基于BEMD的水下声影区地貌及纹理特征提取

提出了一种基于二维经验模态分解(The Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)的水声图像声影区地貌及纹理特征提取方法.为了解决声影区的存在对水声图像特征提取的干扰问题,先对水声图像进行二维模态分解,采用Canny边缘检测器对其中的模态1或几个模态的叠加进行特征提取.实验结果表明,该方法增强了声影区内目标的特征信息,弱化了声影区的阴影边缘,是一种实用的水声图像特征提取新方法.     

基于BEMD的水下声影区地貌及纹理特征提取

提出了一种基于二维经验模态分解（The Bidimensional Empirical Mode Decomposition，BEMD）的水声图像声影区地貌及纹理特征提取方法．为了解决声影区的存在对水声图像特征提取的干扰问题，先对水声图像进行二维模态分解，采用Canny边缘检测器对其中的模态1或几个模态的叠加进行特征提取．实验结果表明，该方法增强了声影区内目标的特征信息，弱化了声影区的阴影边缘，是一种实用的水声图像特征提取新方法．     

水声基阵声学隔板声屏蔽性能研究

针对水声基阵艉部噪声屏蔽问题,设计了一种新型复合结构声学隔板装置。在仿真计算的基础上,采用声学隔板和声基阵,组建了试验装置,应用水声换能器综合参数测试系统和声呐信号处理系统,在开阔水域对声学隔板屏蔽水声基阵的声场特性进行了试验研究。试验结果表明,设计的声学隔板对声基阵艉向噪声遮挡效果与计算结果相吻合,屏蔽角满足声基阵观察范围,验证了设计的声学隔板满足声基阵艉部噪声控制。     

直升机吊放声纳探测建模与仿真研究

由于现有水声环境模型很难为吊放声纳战术研究提供真实可用的模型支持,因此为研究吊放声纳探测概率分布规律,本文采用风压经验公式和Bellhop与Jackson模型,分别对海洋背景噪声和混响干扰进行分析和建模,并根据吊声性能和工作原理,建立了吊放声纳检测概率计算模型,通过设置水声环境和潜艇目标参数,计算吊声检测概率在水声环境中的空间分布。仿真结果表明,在良好的水文条件下,吊声探测效果较好,2 000m以内的目标探测概率较高,最远约9 000m处仍存在探测到目标的可能;吊声探测距离对潜艇目标深度十分敏感,对于吊点深度上下附近(40m)的潜艇探测距离明显增加,同时由于水声传播损失和混响的影响,吊声主动探测效果具有不确定性和断续性,因此吊声检测概率呈现不确定性立体分布。该研究为搜潜战术研究提供了理论依据。     

基于声发射波形流信号的滚动轴承故障双谱分析及诊断

使用声发射波形流测试技术,采集滚动轴承正常状态及外圈故障、内圈故障和滚动体故障时的声发射波形流信号,分析声发射波形流信号与故障频率特征值间的关系。运用包络谱分析方法对滚动轴承声发射波形流信号进行分析,提取运转过程中信号峰值频率,通过与滚动轴承不同故障固有特征频率的理论值对比,发现具有很好的一致性。通过对滚动轴承声发射波形流信号的包络分析,可实现滚动轴承故障的早期诊断。     

基于声发射波形流信号的滚动轴承故障双谱分析及诊断

使用声发射波形流测试技术,采集滚动轴承正常状态及外圈故障、内圈故障和滚动体故障时的声发射波形流信号,分析声发射波形流信号与故障频率特征值间的关系。运用包络谱分析方法对滚动轴承声发射波形流信号进行分析,提取运转过程中信号峰值频率,通过与滚动轴承不同故障固有特征频率的理论值对比,发现具有很好的一致性。通过对滚动轴承声发射波形流信号的包络分析,可实现滚动轴承故障的早期诊断。     

RS码及卷积码在PDS水声通信体制中的应用

Pattern时延差编码（PDS：PatterntimeDelayShiftcoding）水声通信体制能有效地抑制水声通信中多途扩展引起的信号波形畸变对通信性能的影响,而RS码具有与PDS通信体制结合的先天优越性。为进一步降低水声通信系统的误比特率,提出将RS码与PDS通信体制结合,并对RS码在PDS水声通信体制中的性能进行研究。对挑选的RS码与常用的卷积码在PDS通信体制中的性能进行了仿真对比。结果表明,RS码在PDS通信体制中的性能远优于卷积码,对系统性能有明显提高。     

声光强度调制和失真波形分析

本文研究了声光强度调制并且分析了强度调制中的波形失真.指出在调制曲线上有个拐点,这个拐点的两侧的一段曲线可看成直线,在这段直线上进行调制可减少失真.如果工作点设在零点或是曲线的顶部将出现倍频失真.分析了不同偏压条件下声光强度调制的波形失真.实验上观察到了倍频失真.这种倍频失真可用于对入射信号进行倍频.实验结果和理论分析符合得很好.     

