多点非均匀调制演变随机激励下结构地震响应

针对大跨度结构在非均匀调制演变随机激励作用下，考虑行波效应时的非平稳随机地震 响应问题，应用虚拟激励法进行了分析．由于虚拟激励法自动计及了参振振型的互相关项以及 激励之间的互相关项，理论上是精确解．时变功率谱的计算采用精细逐步积分格式，使计算效 率进一步得到提高．

工程地震动模型化研究综述及展望(Ⅱ)──平稳模型及均匀调制过程

综述了几十年来地震动工程学模型化研究的发展过程，较全面地分析了目前常用的平稳模型及均匀调制过程。

船舶螺旋桨空化噪声非均匀调制特性及其应用

从螺旋桨空化噪声谱统计模型出发,分析研究螺旋桨空化噪声非均匀调制特性的机理和规律,并利用大量海上实录船舶噪声进行验证。从形成机理看,认为非均匀调制特性主要由船尾形状、螺旋桨结构以及船舶航行工况共同决定的尾流分布所导致,不同型号船舶的非均匀调制特性具有个体性;从舰船噪声信号能量谱看,调制的非均匀特性,主要受能量谱峰值频率的影响。最后基于船舶噪声的非均匀调制特性,提出一种基于多子带自适应加权的DEMON增强算法,并利用实际数据进行验证。

基于非均匀调制模型的完全非平稳多点地震动特性分析与模拟

通过引入非均匀调制函数模型,实现了对地震动时频非平稳特性起重要作用的时变功率谱的模型化,结合模型参数识别方法,验证了利用所采用非均匀调制函数模型来表征地震动时频非平稳特性的有效性.同时,利用SMART1台阵记录,对非均匀调制函数参数的空间变化特性进行了分析,并探索了利用非均匀调制函数参数化模型实现完全非平稳多点地震动模拟的方法.算例分析表明,该方法不仅避免了传统演变谱法实现过程中对时变功率谱理论模型进行简化所带来的不足,而且可同时考虑空间地震动的相干效应、行波效应并与目标反应谱拟合较好,在实际工程中具有较强的推广应用价值.

基于非均匀调制函数模型的非平稳地震动模拟

通过对地震动演变谱模型化分析,在精确估计地震动时变功率谱的基础上,利用多元函数目标优化方法识别地震动的非均匀调制函数模型参数,从而建立了基于非均匀调制函数模型的时频非平稳地震动模拟方法。对给定初始地震波和直接给定模型参数2个算例的分析表明,应用本文方法模拟的地震波可以较好实现时频非平稳,而且对目标反应谱也具有较好的拟合精度。

基于均匀调制随机模型的土与结构相互作用体系地震反应分析

通过假定土与结构相互体系受到均匀调制随机激励,把地基土作用转化为凝聚在基础边界上弹簧阻尼器,对相互作用体系进行了地震反应分析,得到了其时变均方根响应和响应演变谱。这一方法基本上反映了地震动的实际过程和结构体系响应的特性,不失为一种计算结构体系随机反应的有效算法。

浅海中舰船辐射噪声非均匀调制特征分析

真实海洋环境下,信道复杂的畸变作用使目标分类识别特征的实际应用效果并不理想,因此寻找能够在信道中稳定传播的目标分类识别特征显得尤为必要。文章提取出平均窄带包络相关和最佳窄带包络相关两个非均匀调制特征来衡量舰船噪声在频带上的调制分布差异,并构建浅海相干多途信道的射线模型,通过仿真实验分析非均匀调制特征的传播变化。结果表明,舰船噪声的这种非均匀调制特征在相干多途信道的传播过程中具有良好的稳定性,是目标分类识别的一种稳定特征。

基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法

[目的]为了解决传统时间调制测向中由载波频率变化引入的相位模糊而限制测向工作带宽的问题,提出一种基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法。[方法]通过对不同天线单元的接收信号进行非均匀周期调制,各天线接收信号的幅度信息无混叠地映射到对应调制频率的谐波中,进而提取出谐波幅度比,并结合查表法以实现单通道测向。基于数值仿真,验证所提方法的可行性,同时搭建一套宽带非均匀时间调制系统。[结果]实验结果显示,其测向绝对误差均值仅为0.21°(2.4 GHz)和0.18°(5.8 GHz)。[结论]所提方法可有效提高测向系统的工作带宽,具备结构简单、成本低、信号处理复杂度低以及宽带测向等优点。

