基于DS-VSMM的声网络低空机动目标跟踪

针对低空机动目标的声网络无源跟踪问题,提出一种基于有向图切换的变结构多模型算法。首先,将多个声传感器组网并对其时延的方位角数据进行配准,改善无源声探测网络的融合性能。其次,通过变结构多模型对目标状态进行估计,并利用有向图切换方法对新激活的模型分配权重,跟踪结果为多个模型估计结果的融合输出。通过与交互式多模型算法的仿真比较,说明本文所提方法能更好的匹配目标运动规律,有效降低计算复杂度,提高跟踪精度。

基于热声网络法的燃烧不稳定性分析研究

为研究预混燃烧的燃烧不稳定性,采用低阶热声网络分析方法确定燃烧不稳定性的模态特征及非线性特性。在热声网络程序中利用声网络来描述燃烧室结构的声学特性,利用速度脉动的函数描述火焰的热释放脉动。在火焰模型中,在线性模型中增加非线性以求解不稳定模态的极限环幅值。分析了钝体模型燃烧室中火焰模型参数对燃烧不稳定性的影响,模拟结果与实验结果符合得很好。结果表明声网络方法结合非线性火焰模型能描述燃烧系统的燃烧不稳定性和直接预测极限环幅值。

热声谐振管的有源热声网络模型研究

根据流体力学基本方程组建立了采用平行板叠结构回热器的热声谐振管的有源热声网络模型。

基于热声网络理论的驻波热声发动机起振模拟

为了研究驻波热声发动机的起振条件并更好地理解热声振荡的机理,采用热声网络理论对驻波热声发动机的起振过程进行模拟.从线性热声理论中的控制微分方程出发,推导出存在温度梯度的板叠传输矩阵的3种不同表达式,并通过计算对比3种计算方法的精度.根据热声网络理论,对自行设计的驻波热声发动机进行整机模拟,计算起振温度和频率随充气压力和板叠间距的变化,并与实验结果进行对比,计算的起振温度随充气压力的变化趋势与实验结果基本相同.计算结果表明:不同的充气压力应选择不同的板叠间距.对该驻波热声发动机,其最佳的板叠间距应为热渗透深度的2.20～2.30倍.

热声网络理论及其在热声热机工程中的应用

介绍了热声网络的基本理论 ,论述了热声热机工程中网络模型的研究方法 。

耦合热声网络与激励盘模型预测燃烧室的不稳定振荡

为解决燃烧室出口阻抗边界条件不定问题,提出了一种跨部件热声耦合计算方法:在燃烧室内采用热声网络低阶模型求解热声振荡过程,在涡轮内采用激励盘模型求解熵波、涡波与声波传播过程,在部件交界面上采用声阻抗作为过渡变量,通过部件内迭代与跨部件的外迭代策略获得系统解。耦合计算模型映射了熵波、涡波和声波在燃烧室与涡轮间传播的物理过程,清晰地描述了以燃烧室与涡轮的结构与气动参数为隐变量的等效声阻抗函数。经过算例测试与试验对比验证,结果表明:激励盘模型能够精确评估涡轮前的等效声阻抗;相对于非耦合计算方法,耦合计算方法能够准确判定热声振荡过程的发生、精确计算振荡频率与燃烧室声模态分布。本文的研究结果可为向高阶模型的耦合计算推广奠定理论基础。

水下声传感器网络联合同步和定位方法

水下传感器网络(UASNs)在海洋监测、资源勘探、灾害预防和海洋学数据收集等方面的广泛应用,引起了学术和工业研究人员的极大关注。在这些服务中,节点的准确定位是水下声传感器网络的研究重点之一。然而,在实际的水下环境中,传播速度随深度变化(即分层效应)和异步时钟的存在均会显著影响测距的精度,从而降低定位性能。针对以上特性,文中设计一种基于自主水下航行器(AUV)辅助的水下声传感器网络联合同步和定位方法。在开始定位流程后,目标节点通过接收AUV发出的信标信号建立水声传播方程并进行相对距离的估计,其中考虑了异步时钟问题和分层效应引起的水声弯曲效应问题,实现了对目标节点位置和时钟的联合估计。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。

