膛內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度測(cè)量技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-11 21:10
目標(biāo)的速度參數(shù)是反映物體運(yùn)動(dòng)特性的重要指標(biāo),普遍應(yīng)用在交通、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)和科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。在內(nèi)彈道運(yùn)行參數(shù)測(cè)試中運(yùn)動(dòng)速度反映了內(nèi)彈道運(yùn)動(dòng)規(guī)律、彈藥特性,對(duì)其進(jìn)行精確地測(cè)量具有重要的應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)目前不同環(huán)境下膛內(nèi)測(cè)速存在采集信號(hào)較長(zhǎng)、有效信號(hào)持續(xù)時(shí)間較短、速度測(cè)量精度較低以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)出膛口時(shí)獲取的信號(hào)能量較微弱的問(wèn)題,論文提出了一種膛內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)量方案,以期實(shí)現(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度的有效測(cè)量。針對(duì)膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)多普勒信號(hào)的特點(diǎn),提出了基于改進(jìn)的多時(shí)窗能量比法與STFT時(shí)頻分析和多普勒原理相結(jié)合的多普勒信號(hào)自動(dòng)提取方法,解決了實(shí)際數(shù)據(jù)有效段提取困難的問(wèn)題;針對(duì)極值法受環(huán)境因素干擾大、STFT時(shí)頻分析法時(shí)頻分辨率難以兼顧的問(wèn)題,提出了基于S變換時(shí)頻分析的膛內(nèi)速度測(cè)量方案,并對(duì)模擬的調(diào)頻信號(hào)、膛內(nèi)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信號(hào)及實(shí)際測(cè)試信號(hào)進(jìn)行了有效的速度測(cè)量;針對(duì)炮口因干擾產(chǎn)生速度缺失段的現(xiàn)象,采用了三次樣條曲線插值法、最小二乘法多項(xiàng)式擬合等對(duì)缺失段的速度建模,并基于粒子濾波方法完成了速度缺失段的恢復(fù)和優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明,在信噪比為10d B、速度范圍為0到1023.4216m/s的模擬膛內(nèi)多普勒信...
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 多普勒信號(hào)處理方法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 多普勒信號(hào)處理平臺(tái)的發(fā)展動(dòng)態(tài)
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
2 高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
2.1 高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)處理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
2.2 信號(hào)預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)方法
2.3 速度測(cè)量的設(shè)計(jì)方案
2.4 速度優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案
2.5 本章總結(jié)
3 有效多普勒信號(hào)的自動(dòng)提取
3.1 多普勒信號(hào)的預(yù)處理
3.1.1 較長(zhǎng)明顯無(wú)效信號(hào)的截除
3.1.2 趨勢(shì)項(xiàng)的去除
3.1.3 基于小波閾值法的信號(hào)降噪
3.2 STFT時(shí)頻分析法與多普勒原理相結(jié)合提取終點(diǎn)
3.2.1 終點(diǎn)提取方法選取原則
3.2.2 STFT時(shí)頻分析法原理
3.2.3 有效信號(hào)終點(diǎn)的提取
3.3 改進(jìn)的多時(shí)窗能量比法提取起點(diǎn)
3.3.1 起點(diǎn)提取方法的選取原則
3.3.2 改進(jìn)的多時(shí)窗能量比法的實(shí)現(xiàn)原理
3.3.3 有效信號(hào)起點(diǎn)的提取
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
3.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
4 基于S變換時(shí)頻分析的速度測(cè)量
4.1 速度測(cè)量方法的選取
4.1.1 時(shí)域極值法速度測(cè)量
4.1.2 時(shí)頻域法速度測(cè)量
4.1.3 S變換時(shí)頻分析法速度測(cè)量的選取
4.2 S變換時(shí)頻分析的實(shí)現(xiàn)原理
4.2.1 由小波變換得出S變換
4.2.2 由STFT推導(dǎo)出S變換
4.2.3 S變換實(shí)現(xiàn)過(guò)程
4.3 膛內(nèi)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量
4.3.1 譜峰搜索
4.3.2 能量重心法校正峰值
4.3.3 多普勒原理求解速度
4.4 速度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
4.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 基于粒子濾波的速度軌跡補(bǔ)償
