基于小波变换的风洞连续信号降噪分析

针对传统的低通滤波方法会丢失连续信号的有用部分、难以真实反映飞行器气动力非线性或突变区域的信号特征的问题,提出一种基于小波变换的阈值降噪方法。从小波变换理论出发,使用Matlab小波分析工具箱中自带函数对信号进行降噪处理。通过分析发现,通过db24小波处理后的结果与原信号的相似度更高,降噪效果更好,并通过风洞连续变迎角试验数据进行验证。分析结果表明:该方法在降低噪声影响的同时,较好地保留了飞行器模型气动力非线性或突变区域信号的非局部平稳特性。     

互相关与分段幅值谱相结合的阻尼比估算方法

为解决采用时域衰减法从强干扰背景中准确提取结构阻尼比的难题,提出了互相关与分段幅值谱相结合的阻尼比估算方法。引入辅助正弦信号,推导出其与测量数据的互相关函数表达式,结果显示可以利用互相关函数进行阻尼比计算。分段截取互相关函数做FFT变换,利用相邻数据块的幅值谱计算结构阻尼比。仿真计算结果表明:该方法阻尼比计算精度高、结果稳定,抗干扰能力强,明显优于单一互相关法或分段幅值谱法,可以应用到实际工程中进行阻尼比测量分析。     

Optotrak 光学跟踪测量仪在风洞迎角测量的应用

针对风洞试验中采用迎角传感器进行角度精确测量时存在较大误差的问题,提出一种利用震动实时修正方法和三维坐标转换算法。通过分析Optotrak光学跟踪测量仪的工作原理,将Optotrak采集轴系转换成以试验侧壁板为基础的参考轴系,根据该参考轴系中模型上Marker点测值变化,直接计算出迎角的变化量,并采用了C++ Builder与OpenCV混合编程的方法进行验证。分析结果表明：该方法测量出模型的迎角,测量精度＜±0.015°,测量精度优于攻角传感器测值,具有数据精准,抗振动干扰能力强,响应频率高,实时性好等特点。     

某超声速风洞测控系统

针对大型暂冲型超声速风洞的特点,设计某超声速风洞测控系统。介绍该系统的总体设计、各子系统关键技术,如总压串级控制、迎角机构冗余控制、OPC等技术的应用和相关技术指标,分析风洞运行的控制方式,给出第一期流场调试和标模试验结果。试验结果表明:该系统能实现控制节点分散,指挥调度集中、信号测量采集精准的设计要求,具有较高的自动化程度和拓展能力,利于国内自主开发。     

水声定位多阵元跳频编码的模拟退火算法优化

采用跳频编码对水声定位阵元进行编码,编码之间的互相关函数直接影响时延估计精度,提出以互相关峰最小作为编码优化目标.在上述分析的基础上,通过模拟退火算法优化对编码进行组合优化.试验结果表明,通过优化后的跳频编码对水声定位阵元进行编码,可以实现水声信号扩频,减小阵元信号间相互影响的作用.     

风洞试验中迎角视频测量的不确定度研究

姿态角动态测量精度对风洞试验至关重要,姿态角的视频测量技术因对风洞模型设计无要求,受到国内外风洞试验机构的青睐。为此,开展迎角视频测量的不确定度研究,以评价其测量数据的精度,给出其系统误差的补偿方法,即在风洞试验结束后,采用高一个等级计量标准的角度静态测量仪器测量此时的模型姿态角,用该测量结果替换视频测量估计值,可消除视频测量方法的系统测量误差,并在2 m超声速暂冲式风洞进行试验。3组迎角视频实测数据表明:各阶梯迎角测量数据的标准差在0.002 2°～0.009 4°之间,迎角实测估计值的标准不确定度≤0.003°,故姿态角视频测量系统的迎角精密度≤0.009 4°;同时,此方法既不破坏模型的外形,又不改变模型的刚度与强度,具有实用价值。     

基于经验模式分解的广义互相关时延估计

提出一种基于经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的广义互相关时延估计方法,用来解决信号非稳态且采集信号的各个通道间存在相关性噪声的条件下如何提高时延估计精度的问题.利用EMD处理非稳态、非线性信号具有良好的自适应性的特点,将声信号分解为多个本征模态函数(Intrinsic ModeFunction,IMF),然后对相应的IMF进行互相关获得多尺度时延值.针对多个时延值不相等的问题,给出了选择精确时延的频谱一致性和时延矢量匹配两个准则,提高了该方法的实用性;并将这一理论应用于声阵列对声源的定位.试验证明:该方法能够在信号非稳态且采集信号的各个通道间存在相关性噪声条件下实现时延的精确估计,并提高了定位精度和时延估计的稳健性.     

基于Matlab GUI的风洞信号小波分析处理软件

为提高试验数据的精确性,在 Matlab GUI 编程的基础上,利用 Matlab 丰富的小波分析工具箱设计实现基于Matlab GUI的风洞信号小波处理软件,并进行实际应用.应用结果表明:该软件能实现对风洞信号的小波阈值降噪、小波分解和小波系数分析等功能,为进一步提升风洞信号分析处理能力提供技术支持和数据支撑.     

