非平稳环境下主动声呐检测器研究

针对在水下存在多途、混响及噪声边缘等非平稳背景条件下主动声呐检测器的检测性能,给出了一种变异指数的恒虚警率(Variability Index Constant False Alarm Rate,VI-CFAR)检测器。VI-CFAR结合了单元平均恒虚警率、最大选择恒虚警率和最小选择恒虚警率的检测算法,它在均匀平稳环境和非平稳环境下都具有较强的自适应性。理论分析和仿真结果表明,该检测器在均匀平稳背景下的检测性能与单元平均恒虚警率检测器相似,在多途、混响等干扰背景条件下具有较强的抗干扰能力,在噪声边缘背景下有较好的虚警概率控制能力且运算量小,是一种稳健的检测器。     

非高斯混响背景下一种自适应CFAR检测器的研究

在浅海波导中混响是主动声纳系统的主要干扰,为了抑制混响,通常采用宽带发射信号和大孔径发射、接收阵。这两种方法都减小了混响的分辨单元．因此经波束形成和匹配滤波后提高了信混比。然而这也带来了负面影响,即分辨单元内混响包络的分布偏离了传统假设的瑞利分布,出现了高尾的非瑞利分布,导致匹配滤波器虚警概率提高。为了得到恒虚警检测器,需要对混响进行更精确的建模。通过理论和实际数据分析表明,利用多变量椭圆轮廓分布可以很好的建模浅海混响的统计特性。在混响建模为多变量椭圆轮廓分布模型的基础上,利用GLRT理论可以得到一种自适应CFAR检测器,通过实验数据分析,自适应CFAR检测器较之常规匹配滤波器,其信混比（SRR）可提高3dB。     

复杂非均匀背景下的鲁棒声呐恒虚警检测算法

针对复杂非均匀水下环境中目标检测问题,提出了一种基于背景统计特性的鲁棒声呐恒虚警(Background Statistical Characteristics based Robust Sonar Target Constant False Alarm Ratio,BSCR-CFAR)检测算法。该算法将自动删除平均级检测(Automatic Censored Mean Level Detection,ACMLD)和排序统计恒虚警(Order Statistic CFAR,OS-CFAR)检测算法引入可变指数恒虚警(Variability Index CFAR,VI-CFAR)检测算法中,并通过评估背景特性,自适应选择更匹配的CFAR检测方法。仿真和声呐实测数据分析结果表明,相比较单元平均恒虚警(Cell Average CFAR,CA-CFAR)、单元平均选大恒虚警(Greatest of CFAR,GO-CFAR)、单元平均选小恒虚警(Smallest of CFAR,SO-CFAR)和OS-CFAR、VI-CFAR等检测算法,该算法在混响边缘、混响区、单/多强离散干扰等典型非均匀背景下的恒虚警检测保持了良好的鲁棒性。     

雷达非合作目标恒虚警检测和分类一体化方案

提出一种雷达识别非合作目标的检测和分类一体化方案。用广义序贯拒绝检验的方法把目标检测和分类作为一个问题来处理。不同种类的目标用隶属于由投影矩阵确定的不同子空间上的随机信号建模。观测数据“并行”通过具有恒虚警（CFAR）能力的各“局部”检测器,各检测器输出的逻辑位通过逻辑电路最后选择一个目标输出。详细评价了新方案的工作性能。仿真结果表明,本方案在以给定的虚警率检测到目标的同时,也能正确地对目标进行分类。     

地震动非平稳特性对结构非线性响应影响的分析

虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是其对结构非线性响应的影响却一直没有较为深入的研究。传统的反应谱和功率谱缺乏对地震动时间信息的表达,而由小波变换得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性。更为重要的是,小波变换可以将地震动能量在时间上的分布进行调整而不改变能量在频率上的分布,对考察地震动非平稳性对结构非线性响应的影响非常有利。利用小波变换的上述优势,对比分析了三条实际地震动记录对一榀钢筋混凝土框架非线性时程响应的影响,通过调整其中一条记录的能量在时间上的分布,清楚地表明地震动能量在时间上的集中对结构响应非常不利,并由此提出了有效峰值的概念来定量反应这种表现为能量集中的地震动非平稳性。     

空旷平坦地面非平稳强风湍流特性研究

根据1128h的实测强风风速样本,对某空旷平坦地貌下10 m高度处的非平稳强风风场湍流特性进行了研究。基于平均风速在基本时距内的平稳性,建立了非平稳强风风场的平稳风速模型和非平稳风速模型,分别计算这两类模型下的各风场湍流特征参数并加以对比。结果表明:55%的实测风速样本具有较强的非平稳性,采用非平稳风速模型更能反映实际风场风速;研究湍流特征参数随平均风速的变化规律,其中湍流强度随风速变化不明显,主要集中在0.16~0.20,大于我国现行荷载规范规定的B类场地10 m高度湍流度值0.14;阵风因子随平均风速减小,湍流积分尺度则随之增大;相对于其他风速谱,Davenport谱更能准确描述强风风场的能量分布。     