5.1 速度軌跡補(bǔ)償?shù)奶岢?br> 5.2 速度曲線的預(yù)處理
5.2.1 三次樣條插值
5.2.2 最小二乘法多項(xiàng)式擬合
5.3 基于粒子濾波的速度優(yōu)化
5.3.1 粒子濾波的選取原則
5.3.2 粒子濾波的實(shí)現(xiàn)原理
5.4 速度優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
5.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子濾波的織物染色配方預(yù)測(cè)算法[J]. 葉斌,金福江,湯儀平. 紡織學(xué)報(bào). 2014(08)
[2]基于S變換的信號(hào)瞬時(shí)頻率特征提取[J]. 郭凱豐,林云,王萌,景煥強(qiáng). 電子世界. 2013(15)
[3]內(nèi)彈道多普勒信號(hào)處理方法[J]. 孔偉,王寶軍,張智源,王成. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]基于方向性S變換的多分量FM信號(hào)瞬時(shí)頻率估計(jì)[J]. 朱明哲,姬紅兵,林琳,王磊. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(01)
[5]改進(jìn)的離散S變換快速算法與連續(xù)小波變換算法性能分析[J]. 吳彥華. 信號(hào)處理. 2012(07)
[6]淺層折射波勘探中初至自動(dòng)拾取新算法[J]. 徐鈺,曾維輝,宋建國(guó),徐維秀,陳楠. 石油地球物理勘探. 2012(02)
[7]激光干涉測(cè)速技術(shù)在內(nèi)彈道彈丸速度測(cè)量中的應(yīng)用研究[J]. 王德田,彭其先,劉俊,蒙建華,劉壽先,陳光華,劉喬,鄧向陽(yáng). 高壓物理學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]小波去噪在火力控制檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 謝琦,陳維義,羅云,李路. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]高精度初至自動(dòng)拾取綜合方法研究[J]. 徐鈺,段衛(wèi)星,徐維秀,曾維輝,徐雷良. 物探與化探. 2010(05)
[10]基于小波去噪和改進(jìn)極值法的動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)量[J]. 魏媛媛,姚金杰. 微計(jì)算機(jī)信息. 2010(19)
博士論文
[1]基于地面基站的目標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 姚金杰.中北大學(xué) 2011
碩士論文
[1]水力壓裂微地震事件自動(dòng)識(shí)別與拾取[D]. 魏路路.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[2]基于時(shí)頻分析的毫米波干涉儀信號(hào)處理研究[D]. 王利梅.南京理工大學(xué) 2013
[3]基于粒子濾波的雷達(dá)弱目標(biāo)TBD算法研究[D]. 楊瑞興.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]光子多普勒速度測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法[D]. 項(xiàng)紅亮.北京交通大學(xué) 2012
[5]高密點(diǎn)地震信號(hào)廢道自動(dòng)識(shí)別及初至拾取方法研究[D]. 羅光.南京理工大學(xué) 2012
[6]內(nèi)彈道彈丸測(cè)速信號(hào)處理技術(shù)研究[D]. 倪程云.西安電子科技大學(xué) 2012
[7]基于粒子濾波的交通流狀態(tài)預(yù)測(cè)及其優(yōu)化研究[D]. 齊龍濤.北京交通大學(xué) 2011
[8]微地震有效事件識(shí)別及震源自動(dòng)定位方法研究[D]. 呂世超.中國(guó)石油大學(xué) 2011
[9]毫米波干涉儀膛內(nèi)信號(hào)處理研究[D]. 楊健.南京理工大學(xué) 2010
[10]分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在微波干涉儀中的應(yīng)用[D]. 蔡德全.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3431245
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 多普勒信號(hào)處理方法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 多普勒信號(hào)處理平臺(tái)的發(fā)展動(dòng)態(tài)
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
2 高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
2.1 高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)處理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
2.2 信號(hào)預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)方法
2.3 速度測(cè)量的設(shè)計(jì)方案
2.4 速度優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案
2.5 本章總結(jié)
3 有效多普勒信號(hào)的自動(dòng)提取
3.1 多普勒信號(hào)的預(yù)處理
3.1.1 較長(zhǎng)明顯無(wú)效信號(hào)的截除
3.1.2 趨勢(shì)項(xiàng)的去除
3.1.3 基于小波閾值法的信號(hào)降噪
3.2 STFT時(shí)頻分析法與多普勒原理相結(jié)合提取終點(diǎn)
3.2.1 終點(diǎn)提取方法選取原則
3.2.2 STFT時(shí)頻分析法原理
3.2.3 有效信號(hào)終點(diǎn)的提取
