差分二次平均修正的频域相位补偿线谱检测方法

针对常规平均功率谱方法幅度平方后相位信息丢失造成检测性能损失问题,通过对观测数据分段进行快速傅里叶变换后的统计特性进行分析,提出了高斯噪声背景下检测未知线谱的频域相位补偿方法。采用蒙特卡洛法估计相位补偿因子,先进行差分法去除零星野值,然后使用二次平均(TPM)去除连续野值,最后使用估计的相位补偿因子均值构造广义似然比检验统计量实现检测。从理论上对比了广义平均周期图(AVGPR)法、广义功率谱(GPR)法及文中方法的检测性能。仿真结果表明,文中方法充分利用信号的相位信息,参数估计简单,相位补偿因子估计准确,在一定虚警概率下较AVGPR法的检测性能提高了接近5 dB左右。

水声目标辐射噪声的建模与仿真技术研究

海洋环境与目标特征的复杂性深刻影响着声纳设备的使用性能,仿真是掌握声纳设备在多变的海洋环境能够达到的实际性能的重要手段。针对声纳设备使用性能分析的仿真包括海洋环境仿真、目标特性仿真和声纳装备仿真,其中目标辐射噪声信号的建模仿真是整个仿真过程中的重要组成部分。介绍的对目标辐射噪声信号的仿真建模方法可用于分析和研究声纳的被动探测能力,对声纳设备的操作使用与发展研究具有重要意义。

双体船结构水下中低频辐射噪声特性研究

论文较为详细地研究了双体船结构水下中低频辐射噪声特性。基于声固耦合法,建立了双体船水下中低频声辐射数值预报模型,分析了单侧片体激励、双侧片体激励等典型激励下的双体船结构水下中低频辐射声场分布,讨论了双体船水下辐射噪声的计算方法。研究表明,双体船水下声辐射与单体船相比存在一定差异,片体结构会对双体船结构水下声辐射产生影响,使其辐射声场发生改变,特别是对其近场声辐射而言,当片体间距与声波波长满足一定关系时,片体之间区域会产生驻波效应,从而使双体船水下声辐射分布发生改变;而当片体间区域不产生驻波效应时,双体船水下辐射噪声大致满足线性叠加原理。

舰艇摇摆作用下火炮射击诸元求解模型分析

通过研究摇摆运动作用下目标相对运动规律的变化,分析了摇摆运动对射击诸元精度产生影响的机理,指出了主要原因在于目标运动模型误差增加、提前点偏差增加。在研究弹丸膛外运动模型的基础上,分析并建立了基于迭代方法的射击诸元求解模型,并在此基础上建立了摇摆运动补偿模型,实现了对舰艇和甲板摇摆运动的有效补偿;建立了仿真模型,并设计了仿真实例对模型的有效性进行了验证,同时也通过实例验证了摇摆运动对于射击精度的影响原理分析的合理性。研究的结论和设计的模型对于进一步改进射击理论、研究射击技术提供了理论参考。

基于RANS法和边界层理论预报三维船体阻力

基于船体阻力成因和分类,应用二因次RANS法并结合EFD技术为研究手段,研究了船体各阻力成分和兴波波形,考虑边界层第一层网格高度对数值计算结果的影响,通过数值模拟计算和兴波波形比较,分析表明第一层网格无量纲高度y+值充分影响数值结果精度,总阻力在高傅汝德数下其数值误差有增大趋势,同一航速下摩擦阻力值随y+增加略微增大,剩余阻力值却明显减少,且自由面兴波随傅汝德数增大首部波高愈发明显,船中及尾部区域兴波向外扩散,船首尾肩部开尔文波系明显且波峰后移,其趋势与EFD波形一致,具有实用性。

基于火炮身管测量的管道机器人

针对带膛线身管这一特殊的测量对象,研制了一种能自动测量火炮膛线的新型管道机器人.分析了该机器人的机构组成及工作原理,研究了其运动学和力学特性.实验证明,该机器人测量精度达到0.002 mm,多次测量的重复性误差小于0.002 mm,并且可靠性高.

