一种利用波叠加法计算声辐射模态的新方法

针对目前对于复杂结构的声辐射模态尚无简便计算方法的问题,利用波叠加法提出了一种适合复杂结构声辐射模态计算的方法。该方法通过波叠加法建立了辐射结构内部等效点源与表面法向振速的关系,得到了辐射阻抗矩阵的表达式,有效解决了一般方法在求解辐射阻抗矩阵时存在的困难。在此基础上,对辐射阻抗矩阵进行特征分解得到复杂结构的声辐射模态,并通过数值计算证明了该方法的有效性。     

一种基于声矢量阵混响空间特性的窄带目标探测算法

针对声矢量水听器阵主动探测问题，从声矢量混响空间特性方面开展研究。首先，从理论上分析各向同性混响条件下声压阵、振速阵的空间相关系数，指出远距离、长处理帧条件下声压、振速阵列半波长以上阵元间距的各向同性混响近似不相关；然后，以此为基础，给出声矢量圆阵信号接收模型，并针对各向异性、各向同性混响共存情况，给出了一种声矢量解析振速平滑阵列处理方法。该方法充分利用解析振速结构特点，对声压、解析振速阵列数据协方差矩阵进行累加平均，有效减小了不同阵元各向异性混响成分相干性。实测数据结果表明：声矢量解析振速平滑方法的常规波束形成处理与最小方差无畸变波束形成处理的声场级都小于声压阵处理结果，具有更高的目标分辨能力。     

阵列互耦条件下运动目标角度跟踪方法研究

针对观测过程中角度发生变化时的运动目标跟踪问题,同时考虑到常规阵列中所普遍存在的互耦效应,通过分析均匀线阵互耦矩阵的带状Toeplitz结构,提出利用在原始阵列两侧增加辅助阵元的方法补偿互耦效应对阵列响应函数的影响,并将粒子滤波技术与原始阵列经互耦补偿后的观测数据相结合,实现了阵列互耦条件下对角度变化目标的高精度方向跟踪。仿真实验验证了新方法的优良性能。     

考虑互耦修正的共形天线阵方向图综合研究

基于建立的双层背腔微带天线共形阵模型,提出了一种改进的互耦修正投影法,并成功用于该类共形阵列的方向图综合。通过引入包含空间位置信息的广义阵元方向图概念,完成了对阵元激励幅相的同步求解;将阵元有源方向图思想与最小二乘法结合,简化了互耦系数矩阵的提取;综合过程计入了阵元相位方向图的贡献,使该方法的可靠性显著提高,阵列综合结果与全波分析结果的完全吻合,验证了该方法的正确性。     

矢量阵的快速宽带频域波束形成方法

矢量水听器能获取振速信息,因此由其所组成的阵列有着常规声压阵列所不能比拟的优势,但正因为有了振速各分量信息,基于矢量阵的信号处理面临计算量大为增加的高维协方差矩阵运算的难题,当阵元数较多时,难以实时实现。为此,基于FFT思想,提出了一种适用于矢量水听器阵列的快速宽带频域波束形成方法。该方法在频域实现,将宽带信号分解为多个窄带信号,采用快速傅立叶变换来实现各阵元数据的相移累加过程,处理速度得以大幅提高。研究表明:该方法完全满足实时处理的需求,其测向性能也能达到克拉美-罗下界,且矢量阵具有常规阵所不具有的左右舷分辨能力,对微弱目标的检测能力也较强。     

基于声矢量阵的宽带波束域高分辨方位估计

宽带信号波束域处理是实现水下目标高分辨方位估计的重要途径,它相对阵元域具有运算量小、分辨信噪比门限低以及角度分辨力高的优点。声矢量阵单个阵元能同时测量声场中的声压量和3个正交的质点振速分量,相对于声压阵,它能获取更多的声场信息。因此通过均匀声矢量阵运用MUSIC算法对宽带信号源波束域DOA估计进行了研究,改善了对弱相干信号源的方位分辨和估计性能,实验所获得的仿真结果表明了该方法具有较高的参考价值。     

基于圆阵的二维DOA估计新方法

通过分析圆阵阵列流形,提出一种新的圆阵二维谱估计模型,可以直接应用MUSIC算法进行二维DOA估计,从而避免了对圆阵输出信号进行模式激励.应用此模型仿真分析了均匀圆阵和均匀半圆阵的二维DOA估计性能,相比模式激励方法,减小了计算量;半圆阵与圆阵的DOA性能差别很小,但是半圆阵减少近一半的阵元数.     

