隨著水下穩(wěn)態(tài)輻射噪聲測量技術(shù)和減振降噪技術(shù)的不斷發(fā)展,各類水下航行器及水下武器的穩(wěn)態(tài)輻射噪聲已經(jīng)顯著降低,因此各個(gè)國家開始將研究方向逐漸向水下瞬態(tài)輻射噪聲的測量技術(shù)集中。本文研究分析瞬態(tài)信號的測量量,其中主要研究瞬態(tài)信號的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻以及瞬態(tài)信號能量的檢測與計(jì)算方法。本文以空投入水及船轉(zhuǎn)舵輻射噪聲信號為研究對象,因此首先研究了空投入水信號及船轉(zhuǎn)舵噪聲信號的來源、產(chǎn)生過程及產(chǎn)生原因,并建立了空投入水輻射噪聲和船轉(zhuǎn)舵輻射噪聲的模型。其次由于瞬態(tài)信號的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻的獲取需在檢測器輸出結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算,因此研究了短時(shí)能量檢測器,高階量統(tǒng)計(jì)檢測器,Power-Law檢測器以及CFAR Power-Law檢測器檢測瞬態(tài)信號起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻的性能。分別對空投入水信號和船轉(zhuǎn)舵信號模型進(jìn)行檢測,比較三種檢測方法在不同信噪比下的檢測結(jié)果,分析數(shù)據(jù)段長度,重疊度等參數(shù)對檢測結(jié)果的影響,對比處理信號的特點(diǎn),選擇合適的參數(shù)進(jìn)行檢測。接著文章重點(diǎn)分析了瞬態(tài)信號的信噪比、能量、信號起始時(shí)刻與結(jié)束時(shí)刻,有效時(shí)長、最大峰值和平均峰值。其中,主要研究了在檢測器的輸出結(jié)果基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)用來計(jì)算信號起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻的門限,從而對瞬態(tài)信號測量量提出指導(dǎo)性意見。此外,本文根據(jù)瞬態(tài)信號的特點(diǎn),將平均聲強(qiáng)器進(jìn)行改進(jìn)得到加權(quán)平均聲強(qiáng)器直方圖估計(jì)算法來對瞬態(tài)信號進(jìn)行方位估計(jì)。分別使用門限計(jì)算所得的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻與信號真實(shí)的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻對信號進(jìn)行截?cái)?然后再進(jìn)行方位估計(jì),對比二者的方位估計(jì)效果。最后通過處理水池和松花湖的試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證算法的可靠性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U661.44;TJ6
【部分圖文】：

管、水下碰撞、水下爆破、潛艇開關(guān)艙門等，這些瞬態(tài)噪聲形式復(fù)雜，集各種噪聲為一體。本文主要研究物體空投入水輻射噪聲信號、船轉(zhuǎn)舵輻射噪聲信號的產(chǎn)生原理，并利用幾種常見的瞬態(tài)信號模型，根據(jù)轉(zhuǎn)舵輻射噪聲和空投入水噪聲信號的特征形態(tài)，對這兩種信號進(jìn)行模型的建立。2.2 兩種瞬態(tài)輻射噪聲產(chǎn)生原理2.2.1 空投目標(biāo)入水輻射噪聲產(chǎn)生原理通常，空投目標(biāo)入水的整個(gè)過程被認(rèn)為：某物體從空氣開始，然后穿過水面，最后進(jìn)入到水中的一個(gè)整體過程，而這個(gè)分析入水過程的重要性在于，某些對己方有威脅的物體，例如魚雷，這些物體在進(jìn)入水中的瞬間可否被友軍第一時(shí)間準(zhǔn)確地檢測到并且獲取到有用的相關(guān)信息，這具有十分重要的預(yù)警作用。物體空投入水的過程根據(jù)物體入水的速度，被劃分為低速入水物體和高速入水物體兩種類型。這兩種類型的空投入水，根據(jù)具體的噪聲形成過程，主要被劃分為沖擊階段、空腔形成階段與氣泡脈動(dòng)階段，每個(gè)階段分別需要采用不同種類的數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行描述，如圖 2.1 所示。物體空投入水所產(chǎn)生的水下輻射瞬態(tài)噪聲主要包括擊水脈沖信號、寂靜區(qū)以及氣泡脈動(dòng)信號[28]。

圖 2.2 船舶操舵裝置布置示意圖1-遠(yuǎn)距離操縱機(jī)械；2-轉(zhuǎn)舵動(dòng)力機(jī)械；3-轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)；4-舵由于艦船上轉(zhuǎn)舵裝置的不同，使船轉(zhuǎn)向的操作步驟也不同，比如，在對載有艏器的艦船進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時(shí)，我們可以利用艏側(cè)推進(jìn)器進(jìn)行的正向和倒向轉(zhuǎn)動(dòng)生成，從而完成轉(zhuǎn)向目的；另外，部分艦船會(huì)使用導(dǎo)流管舵的偏轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)向；現(xiàn)階段和舵?zhèn)鲃?dòng)裝置是比較多的艦船選擇使用變向的裝置。在艦船的航行過程中，許多因素都會(huì)造成艦船發(fā)生偏航，而海風(fēng)、洋流以及不螺旋槳都是可能的原因，而當(dāng)發(fā)生偏航時(shí)，我們都會(huì)使用羅經(jīng)來測知所處船只的況，然后根據(jù)具體情況使用操舵裝置來扶正航向。而部分情況可能需要使用應(yīng)急操時(shí)，我們可使用駕駛臺或者舵機(jī)室里面的設(shè)備來操作舵機(jī)的起停和轉(zhuǎn)彎方向。一般情況下，艦船轉(zhuǎn)舵操作包括以下 4 步：1. 駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)動(dòng)操舵手輪盤使得船沿著指定航線航行，操舵過程的相關(guān)信息操舵系統(tǒng)送達(dá)至舵機(jī)艙室[31]；2. 將舵機(jī)艙室里的舵操作機(jī)運(yùn)作所產(chǎn)生的動(dòng)能，由轉(zhuǎn)舵機(jī)械和電動(dòng)機(jī)傳遞，能轉(zhuǎn)動(dòng)舵的動(dòng)能。舊式的轉(zhuǎn)舵機(jī)械有人力的、電動(dòng)式的、蒸汽式的，目前工藝上

有限氣體含量的空化氣泡的生長和崩潰力
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本文編號：2859410