复合材料层板冲击后剩余压缩性能声发射分析

利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析.测试过程中用声发射技术进行实时监测,结合载荷—位移曲线,分析了声发射能量,幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率,并对典型信号的波形进行了频谱分析.结果表明:AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为.     

水下声系统学术交流会在我院举行

由全国水声情报网主办的水下声系统学术交流会于六月二十六日至二十九日在哈尔滨船舶工程学院举行.来自全国各地二十多个单位的四十九名水声方面的专家参加了会议,我国著名水声专家、我院副院长杨士莪教授出席了这次会议,全国水声情报网的负责同志和中国船舶工业总公司科技交流办公室的领导出席了这次学术会议. 这次会议是我国水声方面的一次重要学术会议,共交流学术论文二十八篇,这些论文     

椭球反射罩聚焦特性实验研究

曲面障板反射是水声工程中汇聚声波能量、提高传播距离的有效方法之一,而椭球反射罩的聚能效果最为明显。文章分析了椭球反射罩的聚焦原理,建立了基于水下等离子体声源和椭球反射罩的聚焦声场产生和实验系统;开展了椭球反射罩聚焦声场实验研究,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲波形、峰值压力与声场位置之间的关系,得出了椭球反射罩聚焦声场的分布特性,量化评价了椭球反射罩的聚焦特性。实验结果表明,椭球反射罩聚焦增益大于20 dB,第2焦点处的峰值压力约23 MPa,声压级达267 dB。     

面向熔融沉积成型的3D打印机故障声发射监控方法

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机中打印喷头容易出现打印材料断丝或耗尽和喷头阻塞的故障模式,分别设计并开展2组实验,研究基于声发射传感器的故障监控方法.为了减小对传感器信号数据进行处理和存储的负担,并提升监控的实时性,使用基于声发射波击(AE hit)的参数化声发射信号处理及特征值提取方法.通过实验采集到了传感器数据并进行信号处理,研究故障模式和特征值之间的联系,得到最敏感的AE hit关键特征值.使用K-means聚类算法对两类故障模式进行同时识别研究.结果表明,在0.2s的时间分辨率下,基于AE hit的绝对能量和击数特征值,提出的监控方法对典型故障的识别准确率分别为94.62%和93.80%.     

DCT插值算法在OFDM水声信道估计中的应用

海洋声信道是一种复杂的时-空-频变参信道,信道估计的准确程度直接影响着整个系统的性能。本文首先分析了水下声信道估计的基本方法,介绍了基于DFT的信道估计算法,并重点介绍了离散余弦变换（DCT）的插值算法,最后在仿真得到的水声信道模型下对两种算法性能进行了仿真。基于DCT的信道估计算法在水声信道时延为非整数倍采样间隔时可有效抑制信号的频谱泄露问题,从而改善系统的性能,更加适合于时变的水声信道。仿真结果表明该算法在改善系统性能方面优于基于DFT的信道估计算法。     

舰船水声信号特征提取方法研究

信号特征提取是目标识别的关键技术,为实现水中目标信号的识别,提出一种利用小波库提取水中舰船目标信号波形特征的方法。该方法针对水中舰船目标的水声信号及其频率特性,在满足理想重建条件下,构造正交的小波滤波器,进而构造符合舰船水声频率特性的小波库。利用小波库将信号分解,结合最小二乘法提取舰船信号的波形特征值,并借助Matlab仿真工具进行仿真。结果表明:用小波库方法提取的信号波形特征可降低信号识别维度,在一定的误差范围内识别水中舰船目标信号。     

图像识别技术在基桩质量检测中的应用研究

在铁路公路桥梁基桩质量检测中,声波透射法被广泛应用。用于评价桩身质量的声学参量主要为声速、声幅、PSD值。波形特征是反映基桩完整性的主要依据。但现行检测分析方法中未考虑波形特征。本文在传统的检测分析基础上采用图像识别技术,将波形特征纳人分析范畴。通过实验室制作了含不同缺陷程度的混凝土立方体试块模拟现场基桩混凝土缺陷,进行声波透射法测试,建立了缺陷程度与波形特征值、声速、声幅的定量关系。工程实例表明,波形特征值综合了声速、声幅以及波在混凝土传播过程中的反射、散射等畸变特征,能客观地反映桩身混凝土质量,与波速、波幅联合使用,提高了分析判定的可靠性。     

