Wigner-Ville分布及在信号分析中的应用

给出了Wigner-Ville分布的定义和一种基于快速Fourer变换的有效算法,利用该算法对模拟单分量信号和模拟多分量信号进行了计算和比较分析,结果表明:单分量信号的Wigner-Ville分布具有很好时的频聚集性,而多分量信号的Wigner-Ville分布将会产生交叉项.这些特性说明Wigner-Ville分布对单分量信号处理具有很好的优越性,而对多分量信号则有很好的识别作用.     

基于经验模态分解的Wigner-Ville分布交叉项抑制方法

针对Wigner-Ville分布（Wigner-Ville distribution,简称WVD）在多分量信号时频表示中固有的交叉项问题,提出了一种结合经验模态分解（empirical mode decomposition,简称EMD）的WVD交叉项抑制新方法。对待分析信号进行经验模态分解,得到一系列本征模态函数分量,为了进一步保证本征模态函数分量之间的正交性,对本征模态分量进行独立分量分析（independent component analysis,简称ICA）,根据WVD定义,正交信号之和的WVD等于正交信号WVD的和,通过分别求分解分量WVD并求和的方式,得到最终的WVD时频表示,可以有效抑制多分量信号WVD的交叉项,并保持WVD的时频聚集性。     

基于相位解卷绕的膛内弹丸运动信号处理

国内外常规靶场主要使用微波干涉仪测量膛内弹丸纵向运动多普勒信号,根据膛内弹丸位移与其相位存在的线性关系,精确计算位移参数。针对一般Hilbert变换相位线性化存在的计算复杂度高、运算量大等不足,提出采用数字信号相位解卷绕算法对Hilbert变换得到的相位进行处理,使相位曲线连续化的方法。试验表明,该方法程序实现简洁、易调试、效率高,成功应用于某型号火炮实弹射击内弹道运动参数测量中。     

弹丸在膛内运动的回波信号瞬时频率估计方法研究

微波干涉仪可获取含内弹道运动信息的多普勒回波信号,为有效地估计回波信号的瞬时频率,利用短时傅里叶变换、Wigner-Ville变换、多项式调频小波变换（PCT）等方法对含有不同噪声的模拟弹丸回波信号和真实的弹丸回波信号进行分析和对比。研究结果表明：多项式调频小波构造匹配变换核的PCT方法时频聚集性最好,瞬时频率估计精度最高,并具有一定的抗干扰能力,说明PCT方法适合于弹丸在膛内运动回波信号的瞬时频率估计。     

基于多项式相位信号的改进MUSIC算法

基于特征值分解的MUSIC算法是建立在窄带信号模型的基础之上的,因此当信号是宽带条件下,普通的MUSIC算法将会出现估计误差。多项式相位信号（PPS）是典型的宽带信号,文中针对多项式相位信号,对普通的MUSIC算法进行改进。通过利用非线性相位信号基底正确划分信号子空间与噪声子空间,从而实现对多项式相位信号的精确DOA估计。仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

区间多项式零点的分布

本文对正系数及复系数区间多项式零点分布问题进行了讨论，给出了三条零点估计准则。     

基于联合Wigner-Ville分布—随机Hough变换改进算法的线性调频信号参数快速估计

为了解决传统Hough变换(HT)庞大的计算量和存储量的问题,提高对线性调频( LFM)信号参数估计的实时性和准确性,根据Wigner-Ville分布(WVD),得到含噪单分量LFM信号的时频特性,利用最大值法进一步估计出瞬时频率;截取一段频率估计值,利用随机Hough变换(RHT)实现LFM信号的参数估计。仿真分析表明,与传统WVD-HT相比,该算法的运算量明显减少,约为WVD-Hough的1/3,并且参数估计精度高于WVD-Hough算法,具有校强的实用性。     

基于合成信号瞬时频率的WVD交叉项能量分布规律

多分量信号的WVD变换将会产生交叉项,为研究交叉项能量分布规律,采用了信号合成的方法,对分量信号之间的互相关项进行了合成.根据合成信号的瞬时频率推导出交叉项的能量分布规律,并证明已有关于交叉项分布规律的研究结论只是其中一特例,最后进行了仿真计算,验证了结论的正确性.     

基于锥膛炮的弹丸弹裙膛内阻力研究

针对锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点,分析了锥膛炮直膛段弹丸后弹裙与膛壁之间摩擦阻力的变化过程和锥膛段弹丸弹裙高速冲击锥膛受到的挤压阻力变化过程;建立了弹丸弹裙膛内阻力数学模型;根据所建模型进行了编程计算,得出了弹裙膛内阻力-位移变化曲线、膛压-位移曲线和速度-位移曲线,计算结果与实验结果一致。研究结果可为锥膛炮内弹道设计和弹丸结构优化提供参考。     