一种基于小波变换的非均匀量化索引调制水印算法

为了提高数字水印的稳健性与不可见性,将图像小波变换与量化索引调制算法相结合,提出了一种基于小波变换的非均匀量化索引调制数字水印算法。该算法对原始图像进行离散小波变换,将中频小波系数分成3×3的系数子块作为水印载体,对子块的系数均值采用非均匀量化索引调制,实现二值水印的嵌入。根据人类视觉特性,不同的系数子块采用不同的量化间隔并自适应于子块内相邻系数的差值。实验结果表明,该算法透明性好,安全性高,对高斯白噪声、剪切、滤波以及JPEG压缩等常见攻击具有较强的稳健性。

非对称单边带矢量毫米波信号非均匀调制分析

非对称单边带矢量毫米波可以有效节省频谱带宽,非均匀调制通过优化星座间的欧氏距离、能够有效克服信道的非线性效应,从而提高传输系统的信噪比。提出了一种采用非均匀调制产生非对称单边带矢量毫米波信号的方案,在VPI和MATLAB环境下,使用广义成对优化算法对基于I/Q调制器产生W波段矢量毫米波信号开展了几何整形理论分析和仿真验证。在高斯信道条件下,首先仿真分析了非均匀几何整形星座相比于传统均匀星座带来的互信息增益,然后比较研究了背靠背(back-to-back,BTB)传输和光纤远距离传输情况下系统采用8PSK非均匀调制格式带来的整形增益。结果表明:在BTB传输和光纤远距离传输系统中,几何整形后的信号的误码率性能总是优于未整形的信号,光功率至少提升了0.5 dBm。

均匀脉位调制脉冲串信号分析

对均匀脉位调制脉冲串信号进行分析,主要对其频谱和模糊函数进行理论分析及仿真。均匀脉冲串信号是相参脉冲串信号中最简单但也是最重要的一种,所以对其研究有一定的意义。

舰船辐射噪声分频段调制特征仿真方法研究

针对舰船螺旋桨非均匀调制特征的仿真要求,文章提出了一种舰船辐射噪声分频段调制特征仿真方法。利用小波包分解方法,对实测舰船辐射噪声信号进行分频段解调,并给出了调制特征提取与调制深度估计的频带数目划分依据,对不同频带调制特征的调制深度进行估计后,得到调制深度随频带变化的曲线。在此基础上,用不同频带调制深度的估计值,分频段对平稳连续谱进行调制,实现基于分频段调制谱重构的宽带辐射噪声仿真。结果表明该方法能够较好地吻合实测信号的非均匀调制特性。

负反馈和状态空间重构的UPWM失真问题校正方法

针对数字D类音频功率放大器中的均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-Sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真,提出了一种负反馈和状态空间重构的全数字UPWM失真问题校正方法。该方法利用数字Σ-Δ(Sigma-Delta)调制器的高开环增益特性,通过构造包含数字Σ-Δ调制器和UPWM发生器的闭环负反馈环路,使得环路的输入与输出近似呈线性关系,从而校正UPWM产生的失真。在构造闭环时,通过对数字Σ-Δ调制器的状态空间表达式进行重构,并添加插零值模块和抽取模块使该环路在保持稳定性的同时,拥有与原数字Σ-Δ调制器相同的噪声整形效果。实验结果表明,该方法相比其他的UPWM失真校正方法,不仅能降低谐波失真,还能大幅降低数字UPWM调制器输出信号的本底噪声,从而可使数字UPWM调制器在频率6 kHz和幅度为满量程的-5 dB的正弦数字信号输入情况下,输出信噪失真比达到95.26 dB,同时所提方法可全数字电路实现、硬件实现简单且易于移植。

带扩频调制的免滤波脉冲宽度调制器设计与实现

针对免滤波数字D类功放的高电磁干扰(Electro-Magnetic Interference,EMI)问题,本文提出一种用于免滤波数字D类功放的扩频调制方法。该方法利用线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR)产生的伪随机数列的奇偶性来改变功放输出UPWM信号的脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF),使功放输出信号在PRF及其谐波处的能量更加分散,从而降低EMI。基于该方法,本文设计并使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了一个带扩频调制的免滤波脉冲宽度调制器。实验结果表明,采用该扩频调制方法的免滤波脉冲宽度调制器可使其输出的UPWM信号的带外频谱峰值幅度减小27.3 dB,从而降低输出信号的高频成分幅度,达到降低EMI的目的。

