基于窄带混合高斯噪声的最佳检测

论文首先研究高斯柯西卷积噪声模型和窄带混合高斯噪声模型用来对混响建模,前者主要用于仿真分析,而后者因其参数有明确物理意义且可通过样本序列估计得到,因此被用于海洋的工程实现.文章重点研究混合高斯噪声背景下确知信号的非高斯最佳检测器的构造,并对检测器进行了仿真.验证结果表明混合高斯噪声背景下确知信号的非高斯最佳检测器检测性能优于常规的匹配滤波器3～4.5 dB.     

三对角系统的最佳向后扰动分析

用一种新方法研究了三对角方程组及对称三对角方程组计算解的最佳向后扰动分析。由于这两类方程组的系数矩阵具有特殊结构 ,因而本文结果不能从已有结果直接导出。所用方法亦可用于研究 KKT及 SQD等结构线性系统的最佳向后扰动分析。     

考虑自由面反射作用的圆柱流噪声计算

对于现代舰船而言噪声是其关键性能之一,目前水下航行体的流激噪声预测方法已经较为成熟,但是水面舰船的水动力噪声研究起步较晚,还没有形成系统的预报方法和控制手段。使用开源CFD工具包OpenFOAM求解器,流场通过大涡模拟方法求解,自由液面则依靠VOF方法捕捉,通过Curle方程预测远场噪声,基于镜像法考虑自由面的反射作用,数值模拟近自由面圆柱周围的声场分布。开展了Re=3 900下距离自由液面不同高度的圆柱辐射噪声求解,主要结合流场分析自由面对声场的扰动作用和不同深度对水下几何体流噪声的影响。初步考虑了自由液面波形对辐射噪声的反射作用,为后续预测水面舰船的水动力噪声特性提供依据,自由面对辐射噪声的阻抗等作用还需进一步研究。     

多通道带乘性噪声系统观测噪声的最优估计

研究在多通道观测时观测噪声的最优估计问题。就多通道的乘性噪声为对角阵且动态噪声一步相关并与观测噪声在同时刻和过去相邻时刻也相关的复杂情况下给出了在线性最小方差意义下的观测噪声最优滤波估计算法和固定区间平滑估计算法。针对这些算法进行了仿真研究 ,仿真结果表明了算法的有效性。     

带乘性噪声广义系统的观测噪声最优估计算法

研究带乘性噪声广义系统的观测噪声最优估计问题。在假设系统正则的情况下,针对乘性噪声为一般随机矩阵即各观测通道乘性噪声同时刻相关的情况,通过受限等价变换和状态扩维的方法,给出了线性最小方差意义下的观测噪声最优滤波算法和最优平滑估计算法。数字仿真结果表明了算法的有效性。     

声学背散射系统的电噪声抑制

本文分析了进口声学背散射系统在工作时的电噪声来源,并阐述了系统电噪声的抑制方法.提出了一些应注意的问题,对同类声学系统的工作有一定参考价值.     

噪声相关时多通道带乘性噪声系统最优滤波

针对多通道乘性噪声系统问题的实际需要 ,推广 Rajasekaran滤波算法 ,利用线性最小方差的概念和投影公式 ,导出含有乘性噪声统计特性参数阵特殊乘法运算的新息协方差矩阵 ,并利用这个中间矩阵 ,在观测为多通道 ,且各个通道的乘性噪声不同 ,以及系统的动态噪声和观测噪声同时刻相关的情况下 ,导出状态递推滤波算法 ,该算法在线性最小方差意义下是最优的。并对该算法进行仿真研究 ,仿真结果表明了该算法的有效性     