基于二次相关水下声源定向(时延)研究

以三基元线列阵为例，介绍了利用两个互相关函数的再作互相关的时延估计方法（二次相关），并给出了它的快速计算方法。通过计算仿真结果证明这种方法对低信噪比下窄带和单频信号具有较高时延估计精度。     

基于二次相关的时延估计方法研究

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。     

一种用于靶场多台站的时间同步电路设计

在靶场组网测试中,测试终端和多个测试分站间的时间同步直接影响测试参数准确性,为提高时间同步精度,基于SOPC技术和GPS授时相结合设计了测试分站时间同步电路。通过GPS接收机输出1PPS脉冲信号作为测试站的时间基准信号,在FPGA中设计Nios II处理器及相应的逻辑模块,由Nios II处理器通过中断信号提取当前时刻的UTC时间信息,逻辑模块实现本地时钟与GPS-1PPS脉冲信号的时间差,最终得出精确的微秒级UTC时间。该电路具有精度高、功耗低、集成度高等特点,对实现测试系统集成优化设计,提高系统的可靠性、灵活性、稳定性具有重要意义。     

分布式测试系统同步时钟校准的频率测量方法

针对传统的授时系统不适合分布式测试中时间同步的问题,提出了一种利用GPS和无线电广播的方式对分布式测试系统进行时间同步及时钟校准的方法.该方法通过主站提取GPS的时间信息和1 PPS脉冲并编码为授时命令,基站接收到授时命令后,立即解码产生时间同步信号,基站利用该信号对内部时钟进行频率校准,使各基站的时钟达到高精度的时间同步;当校准触发信号有效时,进入时钟校准模式,时钟校准电路在16个1 PPS脉冲内对晶体振荡器的频率进行精确测量,再根据时钟校准原理计算出晶振的偏差以及外部触发事件发生时的校准时间.实验结果表明,时钟校准后,各基站之间事件同步触发误差均为微秒量级,系统可靠性高、实时性好,可以广泛使用.     

基于 CEP 的精确空投着陆精度评定方法初探

为科学、准确、客观地评定精确空投着陆精度,提出精确空投着陆精度的评定方法。借鉴圆概率误差(circular error probable,CEP)的评定方法,通过对空投试验的误差分析,获取着陆点的误差数据,剔除异常数据。对试验样 本进行正态性检测以及相关性检测后,采用相应的数学统计方法计算 CEP。结果表明,该方法能为评定精确空投系 统的性能提供数据支撑。     

智能雷弹被动声定位精度问题

主要研究反直升机被动声定位的精度问题．建立了定位的计算模型,重点分析了影响定位精度的因素,论证了保证定位精度所需要的采样率和采样分辨率,论证了采用高频窄带信号来提高时延估计计算精度的可行性,使得定位精度可以达到５％ 以上．还分析了一种压缩信号频谱方法来提高相关分析的分辨率,从而提高雷弹的定位精度．并在此基础上设计了实现目标识别和定位的系统结构原理框图．     

基于测角元和高程信息融合的弹道定位求速

针对靶场试验中只有单站光学测角数据的不完全测量情况,讨论了如何结合遥测高程信息,得到目标的位置和速度参数.建立了弹道参数的节省参数模型、测元真实信号模型.运用联合处理手段,采用改进Gauss-Newton法求解方程,给出了相应的仿真计算.结果表明,基于现有光测设备和遥测高程精度,弹道解算精度能基本满足要求.尤其是在大部分跟踪段落有多站数据,较短时间内只有单站测角数据时,能给出全程弹道,以满足精度分析与试验鉴定的需要.     

模糊控制在存在总线延时的导弹控制系统中的应用

数据总线传输方案能够有效克服传统通信的弊端,改善导弹控制系统性能,但由于信息传输分时复用通信总线,系统延时不可避免．在对延时影响进行简要分析的基础上,提出了利用模糊调节来解决导弹控制系统中总线传输延时问题．该方法通过模糊控制调节PID控制器输出,实现对延时影响的补偿,并引入最速下降优化算法,对模糊控制器参数进行在线调整,进一步改善系缔性能．通过仿真实验,验证了上述方法的有效性．     

时延估计软件包设计

基于时延估计的软件包,包括相关和广义相关、相关峰内插和自适应滤波算法、自适应内插、高阶累积量自适应时和双谱等8种典型时延估计算法.该软件包采用交互式人机对话,均可用输出图形方式表示计算结果,所采用的测试信号可方便替换.其数据长度、信噪比可手工输入设置,以便于在各种方法之间进行比较和评估.     

基于chirp 信号的导弹伺服机构动态测试系统

针对常规导弹伺服机构动态测试方法存在的不足和动态测试需求,设计基于chirp信号测试的导弹伺服机构动态测试系统.系统由数据采集和信号发生功能模件、伺服放大器电路、信号调理电路、显示器、鼠标/键盘和打印机等组成.硬件采用研华IPC-610L工控机和PCI-1706U多功能数据采集卡,并用C#编程实现人机交互界面.系统具有系统自检、激励信号产生、测试数据的采集、数据处理和测试数据管理功能.在测试过程中,系统产生超低频信号,并同步采集输入激励和响应输出,采用 chirp 信号作为激励信号,充分激励模态,应用 FFT 变换,完成导弹伺服机构的动态性能的测试.测试结果表明:该系统能快速准确地获得系统频率特性,缩短测试时间.     

基于视频技术的车辆速度测量方法

基于视频技术的车辆速度测量,采用2个相同图像传感器实时采集沿途视频信息并数字化处理,再使用积相关运算处理实验数据.即对第1路视频信号中的某帧图像与第2路视频信号作相关运算,得到最大相关系数时计算的帧数,然后得到整个过程所经历的时间,进而求得速度.其连续求得运行速度的过程即为重复此运算的过程.