一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量方法

随着磁场模拟技术的发展,多种磁源能够对目标磁场进行精细化的模拟,传统的磁场判定方法难以对其相似情况进行度量.针对此问题,提出了一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量特征值.根据磁场曲线的特点,首先改进了Fréchet方法中离散点间的距离评价指标,并提出了能够度量横坐标相似情况且消除目标速度不同的影响的参数,然后得到磁场相似性度量特征值,最后通过实例验证了其可行性.相对于传统方法,该特征值能够对更加相近的磁场曲线的相似情况进行评价.

基于ARM的燃气轮机进气口温度控制系统

系统采用ARM COTEX-M3系列芯片STM32F103RBT6为主控制器,对大气智能温度传感器LVQWZ-31进行控制,实现温度采集功能,并在TFT液晶屏上显示实时温度,同时调用嵌入式应用的图形支持软件uc/GUI实现对触摸键的设置,由TFT触摸屏上设置的按键进行温度采集的控制,以及数据的存储。方便了控制温度信号的采集,简化了系统的软硬件设计,实现了温度实时采集显示,更好地使工作人员进行实时控制,提高了系统的稳定性和可操作性,可以达到节约成本,提高效率的良好前景。

船后喷水推进器水下辐射噪声源脉动流场的数值计算

为避免尺度效应对噪声性能的影响,文章研究探索了在实尺度条件下装船后喷水推进器噪声声源的数值计算方法。首先,基于分离涡模型对国外某喷水推进泵内部非定常流场进行了数值模拟,将计算得到的不同转速下泵的功率值与厂商提供数据进行对比,最大误差在2.0%以内,验证了数值计算方法的准确性和有效性。其次,完成了实尺度条件下某"船体+喷水推进泵+进水流道"系统带自由液面的非定常流场的数值计算。提取了实船条件下喷水推进器流道进口处的不均匀速度场,将其加载到单个喷水推进器数值计算模型的进口边界。进而,采用分离涡模型对该船后"喷水推进泵+进水流道"内部非定常流场脉动压力进行数值计算,分析了各个特征截面压力脉动的频域特性,为下一步准确计算喷水推进器噪声提供了有效的脉动流场信息。

主动态握把力传感器的研究

通过研究射手与枪握把之间的相互作用力来获取人—枪握把相互作用的特性,为主动态模拟试验枪架的研制提供理论基础。研制了双环式握把力传感器,通过ANSYS对传感器弹性体进行有限元分析来确定应变计粘贴的最佳位置,并进行了静态与动态标定。实验结果表明:其结果符合实际测试要求。

基于雷达信号模拟系统的频率合成技术

描述了采用直接数字式频率合成器加谐波发生器来进行频率合成的方法,提供了基于这种方法的10～18GHz频率合成器设计方案,并就这种频率合成方法在雷达信号模拟系统中的使用进行了说明。该技术所产生的频率合成器具有电路简单、低杂散、低相噪、置频时间短等特点。

浅海随机相位起伏声场中速度估计的互谱分析方法

浅海条件下,目标运动速度是基于波导不变量运动声源被动定位的关键因素,利用浅海波导环境中声场简正波理论,研究了浅海随机相位起伏的波束域声场互相关信号的特点,通过声速剖面二阶统计量对随机相位扰动进行有效补偿,提出目标速度估计的波束声场互谱分析方法,仿真实验表明了该方法的有效性。采用该方法对2013年7月海试实验数据进行处理估计目标速度,与GPS实测速度对比,相对误差在10%以内,速度估计准确。

一种基于调制谱的空中目标识别方法

雷达目标的微多普勒特征在雷达目标探测与识别中受到越来越多的关注,正在成为目标探测与识别领域的新兴研究方向。介绍了一种基于调制谱的空中目标识别方法,根据空中目标回波、综合时域的幅度信息、时域的相位信息和频域的微多普勒信息,将空中目标分为直升机类目标、螺旋桨类飞机目标和涡扇类飞机目标,利用实测数据对结论进行验证,表明该方法可以用来对这些目标进行分类。

舰载声纳波束稳定与俯仰的研究

当船体发生摇摆或者需要将波束指向不同深度的水层时,需要对舰载声纳的波束进行稳定或俯仰控制。文章推导了甲板坐标系和大地坐标系之间的变换关系,并基于圆柱阵声纳,分析讨论了在不同的波束俯仰角下,圆柱阵换能器二维波束形成的性能。当俯仰角度较小时,在垂直方向上进行粗分层即可达到较好的性能;当俯仰角度较大时,则必须要对各阵元进行更精细的延迟控制。

