基于稀疏阵列技术的MIMO声呐低运算量二维成像

为了降低多输入多输出(multiple-lnput multiple-output,MIMO)声呐二维成像系统的运算量,提出了稀疏阵列和MIMO声呐相结合的低运算量二维成像方法。在MIMO声呐的虚拟接收阵列为矩形平面阵的前提下,使用模拟退火算法(simulated annealing,SA)对该虚拟矩形平面阵的阵元位置和加权系数同时优化,在保持期望波束性能的前提下大量减少其虚拟阵元数目;根据虚拟接收阵元与匹配滤波器一一对应的关系,移除掉与关闭虚拟阵元所对应的匹配滤波器;对保留匹配滤波器的输出信号进行波束形成等处理,获得目标的二维强度图。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

大型锅炉支架结构承载性能的有限元分析

为准确快速地求解重型锅炉支架承载能力、变形和应力分布等,根据某重型锅炉支架结构的特点,利用ANSYS建立有限元模型.为真实反映整个支架的结构,减小因大量简化和近似带来的求解误差,所有梁柱的截面尺寸均与实际结构相符;在支架刚度和强度校核中考虑支架自重、锅炉重量和风载荷对支架的共同作用;对外围立柱进行变截面分析.计算结果表明当前设计的结构承载体是可靠的,支架变截面分析可以为进一步优化支架截面尺寸提供参考.     

阈值改进整数小波与LZW算法相结合的水声数据压缩方法

提出一种阈值改进整数小波与基于字典编码的LZW(Lempel-Ziv-Welch)算法相结合的数据压缩方法,该方法旨在减少水声数据传输量的同时尽可能地达到高保真。数据压缩过程中,先对水声数据进行整数小波变换,再对变换后的高频系数采用改进的小波阈值算法和阈值函数进行处理,提高了数据压缩倍数和信噪比,降低了误差。最后通过LZW将处理后的系数进行编码输出,进一步提升压缩效果。文中给出了相应的数据压缩算法流程。实际舰船辐射噪声数据的压缩处理结果表明,该方法能有效提高信号信噪比、减少信号失真并能获得更大的压缩倍数。     

基于凸优化方法的MIMO成像声纳的失配滤波处理

提出了利用失配滤波处理来设计多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output:MIMO)成像声纳的接收滤波器,并采用cvx工具箱来求解滤波器的系数。与匹配滤波处理相比,在牺牲一定高斯白噪声增益的前提下,失配滤波处理成功抑制了相关输出的旁瓣级。仿真结果表明,所提出的失配滤波处理方法可以有效抑制MIMO声纳成像结果中的距离旁瓣干扰。     

水下复杂声源结构自振特性分析

为解决水下复杂声源结构--潜艇的湿模态提取和扩展问题,用ANSYS非对称模态算法对其研究. 重点阐述浸没于水中的潜艇有限元建模方法,包括结构与流场的一体化单元划分、边界条件施加以及结构与流体耦合界面的处理等.通过仿真计算得到的潜艇湿模态和空气中干模态的分析结果,为潜艇外水域辐射声场预测提供重要参考依据.     

密集式MIMO声呐高分辨成像实验研究

为验证密集式多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)声呐高分辨成像算法的有效性,进行了水池实验并获得了期望的高分辨成像结果。首先,将成像算法分为角度维高分辨成像和距离维高分辨成像两种,分别建立了各自的成像处理流程。角度维高分辨成像基于虚拟阵列波束形成算法,距离维高分辨成像基于大带宽信号合成算法。然后,根据两种处理流程选择合适的发射信号和阵型,并据此搭建密集式MIMO声呐高分辨成像平台进行水池实验。最后,通过与传统单输入多输出(Single-Input Multi-Output,SIMO)声呐的成像结果进行对比,证明了MIMO声呐可结合发射信号、阵型和相应的处理流程获得更高的角度分辨率和距离分辨率。     

基于阵列误差校正的波束域方位估计算法实验研究

针对阵列误差的存在会导致波束域高分辨方位估计算法性能下降的问题,给出了一种基于阵列误差校正的波束域处理方法。该方法利用单个校正源,根据实际测量数据,在获取基阵实测阵列流形的基础上,实现了对阵列误差的校正,进而利用波束域MUSIC算法估计出信号的方位。实验结果验证了基于实测阵列流形的阵列误差校正方法可以有效增强波束域高分辨算法对阵列误差的稳健性。     

LCMV波束形成削弱多波束测深声呐的隧道效应

分析了海底多波束测深声呐中存在的隧道效应的产生机理,指出旁瓣干扰是导致隧道效应的重要因素。在最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response)波束形成的原理基础上,提出使用线性约束最小方差(Linear Constrained MinimumVariance)波束形成技术来抑制隧道效应,该方法可以通过引入主瓣约束保证在抑制隧道效应的同时,主瓣不会因为干扰而发生畸变。通过计算机仿真实验,证明了LCMV波束形成算法抑制隧道效应的有效性。     

适用于相干信号高分辨测向的方向向量重构算法

针对浅海波导中相干多径信号的波束形成与方位估计问题，提出了一种相干信号方向向量重构算法。该算法利用特定几何结构基阵阵列流形所具有空间平移不变性，基于特征分解估计出的空间特征向量，重构出基阵对每个相干信号的方向向量，再利用方向向量扫描得到的波束图中谱锋的位置估计出信号的方位，从而实现了对入射到基阵上的所有相干信号的捕获与方位估计。由于相干信号的方位估计过程是相互独立的，因此方向向量维数的减小并不会降低算法的角度分辨力。水池实验数据处理结果验证了该方法的有效性。     

有限元分析在薄壁注塑模具设计中的应用

本文借助大型有限元工程软件ANSYS对某款薄壁注塑模具进行应力、应变分析和尺寸优化。首先将模具整体几何模型导入到ANSYS中，然后，考虑模具的实际工作载荷和边界约束对其施加位移和压力边界条件，以模拟其真实的注塑环境，并对整个模具进行网格剖分和应力、应变分析。最后，尺寸优化设计为模具改进提出了参考方案。