检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第1期40卷 111-118页

作者：岳洋郑翠娥孙大军徐健哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对水声双扩展信道背景下的连续波信号跟踪问题,提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪算法,重点提升临近多径信号干扰下的弱信号跟踪性能.首先,提出一种利用临近信号预测状态来描述多径信号干扰的似然函数;其次,在量测空间中引入速度量测... 详细信息

针对水声双扩展信道背景下的连续波信号跟踪问题,提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪算法,重点提升临近多径信号干扰下的弱信号跟踪性能.首先,提出一种利用临近信号预测状态来描述多径信号干扰的似然函数;其次,在量测空间中引入速度量测集,推导速度-相关包络联合似然函数解析式,并以此构建多量测输入的信号检测前跟踪模型,最终获得稳健的信号参数跟踪结果.数值仿真与水池实验结果表明,在典型的水声时变双扩展信道下,所提出算法具有更优的多径信号检测及跟踪性能.

关键词：连续波信号水声双扩展信道粒子滤波弱信号跟踪检测前跟踪

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多模耦合宽带Ⅳ型弯张换能器

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声学学报 2025年第1期50卷 149-156页

作者：卢苇叶皓棠哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为拓展水声换能器的工作带宽,解决多模耦合换能器存在模态耦合效果不佳的问题,利用等效电路法研究了换能器振动模态相位对模态耦合能力的影响,提出了换能器振动模态相位的获取和调控以及提升模态耦合能力的方法。重点分析了Ⅳ型弯张换... 详细信息

为拓展水声换能器的工作带宽,解决多模耦合换能器存在模态耦合效果不佳的问题,利用等效电路法研究了换能器振动模态相位对模态耦合能力的影响,提出了换能器振动模态相位的获取和调控以及提升模态耦合能力的方法。重点分析了Ⅳ型弯张换能器一阶、二阶振动模态的相位特点,提出在换能器椭圆壳体上增加空腔结构以调整二阶弯张振动模态相位,从而构建利用一阶、二阶弯张振动模态耦合实现宽带发射的宽带Ⅳ型弯张换能器。制作了宽带Ⅳ型弯张换能器样机,其工作带宽覆盖2~7 kHz,实现了一阶弯张振动模态与二阶弯张振动模态的有效耦合,验证了所提方法的有效性。

关键词：多模耦合等效电路法振动模态 Ⅳ型弯张换能器

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应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法

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声学学报 2025年第1期50卷 86-96页

作者：梁国龙柳国龙李赢郝宇赵春鹏哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对水下目标的高分辨方位估计问题,提出一种应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法。通过估计声压通道和振速通道的噪声功率获得噪声归一化的水声矢量阵数据,利用加权子空间拟合和重加权L_(1)范数最小化技术,精确估计目标方位。... 详细信息

针对水下目标的高分辨方位估计问题,提出一种应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法。通过估计声压通道和振速通道的噪声功率获得噪声归一化的水声矢量阵数据,利用加权子空间拟合和重加权L_(1)范数最小化技术,精确估计目标方位。该方法通过噪声功率加权和加权子空间稀疏恢复来提高方位分辨能力。仿真结果表明,该方法的分辨能力和估计精度优于多重信号分类方法、基于增广子空间的多重信号分类方法和基于奇异值分解的稀疏重构方法(L_(1)-SVD)。消声水池试验结果进一步验证,在一强一弱目标情况下,该方法的分辨能力优于另外3种方法。

关键词：测向重加权稀疏重构声矢量阵高分辨率

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水声单载波通信中的块稀疏均衡器

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声学学报 2025年第2期50卷 511-524页

作者：佟文涛葛威殷敬伟韩笑林雨佳哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨 150001 教育部极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨 150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨 150001 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨 150001 教育部极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨 150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨 150001 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京 100190

水声通信中基于块处理的均衡器复杂度低但性能受限,为此提出了一种应用于水声单载波通信的块稀疏均衡器,进一步考虑了均衡器抽头的稀疏特性,在时不变假设下利用变分贝叶斯推断对稀疏均衡向量完成迭代估计.之后,为提高系统的稳健性,将模... 详细信息

水声通信中基于块处理的均衡器复杂度低但性能受限,为此提出了一种应用于水声单载波通信的块稀疏均衡器,进一步考虑了均衡器抽头的稀疏特性,在时不变假设下利用变分贝叶斯推断对稀疏均衡向量完成迭代估计.之后,为提高系统的稳健性,将模型推广至水声时变场景,推导了基于基扩展模型的块稀疏均衡器,将时变均衡矩阵的估计问题转化成时不变稀疏基系数向量的恢复问题,降低了求解难度.与经典的块均衡器相比,所提方法针对信道估计的逆问题,直接估计均衡系数向量,且进一步考虑了均衡器抽头的稀疏性.仿真与试验结果证明了该方法在稀疏信道下的有效性,以及在时变信道下的鲁棒性.

