流噪声背景下的细长线阵甚低频弱线谱检测算法

拖线阵声呐在高速拖曳时,目标潜艇的甚低频线谱特征被淹没在背景噪声(以流噪声为主)中,为进一步提升高速拖曳时细长拖线阵声呐检测目标甚低频线谱的能力,在对细长线阵声呐的流噪声特性进行建模分析的基础上,推导出水听器对流噪声的响应函数,并提出最小均方最优滤波和经验模态分解的联合线谱检测算法,通过海试数据进行验证分析。结果表明该算法能够很好地检测出目标甚低频弱线谱,输出信噪比有一定程度的提高。     

长线阵联合阵形估计系统研究

针对长线阵易发生阵形畸变问题,提出一种基于非声传感器和水动力模型求解的联合阵形估计系统。该系统在充分利用非声传感器信息的基础上,进一步根据拖线阵水动力模型,求解实时阵形,实现阵形估计。仿真实验及数据分析表明,与传统的阵形估计算法相比,该系统的估计精度提高10%以上,对工程实践具有较高的指导意义。     

新疆开都河小山口二级水电站吊车梁设计

水电站厂房的吊车主要用于吊装水轮机与发电机。承受吊车荷载的吊车梁是厂房上部承重的重要结构之一,必须严格按照要求进行设计,以保证吊车梁的质量和使用效果。采用理正结构求解器对新疆开都河小山口二级水电站吊车粱进行了设计和结构计算分析,得出吊车梁的结构与配筋满足设计要求。此吊车梁设计的成功为今后类似工程提供了很好的参考。     

麻醉机性能检测方法研究

麻醉机是临床手术实施急救的必备设备,如果其性能不可靠,可能会严重威胁患者的生命安全,目前河南省内还没有麻醉机计量技术规范。通过对麻醉机主要组成及工作原理和检测用标准器的分析介绍,依据JJF 1234—2018、GB 9706.29—2006、YY 0320—2000等相关文献,结合国内其他省市麻醉机计量技术规范,同时考虑麻醉机检测的实际要求,文章确定6个项目作为检测项目,建立麻醉机性能检测方法。通过对四台不同型号的麻醉机进行验证实验,验证结果符合检测要求。建立的麻醉机性能检测方法科学合理,能够较为全面的评判一台麻醉机的性能,提高麻醉机的可靠性和安全性,减少其临床使用风险。     

被动拖曳线列阵机动过程中的频域宽带波束形成

为了进一步提高拖曳线列阵水下工作性能,首先通过对拖曳线列阵机动(转弯)过程建模,并根据所建模型计算出各阵元的实时位置,再推导畸变阵的频域宽带波束形成,并通过仿真实验对该畸变阵波束形成理论进行验证。同时,根据实际情况的偏差分析,比较估计阵形误差大小对目标检测效果的影响,并分析其在工程上的可行性。     

基于多普勒-随机共振技术的高精度阵形估计系统研究

潜用拖曳线列阵声呐在拖曳过程中,随着潜艇的运动状态变化,其线阵阵形会产生一定的畸变。速度越慢,其畸变幅度越大。阵形畸变,将影响声呐的探测性能。为有效提高拖曳声呐的探测能力,需对阵段不同拖曳状态进行阵形变化研究。基于以上研究需求的基础上,使用随机共振技术和阵元多普勒频移特性,在实验室或湖上构建了阵形估计系统,该系统可对不同拖曳状态的测试阵段实时地精确估计阵形,满足拖曳线列阵声呐阵形估计技术研究的需求。     

基于瞬时频率的双曲调频信号距离估计误差分析

双曲调频信号的多普勒不变性可使运动目标匹配滤波输出的能量损失达到最小,从而可对运动目标有很高的检测能力,在运动目标检测与参数估计中具有独特优势,但同时也给目标距离的估计带来一定误差。在双曲调频信号模糊函数、多普勒不变性和匹配滤波特性的基础上,对距离分辨力和测距误差进行了分析,提出了基于瞬时频率的距离误差计算公式,可直接应用于目标距离的补偿以及目标跟踪中量测方程的校正,提高声呐的工作性能。     

随机共振技术在探潜中的应用

潜艇在低速航行时,由于辅机的工作和螺旋桨转动,导致了声频在甚低频段(0~100 Hz)内有较强的线谱。在声源较弱时,由于信噪比太低,传统的Demon谱分析方法无法辨别出线谱成分。这在一定程度上限制了声呐在低信噪比情况下的探潜性能。根据随机共振理论的非线性检测目标手段,运用扫频式随机共振技术,对低信噪比情况下的潜艇线谱噪声进行处理,从而增强了线谱能量,以提高检测信噪比。根据该理论,运用扫频随机共振方法对潜艇甚低频段线谱进行了数据处理,使得检测结果提高了8 dB,实际运用的目标检测距离提高1倍以上。充分体现了该理论的工程实用价值。     

基于单矢量水听器空间谱增强的MUSIC算法

针对单矢量水听器多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法在低信噪比条件下,存在谱峰宽度变宽、估计精度变低等性能恶化的问题,提出一种基于单矢量水听器空间谱增强的改进MUSIC算法。该算法的基本原理是:单声源入射到单只矢量水听器上时,加一参考信号源,若两者方位相同,则同方位叠加使空间谱增强;若两者方位不相同,则两方位合成,使空间谱估计产生偏差。因此,改变参考信号源的方位,当参考信号源的方位与信号源的方位一致时,将使谱峰得到增强,此时空间谱达到最大值,其对应的角度即为信号源的方位角。仿真分析及实验数据处理结果表明,与常规MUSIC算法相比,该算法具有更尖锐的谱峰、更高的估计精度,能够实现更好的空间谱估计。     

一种高效的弱目标线谱检测算法

为实现弱目标线谱检测,在自适应线谱增强(Adaptive Line Enhancement,ALE)算法的基础上,结合频域批处理技术,提出了一种能降低计算量的高效线谱检测算法——归一化频域批处理最小均方(Normalized Frequency-domain Block Least Mean Square,NFBLMS)算法;所提NFBLMS算法在权值迭代过程中,步长参数不受输入信号功率的影响。理论分析和数值仿真结果表明:相比于已有的线谱检测算法,NFBLMS算法能较好地解决ALE算法实时处理运算量问题,并可获得较高的系统增益,且其步长参数具有较强的鲁棒性,能同时兼顾算法的收敛速度和稳态误差。因此NFBLMS算法更适合实际工程应用。