高温升燃烧室热声耦合特性研究

为建立燃烧室热声不稳定性预测和分析方法,以某高温升单管燃烧室试验件为研究对象,构建了试验系统低阶热声网络(LOTAN)模型。基于试验数据,利用优化的方法获得了各工况下的火焰传递函数(FTF),并利用Kriging模型拟合出了增益与迟滞时间对工况参数的响应模型。利用拟合出的FTF响应模型分析了油气比和进气速度对燃烧室热声稳定性的影响。研究结果表明:通过优化得到的FTF能够较准确反映各工况下的非稳态热释放特性,导入LOTAN中计算得到的结果与试验结果吻合较好,最大误差约3.32%;油气比的改变会引起不稳定模态的转变,油气比或进气速度升高时,系统特征频率也随之升高。

一种基于UKF的AUV移动声学网络协同导航方法

针对扩展卡尔曼滤波(EKF)在自主水下航行器(AUV)移动声学网络协同导航中,存在强非线性观测方程条件下线性化误差大、计算复杂等缺点,文章提出一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的AUV移动声学网络协同导航方法。利用移动长基线原理和UKF方法,建立基于UKF的协同导航滤波算法,并通过仿真实验与传统的EKF协同导航算法进行对比。仿真结果表明,基于UKF的协同导航算法能明显减小导航定位误差,在导航精度上优于EKF方法,是AUV协同导航中一种更加简单有效的导航滤波方法。

分布式平均共识的无线声传感器网络时钟校准

在无线声传感器网络中,每个节点的时钟系统通常独立,受制造工艺、温度、湿度等因素的影响,各节点间的时钟存在异步问题。时钟校准方法是补偿节点间的采样率偏差的有效手段。然而,大部分已有方法只能以集中式的方式适用于无线声传感器网络中,这不仅需要额外的中心处理单元,也将带来较重的通信负担。针对上述问题,本文提出一种无线声传感器网络时钟校准方法。首先,在线性相位漂移模型中引入解卷绕策略,以消除高频处的相位模糊问题,进而提高每对相邻节点间的时钟同步精度。接着,基于分布式平均共识算法,提出一种分布式时钟校准新方法,使各节点并行地、协作地进行时钟同步。其次,在补偿各节点采样率偏差的基础上,仅利用到达时间信息进行分布式声源定位。最后,根据声源位置,分布式地估计各节点之间的起始采样偏差。与已有方法不同,所提方法仅需相邻节点之间的局部通信、无须中心处理单元、鲁棒性强,更适用于无线声传感器网络。本文实验结果表明了该方法的有效性。

无线传感器网络中四元无线声阵列节点选择及目标定位算法

低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°~100°时,定位误差小于1 m.依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。

声探测网络延时概率多假设跟踪算法

针对利用同步固定声探测网络中的纯方位角延时量测数据对低空机动目标进行探测与跟踪的问题,为提高跟踪精度,根据期望最大化算法提出一种延时概率多假设目标跟踪算法,对网络中多个时刻各个传感器数据间的组合进行延时概率多假设建模,形成多假设联合量测,利用内嵌合适的贝叶斯平滑器对目标状态进行递归优化,最终得到目标状态的极大后验估计值。仿真结果表明算法能够有效解决声探测网络延时数据难以利用的问题,对低空机动目标的状态进行有效跟踪,满足估计精度要求,收敛速度快,鲁棒性强的特点。