关键词：水声通信块稀疏均衡器变分贝叶斯推断基扩展模型

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稀疏贝叶斯学习远近场混合源离网定位算法

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声学学报 2025年第2期50卷 456-474页

作者：李晨牧邱龙皓王晋晋梁国龙沈同圣哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心北京100071 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

水下远近场混合源定位算法的定位精度往往受到采样网格的限制,粗糙的网格在降低精度的同时可能导致近场声信号功率泄露至远场,恶化远场测向结果;细密的网格使算法计算复杂度剧增,影响算法的计算效率与实用性。为此提出了一种稀疏贝叶斯... 详细信息

水下远近场混合源定位算法的定位精度往往受到采样网格的限制,粗糙的网格在降低精度的同时可能导致近场声信号功率泄露至远场,恶化远场测向结果;细密的网格使算法计算复杂度剧增,影响算法的计算效率与实用性。为此提出了一种稀疏贝叶斯学习远近场混合源离网定位算法。该算法通过建立水下声信号远近场离网模型,利用稀疏贝叶斯学习过程实现离网误差的估计与补偿,从而突破网格限制,获得更高精度的定位结果。在此基础上,还提出了一种提高计算效率的网格演化方法,该方法根据离网误差估计结果引导网格点在声源位置附近细化,实现了网格点有侧重、非均匀地覆盖感兴趣空域,有效降低了算法计算复杂度。仿真和湖试数据处理结果表明,与现有稀疏贝叶斯学习远近场混合源定位算法相比,所提算法具有更高的定位精度、分辨率和计算效率。

关键词：声源定位稀疏贝叶斯学习离网模型网格演化

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结构声源浅海辐射声场计算及特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2025年第1期46卷 119-128页

作者：王佳张揽月胡博吴迪胡雪茹哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对浅海环境影响噪声测量准确性的问题,本文开展水下航行器类结构声源在浅海环境下辐射声场计算及特性研究。基于联合有限元等效源法与声传播模型相结合的方法建立结构声源在浅海环境下辐射声场计算模型,对该模型进行改进以提升计算效... 详细信息

针对浅海环境影响噪声测量准确性的问题,本文开展水下航行器类结构声源在浅海环境下辐射声场计算及特性研究。基于联合有限元等效源法与声传播模型相结合的方法建立结构声源在浅海环境下辐射声场计算模型,对该模型进行改进以提升计算效率,并对其有效性进行验证。分析声源频率、海水深度、潜深及声速剖面等因素对结构声源与点源辐射声场的影响。结果表明:在近距离处,结构声源的辐射声场与点源相比更为复杂,但随着距离的增加,二者有一定的相似性。声源在高频段的辐射声场相较低频段更为复杂。随着声源与界面距离的增加,在近距离处的声场分布接近于自由场中的声场分布。声速剖面在近距离处对声场影响较小,但随着距离的增加,影响逐渐增大。

关键词：波导结构有限元法等效源法射线声学简正波声场特性声传播

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一种水下运动体目标参数联合估计方法

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声学学报 2025年第1期50卷 45-58页

作者：郑翠娥程驰宇孙大军李宗晏哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地青岛266000

为解决声速测量不准和姿态传感器安装偏差引起的水下体目标垂向运动轨迹估计有偏问题,提出了一种水下运动体目标参数联合估计方法,将声速误差、安装姿态误差作为未知参数与运动轨迹进行联合估计。理论分析和仿真结果表明,声速误差、安... 详细信息

为解决声速测量不准和姿态传感器安装偏差引起的水下体目标垂向运动轨迹估计有偏问题,提出了一种水下运动体目标参数联合估计方法,将声速误差、安装姿态误差作为未知参数与运动轨迹进行联合估计。理论分析和仿真结果表明,声速误差、安装姿态误差主要影响体目标垂向轨迹估计性能,所提联合方法有效消除了由系统误差引起的垂向运动轨迹系统偏差。海上试验以压力计测量深度为参考评定体目标轨迹长基线估计方法的垂向估计性能,所提方法将3.67 m的垂向轨迹偏差减小至0.02 m,提高了体目标垂向运动轨迹估计准确度。

