浅水亚临界航速舰船水压场计算方法研究

基于浅水波动势流理论和薄船假定,建立了浅水亚临界航速舰船水压场理论数学模型.采用有限差分方法,对浅水亚临界航速舰船水压场分布特征进行了数值计算.分析了航道岸壁、Froude数、色散效应对舰船水压场的影响,利用虚拟长度法改善了计算结果.通过与源汇分布法、Fourier积分变换法以及实验结果进行比对,验证了所建立的舰船水压场数学模型和计算方法的正确性.

舰船水压场信号的差分与功率谱估计检测

针对舰船水压信号的常规功率谱检测方法中很难解决的潮汐问题,提出了采用差分预处理的方法。根据风浪水压场和潮汐水压场的频谱特性对海浪水压场进行了近似建模,通过合适的选择差分时间,使差分不影响舰船信号而压制海浪中的潮汐信号,并对差分后信号的统计特性进行了分析。对差分信号所进行的功率谱分析表明潮汐成分得到了有效去除。最后通过实验验证了该方法在舰船目标检测中的可靠性以及较高的灵敏性,在一定程度上解决了舰船水压目标检测中灵敏性和可靠性之间的矛盾。

舰船水压场信号的小波能谱估计与支持向量机联合检测

针对舰船水压场和海浪水压场在频率成分上的差别,提出了小波能谱估计和支持向量机多步预测检测的舰船水压场检测方法。使用滑动加窗信号的低频小波能谱估计值作为新的检测序列,提高了被检测信号的信噪比,使用支持向量机对其进行多步预测滤波检测,并使用实测的数据进行了验证。在海浪水压场为5级海况的情况下(信噪比约为-23 dB),准确可靠的检测到了目标信号,较大的提高了舰船水压信号的检测水平。

基于三元阵的舰船水压场微弱信号检测方法研究

利用三元阵水压场同步测试系统一次海上实船水压场测试试验的三阵元数据开展了低信噪比实船水压场的特征提取和检测方法研究。结合三阵元,分别采用了自适应滤波方法和功率谱估计方法对所获得的试验数据进行分析处理。结果证明,基于自适应滤波和基于功率谱估计的三阵元联合浮动门限能量检测方法能有效抵消噪声干扰,所设计的浮动门限随海浪背景噪声的变化而调整,具有很好的适应性,能在低信噪比下达到较高的信号检测率。

在舰船水压场中利用自回归模型滤波实时检测信号

本文主要研究从海洋背景中进行舰船水压信号的实时监测。首先建立海浪水压力场的自回归模型及滤波器,然后通过自回归参数模型系数法进行舰船水压信号的特征提取,最后利用滑动检测法实现信号的实时检测。通过实际采集到的数据对检测法进行验证。实验结果表明,本文算法实现简单,在信噪比较低的情况下,能够起到良好的检测效果。

基于OpenFOAM的波浪对舰船水压场识别影响研究

利用开源软件OpenFOAM建立数值波浪水槽,实现了数值造波与消波,计算了不同波况下波压场随水深的变化特点,研究了波浪对舰船水压场识别的影响,得出了有益的结论。

舰船水压场三元阵同步测试系统研制

舰船水压场三元阵同步测试系统具有工作可靠性高、实时性好的特点,阵元间距易于调整,适合测量多种船型,布放回收简单可靠,传感器阵元采用了均衡引压设计,水压场畸变小。系统采用低功耗器件,待机和工作时间长,采用RS485通讯接口,实现了远距离实时测量和显示,对于海上实船试验非常有利,能有效保证实船水压场信号的采集。实船水压场海上实测表明,该系统性能稳定、可靠,采集的三阵元水压场数据真实有效,为开展有关的实船水压场特征提取和检测技术研究提供了实用的实船测试系统。

一种基于水压场阵列传感器的舰船定位方法

舰船水压信号具有难以模仿的特点,论文利用水压传感器阵列采集信号,针对浅水舰船水压信号的特点,采用互相关计算求取时延,将传统的到达时间定位方法改良并应用于水压场定位中,提出了一种舰船水压信号的阵列处理的目标定位方法,在传统的时间延迟定位方法下改进了步迭代处理的方式来消除误差,增加了传感器的数量,可以在信号传播速度未知的情况下完成超定方程求解。通过多次仿真模拟实验,在近场环境下定位平均误差约为1.7 m,最大误差为2.91 m,利用舰船水压信号对舰船定位是可行的。

基于A R模型和神经网络的舰船水压信号检测方法

为了有效地从风浪背景中检测舰船水压场信号,根据舰船水压场信号和波浪噪声信号的差异,以时间序列的AR模型理论为依据,采用基于AR模型和神经网络的舰船水压信号检测方法。该检测算法的核心是将检测问题转化为模式识别问题,首先对接收信号建立AR模型并提取AR模型系数作为特征向量,然后利用人工神经网络对信号进行检测。在此基础上,通过不同浪级情况下海浪水压力场的仿真信号数据,对某型目标舰船的水压力信号进行了检测计算,验证了该方法的有效性,尤其是达到了在高海况、低信噪比条件下,对目标信号检测率比较高、虚警率比较低的效果。

水中目标水压场信号特征提取与检测研究

利用目标信号功率主要集中在低频部分的特点,用功率谱估计方法提取低频信号的能量作为特征,提出了所谓的浮动阈值方法,对信号滑动地进行目标检测.通过对实验船模水压场信号进行检测验证,讨论了在各种不同情况下,目标信号的特征提取及目标检测方法的效果,验证了该方法的有效性.

风浪背景下运动舰船水压信号滤波的慢跟踪LMS算法

根据舰船水压信号与海浪噪声的特点,用慢跟踪LMS算法对波浪噪声进行白化处理。滤波器的收敛速度经过合理设计,使得既能保证对波浪信号有效白化,同时又保证对目标信号衰减很小。因此,如果输入信号只有波浪干扰,则滤波器输出是白噪声,如果输入信号中含有运动舰船水压场信号,则滤波器输出就含有明显的信号波形。为了提高滤波器的初始收敛速度,使用了变步长LMS算法。

基于小波变换与支持向量机的舰船水压信号检测方法

采用小波变换与支持向量机相结合对舰船水压场信号建立检测模型.该方法通过对海浪信号进行小波分解并对某一特定低频频段信号重构,利用支持向量机对重构信号建立预测模型,预测误差值作为特征值对舰船水压信号进行检测.通过检测验算表明此方法的有效性,特别是在低信噪比情况下,仍能较好地检测到目标信号.

基于功率谱的舰船水压信号检测方法研究

为了有效地从风浪背景下检测舰船水压场信号,鉴于舰船水压场信号与海浪水压信号在频谱上的差异,采用求卓越频率下的功率谱的方法对信号进行检测,取窗宽20s,每次计算21个采样点,分别求取海浪水压场的仿真信号及不同波浪级别下海上某目标的水压场实测数据的功率谱进行信号检测,验证了方法的有效性。