抗流激自噪声布设系统

本文描述抗流激自噪声布设系统的设计和比测结果。当水流通过测量水听器及其电缆时,会产生扰动、颤动和跳动的噪声──自噪声。低频海洋环境噪声的测量常常受这些流激自噪声的干扰。当流速大于1/2节时,尤其明显。我们采用“中性”浮标的水听器结构,消除加速的影响。又采取隔震措施,使电缆的颤动不易传到水听器上。利用透声性能好的薄玻璃钢导流罩,减少湍流压力起伏。我们利用上述技术设计了四种抗流激自噪声布设系统。第Ⅳ系统效果显著,可降低自噪声几分贝至25分贝。     

通道特性相关时带乘性噪声系统观测噪声的最优估计

研究在较弱的乘性噪声条件下系统观测噪声的最优估计问题,就乘性噪声为一般随机矩阵且各观测通道乘性噪声在同时刻相关的情形,给出了在线性最小方差意义下的观测噪声最优滤波算法和最优平滑算法。针对这些算法进行了仿真研究,仿真结果表明算法有较好的估计效果。     

带乘性噪声系统的最优反褶积

针对高分辨率石油地震勘探问题,研究一种带乘性噪声随机系统的最优反褶积估计方法。通过建立逆向运行的在线性最小方差意义下最优的状态滤波公式,推导出一种随机输入序列的单向最优固定域递推算法。该方法离线运算的存储最小,有助于提高地层反射序列提取的分辨率。     

带乘性噪声系统在加性噪声相关时的最优滤波

针对石油地震勘、通讯工程、语言处理等应用领域 ,该文研究一种在更弱的噪声限制条件下带乘性噪声系统的状态最优滤波 ,就动态噪声为有色噪声及动态噪声和量测噪声在有限时间段上相关的情形 ,给出了线性最小方差意义下的状态最优滤波算法 ,并对此算法作了仿真计算 ,获得满意的结果     

基于CFD的TBL脉动压力水下航行器流激噪声计算

高速航行时的水下航行器的水动力噪声问题一直尤为突出,水动力噪声分为流体脉动压力直接辐射声与流激噪声,流激噪声是结构表面受到湍流脉动压力引起结构振动产生的噪声。由于湍流扰动的随机性,表面脉动压力时空不均,在计算流激噪声时需要统计分析方法的介入。湍流边界层脉动压力的计算方法主要包括传统的半经验公式法计算和 CFD 流场分析计算,将二者相结合对流激噪声进行预报,在流场仿真中提取出频率波数谱预测模型所需的参数,分别使用有限元法和统计能量法代入并计算,对比结果与理论经验公式方法得到的结果,二者的噪声结果较为吻合。     

嵌入式风关海洋环境噪声反演系统的研究

设计开发了一种基于DSP(D ig ita l S igna l P rocessor)的超低功耗风关噪声嵌入式反演平台。在分析浅海风关噪声特性的基础上对水声传感器采集的风关噪声信号放大滤波和A/D转换,并在DSP上实时进行反演运算,运算结果和原始采集数据用硬盘进行大容量存储。反演系统在中国南海海域进行了实验,系统稳定工作时间超过100 d,数据采集完整,反演结果基本反映实际情况。     

特征系统实现算法中的噪声问题研究

研究特征系统实现算法在模态识别过程中的噪声处理问题.特征系统实现算法为目前土木工程领域应用较为广泛的一种模态识别法.在处理实测数据时,特征系统实现算法将实测数据分解为结构真实信号和噪声信号,从而将噪声消除.分块Hankel矩阵的维数对信噪分离过程影响很大.提出当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号可以最好的分离.通过在实测信号里添加噪声(产生噪声-噪声信号),将实测信号和噪声—噪声信号识别的结果进行比较,提出了1种验证识别模态参数是否为结构真实模态的检验方法.本文应用导管架平台实例来验证提出方法的适用性.结果表明,当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号能够有效地分离,此时添加的噪声主要影响噪声信号部分.由实测信号和噪声噪声信号识别的模态参数非常吻合.     