关键词：长基线定位体目标运动轨迹估计系统误差估计

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单矢量水听器的改进稀疏贝叶斯学习方位估计算法

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声学学报 2025年第1期50卷 77-85页

作者：李雄辉梁国龙沈同圣罗再磊哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心北京100071 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001

复数稀疏贝叶斯学习(SBL)算法计算量大,为此将声能流与稀疏贝叶斯学习算法相结合,提出了基于单矢量水听器的声能流稀疏贝叶斯学习(SI-SBL)方位估计算法。该方法采用声能流取代声压振速信息作为观测量,将参数估计过程从复数域运算转化为... 详细信息

复数稀疏贝叶斯学习(SBL)算法计算量大,为此将声能流与稀疏贝叶斯学习算法相结合,提出了基于单矢量水听器的声能流稀疏贝叶斯学习(SI-SBL)方位估计算法。该方法采用声能流取代声压振速信息作为观测量,将参数估计过程从复数域运算转化为实数域运算,同时利用声压通道噪声与振速噪声不相关的特点实现了噪声抑制,进一步加快了稀疏贝叶斯学习算法收敛速度,使SI-SBL算法获得相比以声压振速通道作为观测量的SBL算法更高的估计精度和尖锐的谱峰。仿真数据表明,单矢量水听器SI-SBL算法相比于SBL算法具有更高的精度和更快的计算速度。实验数据验证,SI-SBL算法相比SBL精度提高了25%,运算速度提高了8倍,证明了本文所提SI-SBL算法应用于水平方位估计的可行性。

关键词：矢量水听器方位估计稀疏贝叶斯学习声能流

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潜艇主艇体模型水下水动力特性的数值分析

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哈尔滨工程大学学报 2025年第2期46卷 292-300页

作者：王欢方尔正洪连进哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试... 详细信息

本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试验结果最接近;当速度分别为5.92、10.00、11.84、13.92、16.00和17.99 kn时,相对误差小于3%的壁厚取值范围分别为:0.000 2~0.000 8 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 03~0.000 05 m、0.000 02~0.000 1 m、0.000 04~0.000 2 m,棱柱层总厚度取值范围为0.013~0.12 m,也可直接用公式计算。基于模拟分析结果,给出了AFF-1在改进网格划分方法后较为理想的数值计算结果。最后选择AFF-2模型验证了本文计算方法的准确性。

关键词：数值计算水下 Suboff主艇体模型 Suboff全附体模型湍流模型棱柱层第一层厚度总厚度

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稀疏线阵宽带波数域反卷积波束形成栅瓣抑制方法

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声学学报 2025年第1期50卷 109-120页

作者：崔文婷梅继丹孙大军黄天凤汪碧莹中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为解决稀疏线列阵的栅瓣与宽带Richardson-Lucy(R-L)反卷积处理生成点扩散函数(PSF)字典计算量大的问题,提出一种宽带波数域的R-L反卷积波束形成栅瓣抑制方法。该方法利用宽带波数域波束形成在波数域的恒束宽特点,使所有频点的反卷积计... 详细信息

为解决稀疏线列阵的栅瓣与宽带Richardson-Lucy(R-L)反卷积处理生成点扩散函数(PSF)字典计算量大的问题,提出一种宽带波数域的R-L反卷积波束形成栅瓣抑制方法。该方法利用宽带波数域波束形成在波数域的恒束宽特点,使所有频点的反卷积计算共用一个PSF字典,减少反卷积计算的PSF存储空间和计算量;结合在波数域波束形成算法的栅瓣与主瓣之间存在周期平移关系,利用实际波束形成主瓣方位、宽度以及能量对栅瓣进行基于实际数据的宽带栅瓣预测和抑制,可以获得好的抑制效果。通过仿真和海试数据验证了所提方法的性能,结果表明该方法相较于常规宽带反卷积处理可以减少计算量,栅瓣抑制效果大于6 dB,拓展了相同阵元数情况下阵列对宽带目标的探测分辨性能。

关键词：栅瓣抑制波数域反卷积波束形成方位估计

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