基于远场线阵的大型结构体声场重建技术研究

针对大型结构声场重建中需要大面积的测点布放的难题,首先,根据波叠加方法的声全息技术,结合声振耦合软件virtual.lab重建了圆柱壳模型在单频激励作用下的空间声场;然后,通过仿真分析了阵元数、空间位置、等效源形状等因素对重建精度的影响;最后,将波叠加法的计算结果与理论值进行了对比,二者结果一致,由此证明了基于水平线阵的大型结构体声场重建技术的可行性,而且其计算效率高、精度满足工程应用要求。     

复杂激励下封闭空腔结构-声耦合场分析

针对复杂激励情况,提出了一种分析封闭空腔结构-声耦合场的新方法。该方法首先利用弹性结构表面有限个测点的法向振速分布计算得到结构模态幅度向量;然后,重建弹性结构表面法向振速场并实现对整个腔内声压场的预测,并在此基础上,为提高重建精度、减小计算量,开展了结构模态截断和测点位置优化等问题研究,给出了结构模态截断原则和测点位置优化方法;最后,以板-腔耦合模型为例进行了分析。结果表明:所提结构-声耦合场求解方法是可行的,给出的结构模态截断原则和测点位置优化方法是有效的。     

无障板水下声辐射特性的参数影响规律研究

平板作为工程结构最常见的形式,探讨其振声性能的基本变化规律对指导结构减振降噪设计具有重要意义。首先,基于各向同性材料无障板振声理论,推导了无障板的声压积分方程;然后,将结构的动力方程代入无障板形式的振速方程中,通过离散声压差值和叠加板的振动模态位移,并参考有障板的声辐射阻抗表达形式,得到无障板的声辐射阻抗,进而求解振动和声辐射响应;最后,以水下简支矩形板为例,计算对比了声辐射参数,分析了模量、密度、厚度、损耗等对无障板振声性能的影响规律。结果表明:板的刚度、阻尼均可直接影响结构的振动,材料模量、厚度以及损耗因子参数越大,壳板的减振降噪性能越优越。     

柔性神经网络滑模主动控制技术

针对复杂激励条件下的振动控制,对Jiles-atherton模型的磁致伸缩作动器在双层隔振系统中的主动控制进行了研究。以传统滑模控制为基础,提出一种柔性神经网络滑模控制算法。用正则化方法设计控制器的切换矩阵,建立神经网络权值和柔性映射参数更新学习公式,并将该控制策略应用于双层隔振系统的振动主动控制中。通过单频、多频及随机信号激励进行仿真研究,结果表明:柔性神经网络滑模控制器具有较强的鲁棒性,具有较好的控制效果。     

改进火炮拖动随动系统跟随特性的方法

为了提高火炮拖动随动系统跟随误差精度,在三环伺服控制系统的基础上,提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法.利用误差补偿的思想,在位置环采用前馈校正和超前校正的复合控制.采用模糊PI参数自整定控制的思想,在速度环上设计了智能模糊控制器.仿真结果表明,与PID控制系统相比较,系统的动态误差精度从10-3提高到10-4,明显地增强了火炮拖动随动系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性.     

基于图像对比度最优的频率步进ISAR成像方法

在频率步进高分辨ISAR成像中,目标的径向运动会带来距离多普勒耦合,从而对ISAR图像有较大的影响。提出了一种基于图像对比度最优的运动参数估计方法。该法分析了径向速度和径向加速度对多普勒像对比度函数的影响。通过构造相位补偿因子,在多普勒像中基于多普勒像对比度最优估计径向加速度。在径向加速度补偿后,在距离像中基于距离像对比度最优估计径向速度。进行运动补偿,利用RD算法实现了目标的高分辨ISAR成像。该方法具有运动参数估计精度高和计算量小的优点。仿真结果验证了方法的有效性。     