特征系统实现算法中的噪声问题研究

研究特征系统实现算法在模态识别过程中的噪声处理问题。特征系统实现算法为目前土木工程领域应用较为广泛的一种模态识别法。在处理实测数据时,特征系统实现算法将实测数据分解为结构真实信号和噪声信号,从而将噪声消除。分块Hankel矩阵的维数对信噪分离过程影响很大。提出当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号可以最好的分离。通过在实测信号里添加噪声(产生噪声-噪声信号),将实测信号和噪声-噪声信号识别的结果进行比较,提出了1种验证识别模态参数是否为结构真实模态的检验方法。本文应用导管架平台实例来验证提出方法的适用性。结果表明,当分块Hankel矩阵的分块行与分块列数接近时,真实和噪声信号能够有效地分离,此时添加的噪声主要影响噪声信号部分。由实测信号和噪声-噪声信号识别的模态参数非常吻合。     

声学调查设备系统自噪声测量方法研究

声学调查设备重要功能之一是用来获取海洋中的背景噪声信号,这些信号都是弱信号,因此系统自噪声是声学调查设备中一项重要性能指标。提出了3种声学调查设备系统自噪声测量的方法,其中短路噪声测量法是实验室应用较多的一种方法,试验结果表明采用短路噪声测量法测量系统自噪声的结果可验证声学调查设备自噪声性能是否满足设计指标。低噪声环境自噪声测量法可以作为设备整机的功能及性能测试。     

北印度洋风浪流数值预报系统:Ⅱ-检验分析

基于系统构建工作[1],开展北印度洋风浪流数值预报系统后报和准业务化预报,并利用2013年9月—2014年3月共6个月的资料对预报结果进行了统计检验。结果显示北印度洋风浪流数值预报业务运行稳定可靠,大气模式(WRF)72 h预报的500 hPa位势高度距平相关系数达到89%,海浪模式(SWAN)的72 h有效波高预报的相对误差低于20%,海流模式(ROMS)的72 h海表温度预报的均方根误差在0.5℃左右;同时对2013年10月期间孟加拉湾的超级气旋风暴"PHAILIN"的预报结果进行了分析。该风、浪、流预报系统能够较好地预报"PHAILIN"的移动路径、最低气压及相应的海浪和海流过程。该系统的试运行和检验分析结果,对建立新一代海洋环境数值预报系统具有一定借鉴意义。     

多通道带乘性噪声系统的分部滤波算法

针对多通道观测环境下带乘性噪声系统的最优滤波问题,提出了1种状态最优滤波的分部算法。分部估计方法将状态估计分解为标称滤波估计和余项估计2项相加的形式。该算法在线性最小方差意义下是最优的。仿真实例表明,分部算法的鲁棒性更强,对系统初值的改变具有更强的适应能力。     

带乘性噪声系统的传感器故障检测方法

针对水下目标跟踪和石油地震勘探等领域中传感器故障检测的必要性和复杂性,提出了一种带乘性噪声系统的传感器故障模型。并基于状态估计,给出了故障发生前后新息序列正交性变化的结论及相关证明,由此建立了故障检测指标。该方法摆脱了基于状态估计的故障检测方法中对新息需满足正态分布特性的束缚,同时显著地提高了故障诊断的精度,也在一定程度上实现了对滤波器工作性能的监测及观测数据可靠性的判断。仿真结果表明:该方法能够及时有效的识别出故障发生点。     

带乘性噪声系统状态滤波的自适应算法

带乘性噪声系统由于其广泛的适用性,一直成为研究的热点。针对带乘性噪声系统状态最优估计的自适应算法进行研究,探讨在噪声服从平稳正态分布情况下,对未知动态噪声方差阵与观测噪声方差阵的辨识问题。在证明带乘性噪声系统新息在稳态时和线性系统新息有着相似稳定特性的前提下,通过对线性系统辨识方法的改进,完成对带乘性噪声系统噪声方差阵的辨识,并利用新息特性对该方法进行进一步改进,以提高辨识精度;最后通过仿真验证该方法的有效性。