波导不变量和航向角联合估计方法研究

波导不变量是一个与环境特性和传播特性有关的物理量,对其准确估计有重要意义。结合LOFAR图和方位-时间历程图,提出了利用Hough变换进行波导不变量和目标航向角联合估计算法,该算法无需知道运动目标的距离信息,不要求目标有最近通过距离。提出了综合Hough变换参数估计算法,较提取单条纹参数估计算法有更好的稳健性,但增加了计算开销。仿真研究和海试数据分析均验证了算法的可行性,并表明该参数估计算法有较高的估计精度。

LDPC码在基于FH-FSK的AUV水声通信系统中的应用

水声信道严重的多途干扰和频率选择性衰落,将增加水声FH-FSK系统的平均误码率。此外,由于自主式水下交通工具(AUV)平台的运动特性,接收信号易产生时间选择性衰落,在接收端产生成串的突发错误甚至导致通信的中断。以上两方面因素将降低移动FH-FSK系统的可靠性,针对此问题,将多元低密度奇偶校验(LDPC)码与FH-FSK系统相结合,提出了一种基于多元LDPC码的水声FH-FSK系统。对比了基于二元LDPC码的FH-FSK系统与基于卷积码的FH-FSK系统的抗干扰性能,实验结果表明:前者具有更强的抗干扰能力。对比了基于多元LDPC码的FH-FSK系统与基于二元LDPC码的FH-FSK系统,仿真与实验结果表明:基于多元LDPC码的FH-FSK系统具有更强的抗干扰能力,可以进一步提高FHFSK系统的可靠性。

海战场视景实时生成技术研究

为了使三维视景仿真具有通用性、灵活性,以三维的形式逼真反映海战场的对抗过程,展现攻防双方在战场中的对抗效果,针对海战场中的视景实时生成技术展开研究,提出了基于Vega的海战场视景仿真软件框架,对视景仿真实时生成过程中的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等关键技术进行了深入研究,给出了各关键技术的解决方案,并以此开发了海战场视景仿真软件,最后简要介绍了该软件的适应性和效果。实践证明,所提的视景仿真的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等技术的解决方案具有通用性、实用性和可推广性。

基于新型传感器阵列的声全息测试分析方法研究

针对声全息技术在实际工程应用中的扫描相位误差和有限测量孔径的问题,通过改进测试阵列和算法优化两种途径对其进行分析和解决。使用基于数字麦克风的面阵进行快照法测量,代替了传统的扫描测量,规避了扫描引入的相位误差;从理论上分析了有限孔径下近场声全息重构误差产生机理,并提出了"有限孔径空间扩展+波数域迭代滤波"的声全息算法,选用简谐激励作用下四周为无限大障板的简支钢板为对象,与传统声全息算法结果对比,验证了算法的有效性,并分析了全息面数据空间补零长度和迭代循环次数对声场重构的影响;使用转子台作为被测设备,模拟已知故障,通过单参考源下传感器阵列扫描测量结果验证了算法可以准确地定位模拟故障的空间位置。

基于LabVIEW的船用燃气轮机数字控制器软件设计

船用燃气轮机控制系统正处在由机械液压式控制系统向数字控制系统转变的过渡阶段,分布式控制系统取代集中式控制系统是燃气轮机控制系统的发展趋势。数字控制器是燃气轮机分布式控制系统的核心部分,设计采用工控机和CAN适配器组成数字控制器硬件,在此基础上制定CAN总线下的通信协议,并在LabVIEW环境下开发数字控制器软件,完成燃气轮机监测数据的采集与执行机构的控制,开展了包括多个传感器和执行机构在内的半实物实验,验证数字控制器的各项性能。

基于FPGA的千兆以太网高速数据传输系统

为满足舰用指挥控制系统大批量数据传输及实时性的应用需求,设计一种千兆以太网高速数据传输系统。系统采用现场可编程门阵列(FPGA)为主控芯片、88E1111为物理层网卡芯片,以满足舰用指控系统多通道、大数据、实时的高速传输要求。实验结果表明,系统以太网传输速度达到926 Mbit/s,有效解决了舰艇指控系统多通道大数据实时传输的问题,具有较大的应用前景。