不同介质中声辐射相似性

研究不同介质中声学相似条件,可为空气噪声实验数据推算相应条件水下辐射噪声,替代复杂水下实验提供依据。因此,首先运用了因次分析法对任意不同介质中的声辐射相似性进行了分析;然后,采用结构有限元耦合流体边界元理论,利用NASTRAN计算模型表面流固耦合振动;最后,通过FORTRAN边界元程序计算辐射声场;以加肋圆柱壳为对象在水和空气两种典型介质中进行了数值模拟验证。理论推导与数值计算的结果一致性表明:不同介质中两个几何相似、表面振动相似的系统间结构表面振幅与该系统几何尺度成正比、表面振动波波长与该系统传声介质中声波波长成正比时,两个模型的无量纲声压相等。     

随机振动中晶体振荡器的有源降噪设计

针对晶体振荡器在振动下会发生输出频率漂移的问题,在分析声学有源降噪技术和加速度对晶体振荡器输出相位噪声的影响机理基础上,提出降低随机振动中晶体振荡器噪声的方法。在晶体振荡器外围电路中嵌入加速度传感器、模数转换器、数模转换器和数字处理器,构建对晶体振荡器相位噪声进行实时补偿的有源降噪系统。结果表明:设计的有源降噪系统在0.03g/Hz振动幅度、10~850 Hz频率范围的随机振动条件下,能达到20 d B的相位噪声补偿效果。     

弹性联轴器在坦克传动系统中应用研究

在阐述履带车辆机械传动中各种随机激励的基础上,分析了安装弹性联轴器的必要性。指出盖斯林格联轴器在坦克传动上结构特点,用能量法导出扭转刚度的计算公式,并给出算例。最后分析了使用维修中应注意的技术问题。     

45钢凸轮轴磨损凸轮的激光熔覆再制造

凸轮轴是坦克发动机的关键部件,其服役过程中经常出现由于磨损超差而导致凸轮失效的问题。采用激光熔覆技术实现了坦克凸轮轴的再制造。其中,采用分段调整扫描速度的措施,实现了熔覆层厚度的可控;采用边缘补偿措施,防止了边缘塌陷。提出的凸轮熔覆路径规划,其成形尺寸精度较高。再制造凸轮经磨削加工后满足几何尺寸要求,熔覆涂层组织致密,无裂纹和气孔等缺陷,涂层显微硬度达HV 700～750,满足凸轮轴图纸设计要求。     

关联维数在梁式结构损伤检测中的应用

为探索有效实用的结构损伤检测方法,运用分形理论直接对结构振动信号进行关联维数分析,通过度量系统输出的奇异性来识别结构的局部损伤,提出了基于振动响应关联维数的结构损伤检测方法.简支梁损伤算例结果表明,该方法能够准确地检测出梁式结构单个和多个不同程度的损伤位置,同时关联维数指标变化值会随着损伤程度的增加而增大.与曲率模态指...     

泵喷宽带非定常激振力预报与参数分析

为预报泵喷推进器转子与湍流互作用宽频非定常激振力,在Sears函数的基础上,考虑随机湍流波的影响,推导了螺旋桨宽频非定常激振力预报公式,并与实验值对比验证了该公式。进一步考虑泵喷推进器转子工作在前导叶尾流场的情况,通过Gauss尾流模型建立叶片尾流湍流波数谱,通过经验公式计算叶片尾流场参数。推导得到泵喷推进器转子宽频非定常激振力预报公式,通过公式计算得到的宽频非定常激振力与数值计算结果相近。分析了流场参数的变化对推进器转子宽频辐射噪声预报结果的影响。研究得到,湍流强度只影响宽频非定常激振力预报结果的幅值,湍流积分尺度对幅值和频谱形状都有较大的影响。     

基础阻抗对隔振效果的影响

经典隔振理论评价隔振效果常假定基础为绝对刚性,这在隔振效果评价和测量上带来了很大的问题,导致计算结果偏差很大.针对这一问题推导了柔性基础上的传递率计算公式,讨论了基础阻抗对隔振效果的影响.理论分析表明,柔性基础的基频和质量是影响隔振效果的最重要因素.