基于复解析小波变换的信号包络检测

水声信号中的低频线谱成分是目标声信号的一个重要特征量,在水声信号检测、识别和分类中起着重要的作用。为了提取水声信号中的线谱成分,本文利用复解析小波变换兼具带通滤波和包络提取的特性提取信号包络。仿真和实测数据分析表明,与传统的Hilbert变换提取信号包络算法相比较,基于复解析小波变换的信号包络提取算法可以完全抑制所分析通带以外的噪声,从而提高了信号包络的信噪比。     

弹性球壳声衍射对矢量传感器测量影响

声矢量传感器由传统的无指向性声压传感器和偶极子指向性质点振速传感器组成,被应用于水声测量和探测领域,但作为水声测量设备它会受到安装载体衍射声场的影响,使其接收声场失真和指向性发生畸变.以实际应用需求为背景,从理论上分析了平面声波在弹性球壳上的衍射声压场和振速场;采用薄壁球壳机械阻抗近似公式,计算了球壳声衍射对矢量传感器声场测量和指向性的影响.根据共振散射理论,弹性球壳衍射声场的共振项与壳体的机械阻抗和辐射阻抗有关,而其背景项与刚性球和绝对软球的声衍射有关.计算和分析结果表明,在球壳散射声场的共振项频率处,矢量传感器的接收声场严重失真,且其指向性图变得复杂;另外,它们也与声波的入射方向和距离有关.这些结果为利用矢量传感器进行水声测量和探测提供基本的物理基础.     

硅微矢量水声传感器的封装及测试方法研究

针对目前矢量水声传感器存在的高灵敏度、低频检测以及小型化等问题,提出了一种新型的硅微MEMS矢量水声传感器.利用敏感材料的压阻效应?传感器精巧的微结构以及硅微MEMS技术,实现矢量水声传感器的低频特性和小型化的可行性.以声场中的刚硬圆柱在声波作用下的声散射问题作为切入点,对传感器的同振原理进行分析,并基于该机理以及传感器的特殊结构,提出采用注入蓖麻油的方法实现微结构的柱体与所处介质质点同振.分别采用振动台标定和驻波场测量的方法完成了传感器的灵敏度、频响以及指向性的测试,最后对2种测试结果进行了分析和比较.研究结果表明:所研制的水声传感器具有较低的工作频率,其水下自由场声压灵敏度值为-207.6 dB(0 dB=1 V/μPa,测试频率为200 Hz),指向性图的零点深度为50.9 dB.     

几种典型的粗糙海面下的声传播计算方法

针对中远距离的声场预报,尤其是浅海或者存在等温层表面声道的水声环境,粗糙海面对声传播的影响较为显著的问题,本文分析并比较了几种典型的粗糙海面下的声传播模型:Krakenc-KA粗糙海面声传播模型、Krakenc-SSA粗糙海面声传播模型和Ramsurf粗糙海面声传播模型,并通过分析高海况下的海试数据证明了Ramsurf粗糙海面声传播模型的有效性,为粗糙海面下的声传播研究提供了模型基础。实验结果表明:对于粗糙海面下的声场预报和声呐性能预报具有重要意义。     

大理岩破坏的声发射双主频特征及其机制初探

声发射是加载过程中岩石微破裂产生的瞬态弹性能释放现象,在岩石力学测试中得到广泛应用。目前,声发射主要通过参数分析和定位分析描述加载过程中岩石的微破裂演变特征。然而,岩石的微破裂包括张破裂和剪破裂两类,声发射信号能否反映岩石的微破裂形式显然是一个值得探究的课题。选取四川宝兴县大理岩,分别进行直接拉伸试验、巴西圆盘劈裂试验和单轴压缩试验,采集了不同试验方法所有试件的声发射波形信号,采用快速傅里叶变换方法编程实现了声发射波形信号的频谱分析,批量获取了声发射波形信号的主频值。统计分析表明:大理岩破坏的声发射信号均存在明显的、与试验方法无关的双主频特征,反映了大理岩破裂的固有特性;初步力学机制分析表明,双主频可能反映了岩石的两种不同微破裂形式,其中低主频带对应微观拉破裂,高主频带对应微观剪破裂。