基于矢量传感器的空中脱靶量测量方法研究

针对现有声学空中脱靶量测量方法,无法实现三维定位的现状,提出引入矢量传感器技术的新思路。设计了一种基于矢量声学传感器的布阵方案,采用声压、振速互谱实现了目标的到达方向﹙DOA﹚估计,并利用概率法实现了多基阵的目标三维定位。通过仿真实验表明:该方法可以解决声学脱靶量测量空间定位技术难题,定位精度满足要求。     

硅基MEMS振速型矢量水听器设计

提出了一种基于空间声温多物理场耦合效应的微机电系统(MEMS)振速型矢量水听器,可直接感测水下声场质点振速分量,具有体积小、重量轻、结构简洁、可靠性高,无须悬挂安装等特点.通过构建数学模型和有限元仿真,完成了传感器敏感单元设计优化;在6 in(1 in=2.54 cm)MEMS工艺平台完成了传感器敏感芯片的流片加工,并...     

基于矢量传感器的海洋声场观测潜标系统

以三维矢量传感器为核心,构建海洋矢量声场观测潜标系统。潜标由定深锚固定,工作于指定海深,可完成海洋矢量声场信息的观测与存储。矢量传感器输出的矢量声信号,经前置预处理后采样,并以文件分配表（FAT）32文件格式存储于潜标微型快擦写存储卡（CF）中;矢量传感器水下姿态由潜标中三维地磁姿态仪实时给出。潜标集成USB传输模块,回收后可通过USB串口完成数据上传PC机。海试结果表明：潜标系统可正确记录海洋矢量声场信息,且可稳定水下工作90d以上。     

双二维矢量传感器垂直阵定向技术的研究

针对目前国内矢量传感器制造技术的现状,研究了很有实用价值的二维矢量传感器阵的定向方法.首先分析了二维矢量传感器接收信号的形式,推导得出单个二维矢量传感器有一定的三维空间定向能力;继而设计出一个双二维矢量传感器垂直阵,并针对此垂直阵提出了方位估计的3种算法:分测法、混测法和鉴测法;接着对定向算法进行仿真实验,验证了各种算...     

关于矢量传感器的实验研究分析

随着经济科学的发展,矢量传感器在通信系统和电子信息等方面的应用愈加广泛。文章通过采用实测的低空目标信号外场试验,对由四个声压传声器组成的空气声压差式矢量传感器的指向性进行研究分析,研究结果表明这种矢量传感器完全可以用在地面和低空目标的定向,且采用声强矢量传感器定向技术,可以在实际应用中提高其精度。     

一种小型矢量阵优化波束方法研究

在小型声纳平台中由于单个矢量水听器所含的振速传感器具有自然指向性,其组成的矢量阵较传统水听器阵有优越性,但单个矢量水听器的自然指向性波束较宽,组成的矢量阵的-3dB束宽和旁瓣级不够理想。该文利用单个矢量传感器的声压、振速信息联合处理形成较好指向性,并用于矢量阵获得良好的阵列效果,同时分析了该方法对线阵和圆阵的影响。仿真结果表明当线阵的阵元间距和圆阵半径都为0．5米时,矢量阵接收低频信号所形成的波束图中-3dB束宽在以25°内,第一旁瓣级低于-60dB,这证明了该文的方法是有效的。     

仿生矢量水听器水下监测记录装置

介绍了仿生矢量水听器水下监测记录装置的结构与功能,该装置使用FPGA控制ADS8365来采集两个仿生矢量水听器的声压与振速信号,并将采集到的数据用Flash进行存储,在实验完毕后将数据通过USB口读出,本系统也可以实现水声数据的实时监测与传输;为分别从方案设计、硬件实现及软件系统等方面进行了详细的研究和描述.     

基于概率密度统计的矢量传感器相关法定向

为了提高矢量传感器相关法定向精度,通过正弦信号的定向仿真试验,给出了相关法定向结果中固有的周期性是由于正弦信号的周期性决定,而定向结果中出现的跳变值则是由对正弦信号的采样零点所致,进而得出可选择合适的采样率来减小定向误差.在噪声信号的定向试验中,针对定向结果受干扰影响而不易观察的现象,提出对相关法定向结果采用概率密度统计方法.通过仿真试验表明,可在低信噪比下进一步提高定向精度,并使定向结果一目了然.     

三丝型质点振速传感器的模型分析

矢量传声器在声源的识别检测与定位功能中有着极其重要的作用,质点振速传感器作为矢量传声器的核心原件,可以直接测量空气中质点振动速度。目前,两丝型传感器在理论与实验方面已有较多研究,而三丝型传感器仍然缺少相应的理论分析。从微通道内热传导方程出发,分别探究了该传感器在无声源和有声源情况下微通道内的稳态温度场和热扰动场,并以此初步建立了三丝型质点振速传感器的解析模型。随后,利用有限元仿真软件ANSYS进行建模与仿真,将得到的数值模拟结果与解析模型比对,验证了解析模型,为研发高性能质点振速传感器提供了理论分析与设计基础。     

机会式电磁矢量传感器阵列互耦校正算法

针对电磁矢量传感器阵列中的互耦效应导致系统性能下降的问题,研究了一种分布式电磁矢量传感器机会式阵列互耦校正算法。首先建立可以从信噪比、波达方向估计精度和孔径扩展维数等性能方面分析线性阵列、三角形阵列和双三角形阵列等阵列结构特性的数学模型,然后根据性能分析结果构建了电磁矢量传感器机会式阵列架构,最后提出了适用于分布式电磁矢量传感器阵列的机会式互耦校正算法。实验结果从波达方向估计精度、空间谱估计精度和信噪比等方面证明了所提分布式电磁矢量传感器机会式阵列互耦校正算法比静态传感器阵列具有明显优势。     

基于压缩感知理论的声矢量阵方位估计方法

水下目标在方位估计搜索空间中具有稀疏性,基于声矢量传感器阵空间稀疏模型实现小样本条件下的方位估计,结合压缩感知(CS)理论框架下方位估计的特点,通过对平滑l0范数快速精确的求解来估计目标方位角,该方法具有运算速度快、高分辨的特点.通过实验仿真从运算时间、分辨力等方面与常规波束形成(CBF)算法和最小方差无失真响应(MVDR)算法进行比较分析,验证了该方法的可行性与有效性.     

