發(fā)布時間：2021-10-24 12:33

　　風速的準確測量在眾多場合有著重要的意義。為獲得準確的風速,風速測量方法也一直在發(fā)展。風速的測量方法經(jīng)歷了機械式、熱線式、聲波式等測量方法,現(xiàn)在比較常用的風速測量方法為超聲波風速測量方法。但是由于超聲波頻率過高,在空氣中傳播距離短,導致其無法測量大空間范圍內的風速。通過聲參量陣系統(tǒng)可以產(chǎn)生高指向的低頻聲,聲波能夠傳播較遠的距離,聲場特性分布明顯,利用這些特性可以把聲參量陣技術應用到大空間范圍的風速測量中。因此本文提出新的方法對風場進行模擬,并基于模擬風場對聲場進行仿真,創(chuàng)新性地結合了相位差法和聲參量陣技術來建立三角形測量模型,基于模型設計了聲參量陣風速測量系統(tǒng)。首先,本文研究了聲參量陣技術理論,通過研究聲參量陣聲場的非線性特性,對聲參量陣聲場進行仿真,著重分析了差頻信號的聲場分布,并與超聲波聲場進行仿真對比分析,通過理論研究與仿真分析驗證了采用聲參量陣技術測風速的可行性。其次,提出采用向量自回歸（AR）模型與小波分解法相結合的方法對風場進行仿真模擬。基于風場對超聲波聲場和聲參量陣聲場進行仿真研究,經(jīng)仿真發(fā)現(xiàn)聲場會沿著風場方向進行偏移,從而驗證了采用聲參量陣聲場測風速的可行性。接著建立了基... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲參量陣技術的發(fā)展
        1.2.2 風速測量技術的發(fā)展
    1.3 研究目的、內容及意義
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究內容
        1.3.3 研究意義
    1.4 論文章節(jié)安排
第二章 聲參量陣風速測量理論基礎研究
    2.1 聲參量陣理論基礎研究
        2.1.1 聲參量陣基本原理
        2.1.2 聲參量陣聲場特性分析
    2.2 聲參量陣聲場與超聲波聲場對比分析
        2.2.1 超聲波聲場分布仿真研究
        2.2.2 聲參量陣聲場分布仿真研究
    2.3 本章小結
第三章 風場的模擬仿真與模擬風場下的聲場分析
    3.1 風場的模擬仿真
        3.1.1 模擬風場數(shù)學建模
        3.1.2 模擬風場仿真分析
    3.2 基于模擬風場的聲場分析
        3.2.1 基于模擬風場的超聲波聲場仿真
        3.2.2 基于模擬風場的聲參量陣聲場仿真
    3.3 本章小結
第四章 聲參量陣風速測量系統(tǒng)算法研究
    4.1 聲參量陣風速測量模型方案研究
        4.1.1 風速風向測量原理
        4.1.2 收發(fā)陣配置方案設計
    4.2 風速風向合成算法
        4.2.1 風速合成算法
        4.2.2 風向合成算法
        4.2.3 測量模型誤差分析
    4.3 聲參量陣信號處理算法研究
        4.3.1 雙邊帶（DSB-AM）算法
        4.3.2 平方根算法
        4.3.3 全載波單邊帶（SSB）算法
    4.4 本章小結
第五章 聲參量陣風速測量系統(tǒng)實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)整體設計
    5.2 系統(tǒng)硬件設計
        5.2.1 系統(tǒng)硬件總體設計
        5.2.2 系統(tǒng)硬件平臺的各模塊設計
    5.3 系統(tǒng)軟件設計
        5.3.1 系統(tǒng)軟件的整體設計
        5.3.2 系統(tǒng)各模塊軟件設計
    5.4 本章小結
第六章 聲參量陣風速測量系統(tǒng)實驗測試與結果分析
    6.1 聲參量陣測風系統(tǒng)測試環(huán)境搭建
    6.2 聲參量陣測風系統(tǒng)實驗測試與分析
        6.2.1 聲參量陣測風系統(tǒng)接收信號的測試分析
        6.2.2 聲參量陣測風系統(tǒng)測試
        6.2.3 系統(tǒng)誤差分析
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 全文總結
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速熱線/熱膜風速儀研究綜述及分析[J]. 韋青燕,張?zhí)旌?  測試技術學報. 2012(02)
[2]參量陣揚聲器的原理及應用[J]. 周榮冠.  電聲技術. 2008(01)
[3]多通路高指向性聲頻聲源的實驗研究[J]. 葉超,匡正,紀偉,姬培鋒,楊軍.  聲學技術. 2007(05)
[4]DSP在新型聲頻定向系統(tǒng)中的應用[J]. 劉姍梅,姚維,徐利梅.  電聲技術. 2007(03)
[5]聲束揚聲器的聲頻定向換能器陣列指向性研究[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,陳暢,張德銀.  壓電與聲光. 2006(04)
[6]基于ADSP-BF533的音頻處理系統(tǒng)設計[J]. 王瑩,李學生,項多云,李爽.  電聲技術. 2006(08)
[7]基于ADSP-BF533的聲頻定向算法實現(xiàn)[J]. 李學生,徐利梅,陳敏,王瑩.  微計算機信息. 2006(14)
[8]基于MATLAB的換能器陣列指向性分析方法研究[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,張德銀.  電聲技術. 2006(05)
[9]聲束揚聲器的換能器方形陣列設計[J]. 陳敏,徐利梅,黃大貴,李應濤,張德銀.  電聲技術. 2006(01)
[10]聲音定向傳輸中的失真分析[J]. 紀鳴,吳亞鋒,韓斌.  聲學技術. 2005(04)

博士論文
[1]參量陣定向聲通信關鍵技術研究[D]. 張富東.電子科技大學 2016
[2]微型聲頻定向系統(tǒng)理論及關鍵技術研究[D]. 李學生.電子科技大學 2012
[3]聲頻定向系統(tǒng)理論與關鍵技術研究[D]. 陳敏.電子科技大學 2008

碩士論文
[1]基于聲參量陣的風速測試算法研究[D]. 李心明.電子科技大學 2016
[2]基于聲參量陣的風速測試系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 靳銀蕊.電子科技大學 2015
[3]控距參量聲源研究與實現(xiàn)[D]. 肖永龍.電子科技大學 2014
[4]超聲波二維風速風向測量系統(tǒng)設計[D]. 梁家怡.哈爾濱理工大學 2013
[5]基于FPGA時差法超聲波風速風向傳感器系統(tǒng)的研究[D]. 王葵軍.電子科技大學 2011
[6]指向性聲源的理論與實驗研究[D]. 姬培鋒.山東科技大學 2005



本文編號：3455292