速等指标有关.可见,螺旋桨辐射空化噪声调制谱蕴含着重要的目标信息.多尺度分析从空间概念上形象的说明了小波的多尺度特性,给出了正交小波的构造方法及正交小波变换的快速算法,即Mallat算法.多频段调制谱分析由于要对信号进行多通带滤波,导致计算机计算开销太大,实时性较差而不能得到充分利用,而小波多尺度分析为基础的多尺度调制谱分析极大的提高了滤波速度和质量,能够最大限度的反映包络信息,提高识别率,具有很高的实用价值.     

基于听觉感知的不同航速稳态舰船噪声合成

声纳人员培训和人耳辨识舰船声实验中常需要完备的敌我舰船辐射噪声样本,但实录各国舰船噪声几乎是不可能的。因此,合成与真实水下声样本听觉感知相同的舰船辐射噪声十分必要。研究了舰船航速对其辐射噪声的影响及人耳听音的临界带通特性,通过已知的零散舰船噪声样本合成目标舰船在其它未知状态下的辐射噪声。采用临界带通滤波和线谱迭加方法,分别合成了目标舰船在低、中、高三种不同航速下的稳态辐射噪声。为了验证合成声的有效性,进行了主观评价实验,采用成对比较法验证了15组不同航速状态下的合成舰船噪声样本。结果表明,合成舰船噪声样本能够被人耳有效识别,准确率达93%。     

特征相似的舰船噪声模型可信性分析

舰船噪声建模是研究水声信号处理和声纳系统的关键技术。从舰船噪声的时频域特性出发建立适应性广的舰船目标噪声模型,提出基于特征相似的模型可信性评估方法,并对舰船噪声模型进行可信性分析。     

一种基于聚类分析的护听器筛选分类方法

对于长期佩戴护听器的人员,护听器不仅要求隔声效果好,而且舒适性也要很好。这样在考虑不同噪声频段和多技术参数的情况下,利用聚类理论对噪声护听器的多技术参数（噪声单值评价值、高频衰减值、中频衰减值、低频衰减值、加紧力、重量等）进行筛选分类研究,对于护听器的多参数综合选择具有重要意义。     

基于多尺度排列熵的舰船辐射噪声复杂度特征提取研究

针对复杂海洋环境中舰船辐射噪声的特征提取问题,提出了一种基于多尺度排列熵的舰船辐射噪声复杂度特征提取方法。分别利用基于EEMD的最强固有模态中心频率法、高低频能量差法和基于复杂度的排列熵与多尺度排列熵提取了五种不同类别、一定样本数量的舰船辐射噪声特征,并将四种特征提取方法所提取的舰船特征分别输入概率神经网络进行分类识别。研究发现,多尺度排列熵是一种一致性好、稳定性强的非线性特征参数,能够从多个维度描述信号的复杂度。实验结果表明,多尺度排列熵特征具有很好的可分性,以多尺度排列熵为特征进行舰船分类识别,识别率显著高于其他舰船辐射噪声特征提取算法。     

基于小波包和1(1/2)维谱的舰船辐射噪声频域特征提取及融合

舰船辐射噪声频域特征提取是舰船目标识别的关键技术之一。为提高舰船目标识别率 ,采用小波包和 112维谱对舰船辐射噪声进行多小波包空间调制谱和噪声谱特征提取及融合研究。并用提取的特征对五类舰船目标辐射噪声进行了分类识别实验 ,结果表明所提特征具有很好的分类识别效果     

带齿轮箱的主动力设备减振技术研究

现有国内舰船上的减速齿轮箱往往都刚性固定在船体基座上,个别舰船齿轮箱采取硬弹性连接,隔振效果不理想。当主柴油机采取隔振措施后,传到船体基座上的振动加速度会明显减少,齿轮箱传到船体的结构噪声成为影响舰船辐射噪声的主要噪声源之一。通过对齿轮箱浮筏模拟试验装置的设计、建台及试验,研究舰船减速齿轮箱隔振问题。试验结果表明,齿轮箱浮筏模拟试验装置的隔振效果可达25dB。