基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向跟踪算法

针对在空域非均匀噪声环境下目标定位跟踪问题,提出一种基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向(DOA)跟踪算法.首先结合噪声协方差矩阵估计结果实现对传感器接收信号的预白化处理,进而确定加权参数值,提出一种加权参数固化的最大能量算法,从而在声压与振速域噪声功率比未知的条件下提高了DOA估计精度.在此基础上,利用最大能量定向估计子输出信息来构建运动目标的量测方程,并在容积Kalman滤波框架下实现对于动态声源的状态跟踪.理论分析与仿真结果验证了算法的可行性和有效性.     

光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究

介绍了一种运用光纤束传感器结合双条纹编码盘、测量轴系扭振的系统.论述了该测量系统的实现原理、系统构成、采样时间对扭振测量精度的影响,以及系统误差.将该系统在某型号航空设备上进行模拟实验,验证了该测量系统具备高精度、安装方便、抗干扰能力强等优点,对于回转机械的扭振检测和故障诊断具有很好的实用价值.     

基于双通道异步采样的振动传感器测量方法

高精度振动传感器数字闭环系统对采样精度和实时性有很高的要求.为了解决测量环节中采样速率和精度相互制约的问题,提出一种对振动传感器信号进行双通道异步采样,在高速通道进行自适应Kalman滤波,同时利用低速通道的数据进行实时精度补偿的测量方案.考虑到数字闭环系统对采样率、高精度和实时性的要求,详细设计了双通道异步测量电路和异步数据融合算法.仿真实验表明:该方法精度上比传统方法有了明显提高,并且实时性优于传统的抽样率变换方法.     

基于单矢量传感器的强干扰噪声抑制方法

通过对单矢量传感器各通道输出不同形式的组合可以抑制干扰噪声,但高次乘方和最小均方误差准则2种方法包含非线性运算,使目标信号产生失真;常用的线性运算方法只能完全抑制与目标方位相差一固定值的干扰信号。对单矢量传感器各通道授予不同的权重系数并进行线性运算,根据最小噪声功率输出准则,在不降低目标信号信噪比的同时,通过调节权重系数,可抑制各向同性噪声场中任一方位的强干扰信号。仿真显示:本方法可在不降低目标信号信噪比和保证目标信号不失真的前提下,完全抑制与目标方位相差70°～290°范围内任一方位的强干扰噪声。     

MPSO-SVM的压力传感器的非线性校正研究

为了消除压力传感器受温度变化和电压波动的影响而产生的非线性特性,提出了改进粒子群优化支持向量机(MPSO-SVM)非线性校正,利用改进粒子群首先对支持向量机的参数进行搜索寻优,通过建立压力传感器输出特性与其实际电压值之间非线性映射关系的校正模型,再根据支持向量机具有逼近任意非线性函数的特点,实现压力传感器非线性校正。实验结果表明,压力传感器的最大相对波动从原来的22.2%降为0.12%,有效地消除了温度和电压波动的影响,此方法实现简单、成本低,具有实用价值。     

阵列式MEMS仿生矢量振动传感器研究

针对在同一个物理测试过程中,往往会遇到很多所需测量振动信号的大小和频率在大范围内变化,而一个振动传感器很难满足测试要求的情况,提出了一种四单元集成阵列式仿生矢量振动传感器,4个微结构传感器量程分别为:10,100,500,1 000 gn。在分析敏感结构数学模型的基础上,用ANSYS软件对阵列敏感元件进行仿真,最后对加工好的传感器进行了相关的测试。测试结果表明:该阵列式振动传感器在二维方向的灵敏度高,线性度好,输出稳定性好。量程为100 gn传感器x向灵敏度为2.6134 mV/gn,线性度为0.99991,y向灵敏度为2.5563 mV/gn,线性度为0.99968。     

密度法乳化液浓度传感器研制

在分析密度法乳化液浓度在线检测技术原理的基础上,成功研制了一种密度法传感器样机。地面实验室对比测试结果表明：该样机在测量精度、一致性、线性度三项技术指标上均比市面常用的折光法产品高出1个数量级,对于极索MS10—5（G）型乳化液测量绝对精度达到0.1%以内。井下工业性试验结果表明：该产品工作稳定,满足煤矿井下使用需求,具备良好的推广价值。     

基于支持向量机的传感器管理技术研究

传感器的优化管理是影响多传感器目标分配问题的重要环节。在分析传感器管理基本要求的基础上,提出了一种基于支持向量机(SVM)的新型目标判定方法。利用SVM算法能够对经验风险和置信范围进行有效控制的优点,以进行多传感器系统的融合预测与可靠性检测,最终实现了在实测数据和可靠的目标预测信息下,对传感器资源的有效管理。仿真实例证明了该传感器管理方法的合理性和有效性。