水下目标多元声传感阵列网络定位方法

针对由于环境干扰因素等影响水下目标精确定位的问题,提出了采用以声传感器为核心的多五元声传感阵列网络定位方法。根据水下空间环境,建立了多五元声传感阵列网络定位空间数学模型,研究与分析网络结构的多五元声传感阵列定位算法,给出了水下目标多五元声传感阵列网络定位参数的计算式及误差分析。分析表明:多五元声传感阵列网络定位参数的精度与声传感器阵列的布阵方式和声传感器之间的时延密切相关,随着时延的增大,水下目标方位角、俯仰角及距离误差也增大;通过采用单五元声传感阵列定位算法和多五元声传感阵列网络定位模拟对比实验,在同一区域下,多五元声传感阵列网络定位算法测量误差小于单五元声传感阵列定位算法测量误差,验证了水下目标多五元声传感阵列网络定位具有测试精度高的优点,为水下目标的精确定位及精确制导研制提供了技术方法,为开拓水下目标检测奠定了基础,具有很高的应用价值。

声呐浮标网络区域阵形搜潜效能分析

声呐浮标网络具有成本低、可快速机动部署等优势,是一种有效的常态化水下预警探测手段。浮标网络的区域阵形设计是决定综合效能的重要因素之一,研究了浮标网络区域阵形的效能分析问题,提出了基于阵形拓扑结构的定位精度指数和有效区域指数两个效能指标,并给出了相应计算方法,通过理论计算和蒙特卡洛仿真对比分析了四种区域阵形结构,给出了相应建议。

基于传声器阵列网络的改进高斯粒子跟踪算法

针对传声器阵列网络中目标跟踪的特点,建立了基于声阵列网络的目标跟踪模型,在此基础上,提出了一种改进的高斯粒子滤波(GPF)算法。该算法将扩展卡尔曼滤波的状态更新方法引入到GPF算法中,并通过直接更新状态量的高斯分布参数来取代传统GPF中逐个更新粒子的方法。通过蒙特—卡罗仿真结果表明:与扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)和传统的GPF算法相比,该算法表现出较高的精度和稳定性。

水面多节点声呐动态网络跟踪目标策略研究

水面多节点声呐动态网络由多艘观测接收船和多艘信号发射船构成,每艘信号发射船与每艘观测接收船上的声呐构成一组双基地声呐。为得到较高信噪比和定位精度,可利用双基地声呐的检测覆盖范围和定位误差分布特点,求得信号发射船、观测接收船、目标的最优布局图。通过分析可知,在跟踪运动目标时,如果观测接收船运动速度大于目标运动速度,那么观测接收船以最优布局图为依据进行机动,在跟踪目标一段时间后可获得最优跟踪精度;如果观测接收船运动速度小于目标运动速度,那么观测接收船更适合以静态方式跟踪目标。本文的分析结论对于战场环境下舰船指挥和控制具有较强指导意义。

多跳水声传感器网络性能分析

在多跳水声传感器网络中MAC协议的性能有所抑制,同时由于存在较长的网络传播延时RTS-CTS协议的效能也大大折扣。论文建立了基于竞争的MAC协议模型,用来分析在简单线性拓扑水声传感器网络中Aloha协议的性能。对该模型的评估显示Aloha协议对通信负荷和网络规模都极为敏感。

声传感器网络目标定位算法实现研究

声传感器可以通过分析接收到的目标发出的次声波噪声得到目标的方位角和属性信息,通过对声传感器的组网,融合网内多传感器的信息,可以实现对目标定位的目的。因此定位算法及其实现技术是声传感器网络的核心技术之一。由于声传感器网络中各个探测区域具有不同的特点,首先根据声传感器网络的特点将定位算法进行了分类,提出了一种有效的算法选择机制,减少了时间延迟对于目标定位的影响。同时为了降低目标定位算法的复杂度,提高运行效率,提出了并行处理和数据存储的方案。最后通过仿真验证了方法的有效性。

网络舆情热点事件中声量变化及分析研究

分析案例的新闻声量、微博声量及网友互动声量等情况,采用描述性统计分析和时间序列分析方法对各月总量及类型总量的变化情况进行研究,为网络舆情的研究提供参考。

水下声通信传感器网络路由协议研究

路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN中路由协议面临的设计挑战;提出了水下路由协议的设计目标,分类研究了现有UASN路由协议,并进行了比较与分析。最后总结了UASN路由协议的关键问题。