目標(biāo)識別技術(shù)是高新技術(shù)條件下,潛艇及水面艦艇在海戰(zhàn)中先敵發(fā)現(xiàn)、隱蔽攻擊、克敵制勝的先決條件,也是魚雷、水雷等水中武器系統(tǒng)實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一,受到世界各國的高度重視。本文對循環(huán)自相關(guān)分析、Gammatone倒譜系數(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在艦船輻射噪聲的特征提取與分類技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,通過仿真數(shù)據(jù)和實際艦船輻射噪聲的處理,驗證了算法的有效性。并編寫了一目標(biāo)噪聲模擬軟件和一基于Gammatone倒譜系數(shù)的噪聲分類器。主要研究內(nèi)容包括:1、闡述了艦船輻射噪聲的產(chǎn)生機理,分別給出其線譜、寬帶連續(xù)譜以及噪聲調(diào)制的數(shù)學(xué)模型以及實現(xiàn)方法。并且結(jié)合公開發(fā)表的資料設(shè)計一套艦船噪聲仿真軟件。2、對循環(huán)平穩(wěn)信號的處理方法進(jìn)行了闡述,并采用循環(huán)自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行包絡(luò)譜提取,給出了詳細(xì)的步驟,并通過與Hilbert變換解調(diào)做對比。表明循環(huán)自相關(guān)方法能夠較好的提取包絡(luò)譜。將循環(huán)譜相干函數(shù)應(yīng)用到艦船噪聲的軸頻提取中,給出了一種相比DEMON分析,不需要預(yù)先帶通濾波的處理方法。3、研究了基于Gammatone倒譜系數(shù)和梅爾倒譜系數(shù)的艦船輻射噪聲特征提取方法,改進(jìn)了 Gammatone倒譜系數(shù)特征提取時候的壓縮方式使得分... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１水聲目標(biāo)的分類辨識過程??１．２國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀??與國外對被動方式的自動辨識設(shè)備研究較早

?１００００??頻率（ｋＨｚ）??圖２．１空化噪聲譜隨航速和深度的變化關(guān)系??艦船航行中，由于船體的設(shè)計構(gòu)造，不規(guī)則的和升沉的海流與船體相互作用產(chǎn)生了??一噪聲。這種噪聲被成為水動力噪聲。艦船的速度和航行時候的深度一定時，其頻譜上??能量的分布程序一定的規(guī)律。在頻譜上有一臨界頻率。低于臨界頻率的部分機械噪聲和??螺旋槳噪聲中的線譜成分是大部分因素。在高于臨界頻率的頻段，螺旋槳的空化噪聲產(chǎn)??生的連續(xù)譜占大部分因素。大量的研究數(shù)據(jù)表明，艦船和潛艇的臨界頻率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且隨著船型、航行速度、深度等而不同。圖２．２是艦船的輻射噪聲的示意??圖。???？??ｆ??圖２．２艦船輻射噪聲示意圖??２．２艦船輻射噪聲的數(shù)學(xué)模型??國內(nèi)外科研工作者，通過對大量實測的艦船噪聲信號進(jìn)行分析�，F(xiàn)已逐步提出一套??較為完善的艦船噪聲的仿真模型。仿真的數(shù)學(xué)模型包含對有一定頻率結(jié)構(gòu)的連續(xù)譜信??號、低頻占據(jù)主導(dǎo)的線譜信號、將以上兩者調(diào)制的調(diào)制信號的抽象。艦船輻射噪聲時域??波形的數(shù)學(xué)模型可描述為［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇為周期調(diào)制信號；為連續(xù)譜對應(yīng)的時域信號；為線譜對應(yīng)的??時域

螺旋槳噪聲中的線譜成分是大部分因素。在高于臨界頻率的頻段，螺旋槳的空化噪聲產(chǎn)??生的連續(xù)譜占大部分因素。大量的研究數(shù)據(jù)表明，艦船和潛艇的臨界頻率大于１００Ｈｚ小??于１０００Ｈｚ。并且隨著船型、航行速度、深度等而不同。圖２．２是艦船的輻射噪聲的示意??圖。???？??ｆ??圖２．２艦船輻射噪聲示意圖??２．２艦船輻射噪聲的數(shù)學(xué)模型??國內(nèi)外科研工作者，通過對大量實測的艦船噪聲信號進(jìn)行分析。現(xiàn)已逐步提出一套??較為完善的艦船噪聲的仿真模型。仿真的數(shù)學(xué)模型包含對有一定頻率結(jié)構(gòu)的連續(xù)譜信??號、低頻占據(jù)主導(dǎo)的線譜信號、將以上兩者調(diào)制的調(diào)制信號的抽象。艦船輻射噪聲時域??波形的數(shù)學(xué)模型可描述為［２％??５（〇?＝?［ｌ＋ａ（〇］＾（〇＋，ｇ７（〇?（２－１）??式中，ａ（〇為周期調(diào)制信號；為連續(xù)譜對應(yīng)的時域信號；為線譜對應(yīng)的??時域信號。??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Gammatone頻率離散小波系數(shù)的水下目標(biāo)魯棒識別[J]. 吳姚振,楊益新,田豐,楊龍,陶燦.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[2]基于聽覺感知的不同航速穩(wěn)態(tài)艦船噪聲合成[J]. 王金昌,陳克安.  聲學(xué)技術(shù). 2012(05)
[3]艦艇螺旋槳水下噪聲預(yù)測[J]. 楊瓊方,王永生,張明敏.  船舶力學(xué). 2011(04)
[4]水下目標(biāo)特性特征提取及其融合[J]. 李秀坤,李婷婷,夏峙.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2010(07)
[5]一種新的可應(yīng)用于聲目標(biāo)識別的倒譜系數(shù)[J]. 馬元鋒,陳克安,馬苗,張成.  兵工學(xué)報. 2009(11)
[6]Moore響度計算模型的改進(jìn)[J]. 馬元鋒,陳克安.  應(yīng)用聲學(xué). 2009(01)
[7]聽覺外周計算模型研究進(jìn)展[J]. 李朝暉,遲惠生.  聲學(xué)學(xué)報. 2006(05)
[8]振動調(diào)頻信號的循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)原理與實現(xiàn)方法[J]. 丁康,孔正國,李巍華.  振動與沖擊. 2006(01)
[9]基于MFCC的說話人識別系統(tǒng)[J]. 郭春霞,裘雪紅.  電子科技. 2005(11)
[10]被動聲吶目標(biāo)識別技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 朱進(jìn),章新華.  艦船科學(xué)技術(shù). 2003(05)

博士論文
[1]水下目標(biāo)輻射噪聲生理感知特征的提取方法研究[D]. 吳姚振.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于循環(huán)平穩(wěn)信號二維平面表示的滾動軸承早期故障診斷方法研究[D]. 周宇.上海交通大學(xué) 2012
[3]基于矢量水聽器的目標(biāo)特征提取與識別技術(shù)研究[D]. 李思純.哈爾濱工程大學(xué) 2008

碩士論文
[1]艦船目標(biāo)識別技術(shù)研究[D]. 沈廣楠.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]基于MFCC和GMM的說話人識別系統(tǒng)研究[D]. 丁愛明.河海大學(xué) 2006
[3]基于高階譜和循環(huán)譜的艦船噪聲多源特征分離研究[D]. 李長柏.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[4]典型艦船輻射噪聲建模與仿真[D]. 邢國強.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3476185