基于解析法的电磁发射弹丸内膛磁场分布特性分析

电磁轨道发射装置膛内的磁场分布特性对制导弹丸的器件布局设计非常重要。对电磁轨道发射装置膛内的强磁场环境进行了分析,基于毕奥-萨伐尔定律推导了考虑弹丸运动位移和电流趋肤深度下膛内磁场的计算公式。通过时谐分析方法并采用数据拟合的方式得到了电感梯度与电流频率和弹丸运动位移的函数关系,用以分析弹丸的内弹道运动特性。采用时频分析方法得到了电流趋肤深度随时间的变化关系,从而建立了弹丸中轴线磁场分布特性求解的三维解析计算模型。以实验室的电磁发射装置为例,采用试验电流数据作为输入,对内膛弹丸处磁场分布特性进行解析计算。结果表明：弹丸中轴线的磁感应频率在450 Hz以下,磁感应强度峰值达到0.4 T,并沿弹丸长度方向迅速衰减,100 mm处的磁场基本降为0. 利用磁探针的测试数据验证了理论计算模型的正确性。     

弹丸膛内运动模型的研究

本文给出了弹丸膛内运动方程,提出了弹丸前定心部与炮膛内壁的两种接触方式,分析了弹丸在前定心部紧贴膛壁时的运动情况。     

弹丸在膛内的一般运动微分方程

本文建立了非对称弹丸在考虑火炮运动的膛内的一般运动微分方程组;推导了非对称弹丸在膛内所受的力和力矩的具体表达式;该方程组可用于对弹丸的任何膛内运动状态(定心部不与膛壁接触、与膛壁碰撞、贴膛)的运动进行求解,进而可计算弹丸的起始扰动.最后给出了解除弹丸质心的移动与绕心转动微分方程的耦合的弹丸运动微分方程。     

基于PSD的弹丸膛内运动姿态测量系统研究

阐述了利用光电位置敏感传感器、半导体激光器、高速数据采集卡及计算机系统设计开发弹丸膛内运动姿态测量系统的体系结构和工作原理。研究了基于PSD的能直接在野外靶场试验使用的弹丸膛内运动姿态测量系统技术方案,研制了测量系统样机,并进行了系统的射击试验验证,给出了某火炮的靶场试验处理结果。试验结果表明,该系统具有测量精度高、测量处理速度快、自动化程度高、安装调试简单等优点。     

基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试

针对膛内高冲击高过载的恶劣环境以及对光、磁信号的屏蔽作用,使得弹丸旋转速度难以准确获取的问题,提出了基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试方法。该方法利用弹载测试仪准确获取弹丸在膛内的轴向加速度信号,同时结合炮膛缠度和炮管口径信息,得出高速旋转弹丸在膛内整个过程的旋转速度。通过对实际测试数据分析表明,该方法能够准确测出旋转弹丸在膛内的转速,测试数据精度能够满足测试要求。     

恢复系数对弹丸膛内运动参数的影响

弹丸膛内运动过程中,将其前定心部和膛壁碰撞的恢复系数看成定值,不能真实反映弹丸运动过程。实际上,恢复系数是随前定心部撞击膛壁的速度而变化的。通过对弹炮模型简化成的单球碰撞系统进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部径向速度变化的函数关系。将上述关系应用于弹丸膛内运动的数学模型,计算结果与测量结果基本一致,因此考虑恢复系数的变化具有一定的合理性。     

基于多片ADSP的PPS雷达信号参数估计算法实现

采用四片ADSP-TS101S构成的雷达信号参数估计平台,实现了基于三次相位函数的多项式相位信号参数估计算法。该算法只需要通过二阶非线性变换即可实现PPS的参数估计。硬件实验表明,该算法可在低信噪比条件下准确地估计PPS参数,并且通过多片流水式的并行处理,最大限度地节省了估计时间。     

魏格纳-维尔分布交叉项抑制方法综述

魏格纳-维尔分布(WVD)交叉项抑制一直是时频分析领域的研究热点之一,已有相当多的交叉项抑制方法被提出来并得到应用。综述了能量分布方法、信号分解方法、多谱图叠加法和其他类方法,并对各类方法的优缺点作了全面总结和分析,最后,对魏格纳-维尔分布交叉项抑制提出了一些参考性思路,如利用小波分析工具、分数阶傅里叶变换工具,以及多种方法综合应用等。     

弹丸结构参数对膛内运动的影响分析

基于弹性碰撞的恢复系数,提出一种重点考虑弹丸设计参数的弹丸膛内运动模型,分析了弹丸的主要结构参数对膛内运动的影响。模型中没有采用把恢复系数看作常数的近似方法,而是对弹炮系统的简化模型进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部径向速度变化的函数关系。以155 mm榴弹的特征参数为计算量,对影响弹丸膛内运动的各因素进行了实例计算和分析。结果表明:弹丸结构参数的变化与膛内运动特性之间存在一般规律性,对选用合理的弹丸结构来保证膛内运动的正确性有一定的应用价值。     

基于综合时频检测的雷达信号脉内特征提取

通过对小波变换法、Wigner—Ville分布等典型雷达信号脉内特征提取方法优缺点的分析,提出了一种将小波变换法和Wigner-Ville分布提取的结果进行截断综合的综合提取算法,实现了雷达信号的脉内特征准确提取。仿真结果表明,该算法在较低信噪比下仍有很好的效果。     

对弹丸膛内运动状态及其处理方法的讨论

本文给出了弹丸在膛内运动状态的判据,讨论了在各种运动状态下对弹丸运动的处理方法;导得了各种运动状态下弹丸前定心部所受炮膛接触力及其力矩的表达式。