基于同步压缩变换和局部替代数据的非平稳振动信号分解方法

实际工程振动信号往往包含非平稳信息,时频分析是一种目前最为常用的非平稳信号分析方法。同步压缩变换把小波时间-尺度平面转化成了时间-频率平面,提高了时频分辨率。替代数据在时频上可对信号平稳性进行检验。采用同步压缩变换时频分析和替代数据检测信号平稳性。结合局部替代数据,在时频面上通过评价时频幅度谱的统计特性,对平稳和非平稳成分进行分解。保持原信号相位谱,将分解的成分用同步压缩反变换恢复出时域信号,提供了一种将非平稳信号分解成平稳和非平稳两部分成分的方法。数值算例验证了该方法的有效性。     

非平稳多维多点虚拟激励法的快速模拟方法

为研究实际地震动非平稳性与空间效应的快速模拟方法,运用绝对位移直接求解非平稳多维多点虚拟激励法,不必将绝对位移分解为拟静力位移项及动力相对位移项,避免求解静力影响矩阵的繁琐;将非平稳激励响应转换为一系列确定性外力作用下运动方程瞬态解,以有限元软件ANSYS瞬态分析模块为平台,在结构有限元模型各支撑处激励方向设置大质量块后,直接将地震虚拟激励荷载施加于大质量块,实现绝对位移求解动力方程,提高随机振动响应计算效率,高效地在通用有限元软件中实现多维多点非平稳虚拟激励法,避免自编程序的繁琐,简化实现方法,使多维多点非平稳虚拟激励法在理论及工程应用中获得进一步拓展。     

岸基雷达的海杂波特性分析及抑制方法研究

介绍岸基雷达的海杂波幅度分布、相关性、海杂谱和与海杂波反射面积相关的参数等特性,针对这些特性提出与岸器雷达系统设计相应的海杂波抑制措施,并重点研究基于雷达回波相关特征的海杂波抑制方法,仅作参考。     

协整系数矩阵的非平稳工程系统故障诊断应用研究

对于非平稳工程系统,若系统变量是一阶单整的,则可以建立变量间的协整关系模型,通过理论分析证明,协整系数矩阵可作为故障空间的特征参数用作系统的故障诊断。非平稳系统变量首先要通过单位根检验以证明其一阶单整,然后使用Johansen检验法估计出协整系数矩阵,即特征参数,使用一对多分类的支持向量机(SVM)算法进行故障数据的训练和测试。使用液压舵面故障仿真系统作为试验平台,使用输入指令、舵面角度等5个一阶单整的系统变量作为协整变量,其估计出的协整系数矩阵作为特征参数,结果表明协整系数矩阵作为特征参数,SVM作为数据分类方法,具有很好的故障分类效果。     

结构非平稳随机响应方差矩阵的直接精细积分计算

对于受演变随机白噪声或有色噪声激励的结构，对其方差矩阵推导了相应的微分Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程，并用精细积分方法建立了倍步长与等步长积分格式，使一大类以往难于得到精确解的问题，能迅速地在计算机上得到具有很高精度的解答。并用其它文献上的例题验证了本文给出方法的精确性及极高的计算效率。     

微量元素对微合金非调质钢组织和性能的影响

研究了微合金元素Ｎ,Ａ１,Ｔｉ对热加工用非调质钢３０ＭｎＶＳ和冷加工用非调质钢２５ＭｎＶ组织和性能的影响。对于３０ＭｎＶＳ钢,定义了一个特征函数Ｚ,Ｚ值大于０．１４时,组织和性能较理想。对于２５ＭｎＶ钢,低Ｔｉ、高Ａ１钢具有更好的组织和性能。     

基于图非负矩阵分解的图像配准

本文提出一种新的利用图的谱对应绝对值特征向量的非负矩阵分解图像配准方法.首先利用图像特征构造了无向权图的非负权矩阵,通过非负矩阵分解得到了包含原始图像全部特征的特征基图像;然后将非负权矩阵谱对应绝对值特征向量作为非负矩阵分解的初始值进行迭代,既能反映图的结构特征信息,又能提高图像的匹配率;最后在特征基向量空间找到了两图...     