3.3 改進(jìn)的多時(shí)窗能量比法提取起點(diǎn)
3.3.1 起點(diǎn)提取方法的選取原則
3.3.2 改進(jìn)的多時(shí)窗能量比法的實(shí)現(xiàn)原理
3.3.3 有效信號(hào)起點(diǎn)的提取
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
3.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
4 基于S變換時(shí)頻分析的速度測(cè)量
4.1 速度測(cè)量方法的選取
4.1.1 時(shí)域極值法速度測(cè)量
4.1.2 時(shí)頻域法速度測(cè)量
4.1.3 S變換時(shí)頻分析法速度測(cè)量的選取
4.2 S變換時(shí)頻分析的實(shí)現(xiàn)原理
4.2.1 由小波變換得出S變換
4.2.2 由STFT推導(dǎo)出S變換
4.2.3 S變換實(shí)現(xiàn)過(guò)程
4.3 膛內(nèi)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量
4.3.1 譜峰搜索
4.3.2 能量重心法校正峰值
4.3.3 多普勒原理求解速度
4.4 速度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
4.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 基于粒子濾波的速度軌跡補(bǔ)償
5.1 速度軌跡補(bǔ)償?shù)奶岢?br> 5.2 速度曲線的預(yù)處理
5.2.1 三次樣條插值
5.2.2 最小二乘法多項(xiàng)式擬合
5.3 基于粒子濾波的速度優(yōu)化
5.3.1 粒子濾波的選取原則
5.3.2 粒子濾波的實(shí)現(xiàn)原理
5.4 速度優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.4.1 模擬信號(hào)的仿真驗(yàn)證
5.4.2 實(shí)際信號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于粒子濾波的織物染色配方預(yù)測(cè)算法[J]. 葉斌,金福江,湯儀平. 紡織學(xué)報(bào). 2014(08)
[2]基于S變換的信號(hào)瞬時(shí)頻率特征提取[J]. 郭凱豐,林云,王萌,景煥強(qiáng). 電子世界. 2013(15)
[3]內(nèi)彈道多普勒信號(hào)處理方法[J]. 孔偉,王寶軍,張智源,王成. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]基于方向性S變換的多分量FM信號(hào)瞬時(shí)頻率估計(jì)[J]. 朱明哲,姬紅兵,林琳,王磊. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(01)
[5]改進(jìn)的離散S變換快速算法與連續(xù)小波變換算法性能分析[J]. 吳彥華. 信號(hào)處理. 2012(07)
[6]淺層折射波勘探中初至自動(dòng)拾取新算法[J]. 徐鈺,曾維輝,宋建國(guó),徐維秀,陳楠. 石油地球物理勘探. 2012(02)
[7]激光干涉測(cè)速技術(shù)在內(nèi)彈道彈丸速度測(cè)量中的應(yīng)用研究[J]. 王德田,彭其先,劉俊,蒙建華,劉壽先,陳光華,劉喬,鄧向陽(yáng). 高壓物理學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]小波去噪在火力控制檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 謝琦,陳維義,羅云,李路. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]高精度初至自動(dòng)拾取綜合方法研究[J]. 徐鈺,段衛(wèi)星,徐維秀,曾維輝,徐雷良. 物探與化探. 2010(05)
[10]基于小波去噪和改進(jìn)極值法的動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)量[J]. 魏媛媛,姚金杰. 微計(jì)算機(jī)信息. 2010(19)
博士論文
[1]基于地面基站的目標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 姚金杰.中北大學(xué) 2011
碩士論文
[1]水力壓裂微地震事件自動(dòng)識(shí)別與拾取[D]. 魏路路.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[2]基于時(shí)頻分析的毫米波干涉儀信號(hào)處理研究[D]. 王利梅.南京理工大學(xué) 2013
[3]基于粒子濾波的雷達(dá)弱目標(biāo)TBD算法研究[D]. 楊瑞興.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]光子多普勒速度測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法[D]. 項(xiàng)紅亮.北京交通大學(xué) 2012
[5]高密點(diǎn)地震信號(hào)廢道自動(dòng)識(shí)別及初至拾取方法研究[D]. 羅光.南京理工大學(xué) 2012
[6]內(nèi)彈道彈丸測(cè)速信號(hào)處理技術(shù)研究[D]. 倪程云.西安電子科技大學(xué) 2012
[7]基于粒子濾波的交通流狀態(tài)預(yù)測(cè)及其優(yōu)化研究[D]. 齊龍濤.北京交通大學(xué) 2011
[8]微地震有效事件識(shí)別及震源自動(dòng)定位方法研究[D]. 呂世超.中國(guó)石油大學(xué) 2011
[9]毫米波干涉儀膛內(nèi)信號(hào)處理研究[D]. 楊健.南京理工大學(xué) 2010
[10]分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在微波干涉儀中的應(yīng)用[D]. 蔡德全.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3431245
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