大跨桥梁非平稳台风风场数值模拟与验证

为实现大跨桥梁非平稳台风风场模拟,系统提出大跨桥梁台风风场模拟验证方法,并基于实测台风数据对进化谱作为风场验证风谱的适用性进行检验。首先提出台风风场模拟方法,基于进化谱理念,获取时变功率谱,采用谐波合成法,对非平稳台风风场进行模拟;其次基于Kaimal风谱和进化谱理论,推导非均匀调制函数,获取非均匀调制进化谱,验证模拟台风风场的合理性;再次基于实测脉动风场特性理论和经验模态分解(EMD)方法,构建非平稳风速模型,获取实测功率谱,对进化谱作为风场验证风谱的适用性进行检验;最后应用提出的台风风场模拟和验证系统方法对某沿海斜拉桥台风风场进行模拟和验证。研究结果表明:实测功率谱与进化谱吻合较好,进化谱适用于台风模拟风场的验证;应用提出的台风风场模拟方法对台风风场进行模拟,模拟风场的功率谱与进化谱吻合非常好,模拟方法合理有效。

非平稳随机激励下高压输电塔-线体系地震响应

为了研究地震动非平稳性对高压输电塔-线体系的地震响应,通过引入均匀调制函数,建立了高压输电塔-线体系非平稳随机地震反应的求解方法.由于地面加速度功率谱采用精细积分的格式,因此计算效率和精度都得到了提高.通过对某220kV高压输电塔-线体系进行地震响应分析,计算了平稳与非平稳随机激励下输电塔和导线的内力及位移反应.计算结果表明:考虑非平稳因素可使导线位移反应增大14.9%～26.8%,导线轴力增大14.9%～48.1%,输电塔的弯矩反应增大8.0%～13.5%.在非平稳随机激励下,考虑行波效应和部分相干效应会使导线的位移和轴力反应明显增大,因此,计算高压输电塔-线体系的地震响应必须考虑地震动非平稳性.

时频非平稳地震动模型及结构随机振动应用

地震动具有显著的时域和频域非平稳性,传统的均匀调制地震动模型不能充分表征时频两域的非平稳性,并影响结构随机振动分析的精准度。为了克服上述不足,建立由多峰平滑包络和非平稳噪声信号点乘而成的非均匀调制地震动模型,该模型能够在时域上充分反映地震动的波动和衰减特性,同时其频谱特征也与真实信号相接近。在此基础上,建立同时以时间和频率为变量的非平稳地震动演变谱随机模型。分析结果表明,以上两种模型在时域和频域的合成精度上均优于均匀调制模型。针对以上地震动随机模型的形式和特点,对传统结构随机振动响应求解方法进行改进。通过算例证明,按照均匀调制模型计算结构随机响应不能充分获得结构时频域的非平稳特性且结果偏于不安全,而利用两种改进模型可以获得更精确的结构响应概率特征和更细致的非平稳性演变过程。

自锚式悬索桥的平稳/非平稳随机地震响应

通过引入均匀调制演变函数,考虑了地震激励幅值的非平稳性。同时考虑了地震动空间效应,包括行波效应、部分相干效应和局部场地效应的影响,对一自锚式混凝土悬索桥结构进行了地震反应分析。计算了平稳/非平稳地面激励下主塔弯矩以及剪力反应。计算结果表明,考虑非平稳因素可使地震反应峰值减小,行波效应和相干效应使结构地震反应增大。

非平稳Gauss环境激励下模态参数识别的新方法

结合多元连续时间自回归模型,针对受均匀调制Gauss随机激励的线性时不变系统,提出了一种时域模态识别的新方法.该方法仅从响应数据就能够识别系统的物理参数.首先把结构动力学方程转化为一个3阶的连续时间自回归模型;接着基于在非常短的时间段内均匀调制函数接近于一个常数矩阵以及随机微分方程强解的性质,得到均匀调制函数的估计,并针对两种特殊情况进行讨论;然后利用Girsanov定理,对条件似然函数进行极大化,得到物理参数的精确极大似然估计.数值结果表明,该估计不仅具有极高的精度和稳健性,而且计算效率非常高.

基于相关特性船舶辐射噪声DEMON谱信噪比增强算法

基于实测船舶辐射噪声信号的非均匀调制特性,通过时域延时和频域子带2种方式对同一船舶噪声信号进行不同DEMON谱函数的划分。定义不同DEMON谱函数间的平均相关系数和最优DEMON谱函数,提出一种基于不同DEMON谱函数的调制线谱与干扰的统计学相关特性差异来提高所得信号信噪比的算法。实验结果表明,该算法可以提高DEMON谱信噪比,有利于对目标的特征提取和分类识别。