山竹台风的非平稳风特性研究

依托台风山竹侵袭过程中深圳地区356 m高度气象梯度塔获得的实测风速序列,采用离散小波变换(discrete wavelet transform, DWT)和集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)方法提取风速序列中的时变平均风速,对平均风速剖面以及湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度、脉动风速谱等脉动特性进行分析,并与平稳模型方法(stationary model method, SMM)的结果对比。结果表明：台风的实测平均风速剖面受平稳性影响较小,不同方法计算得到大风时段的地貌粗糙度指数均接近规范C类地貌的取值0.22;不同的时变趋势项提取方法计算的脉动风场参量存在差异,考虑非平稳性后,湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度计算结果相对SMM偏小,其中湍流积分尺度差异尤其明显;SMM的湍流强度接近规范D类地貌的推荐值;SMM计算的湍流积分尺度和AIJ—2004的建议值接近;SMM和EEMD计算得到的脉动风速谱和Karman谱一致,而由DWT计算的脉动风速谱在低频处偏小。对比台风非平稳性研究方法,EEMD方法较DWT方法合理。     

黏弹性耗能结构系统非均匀和完全非平稳响应的精细积分格式

为建立黏弹性耗能结构及其保护系统的抗震分析与设计方法,结合虚拟激励法对设置支撑的Maxwell阻尼耗能系统均匀与非均匀非平稳、完全非平稳随机地震响应的数值分析方法进行了系统研究.构造设置支撑的Maxwel阻尼耗能系统,通过扩阶方法建立结构动力方程;基于高效的虚拟激励法,提出了均匀与非均匀非平稳、完全非平稳响应的简谐-指...     

目标距离对雷达光电轴匹配检查结果的影响

在雷达光电轴匹配检查中,雷达跟踪目标的距离不等于光电轴匹配检查所要求的目标距离时,雷达光电轴匹配的真实状态可以通过对瞄准镜检测结果进行修正而得出,从而降低了对目标距离的要求。     

刚架结构物理参数的随机性对其非平稳随机响应的影响

文中研究了随机刚架结构的非平稳随机响应问题.考虑结构在非平稳随机激励下其物理参数的随机性,从结构非平稳随机响应的表达式出发,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特征的代数综合法,导出了结构位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式.通过算例,考察了结构物理参数的随机性对结构动力响应均方值随机性的影响,获得了若干有意义的结论.     

溶液浓度和非溶剂比例对PVC膜形貌和疏水性能的影响

目的 研究溶液质量分数和非溶剂体积分数对PVC薄膜表面形貌和疏水性能的影响,以获得具有超疏水表面的PVC薄膜。方法 以四氢呋喃为良溶剂、乙醇为非溶剂,利用非溶剂诱导相分离的原理,采用旋涂法在玻璃基底上制备超疏水的聚氯乙烯（PVC）涂膜;通过对PVC样品的疏水性、表面形貌、结晶性能和热性能进行分析,探究溶液质量分数以及非溶剂的体积分数对PVC样品性能的影响。结果扫描电镜和接触角测试表明,添加一定体积分数的乙醇使得所制备的PVC样品形成了多孔膜层以及纳米级聚合物球粒,从而提高了PVC样品的疏水性。XRD测试结果表明,添加乙醇并不会改变PVC样品的无定形结构。结论 PVC溶液质量分数对所制备PVC样品的疏水性能和表面结构没有明显影响,乙醇体积分数为30%～40%时,可形成表面水接触角大于150°的超疏水表面。     

自激非平稳振动数据驱动的拉索动力性能表征

跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动,基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征,并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征,提出基于振动加速度时间序列信号上包络线高斯混合模型和频域功率谱的拉索风致自激振动非平稳段自动提取方法。提出基于各自激振动非平稳时间序列进行主导频率识别,并采用带通滤波后的最后1个下降段数据进行阻尼比识别的策略,排除了振动幅值上升段环境风自然激励带入能量对阻尼比识别的干扰。基于各自激振动非平稳段主导频率-阻尼比的识别结果,通过对频率值进行聚类,得到各阶模态对应的模态频率-阻尼比数据簇。根据阻尼比数据的离散、偏态特征提出采用对数正态分布模型的eμ和其累积分布函数的分位值来描述拉索阻尼比统计规律。采用各数据簇的频率质心以及阻尼比概率特征参数作为表征拉索动力性能当前状态的指标。针对背景工程的主要结论包括：桥梁拉索振动加速度信号噪声强、干扰大,在动力特征分析时须排除类似干扰;桥梁拉索的自激振动加速度幅值最高已超过3000 mm/s²,振动幅度较大;桥梁拉索的阻尼比平均水平约...     

磁场非平衡度对CrN_x镀层性能的影响

使用具有不同非平衡度的磁控管直流磁控溅射技术沉积CrN_x镀层,并用Langmuir探针诊断、高斯仪测量、Ansys软件模拟等手段进行表征,研究了磁场非平衡度对溅射等离子体的空间分布状态以及CrN_x镀层的微观结构、硬度及摩擦性能的影响。结果表明:低非平衡度磁控管（K为2.78）将多数离子束缚在靶材表面大约6 cm范围内,而对于高非平衡度磁控管（K为6.41）则在此区域没有类似的高密度等离子体存在。随着磁场非平衡度的增大,CrN_x镀层的厚度递增,物相结构也从Cr+Cr₂N依次向Cr+Cr₂N+CrN和Cr₂N+CrN转化,且镀层的平整度和致密性随之明显改善。同时,CrN_x镀层的硬度随着非平衡度的增大而提高,摩擦系数则随之减小。