准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式...准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式以及不同管材、管径和壁厚对声速衰减的影响;其次,采用MUSIC(multiple signal classification)波束形成算法将多通道时域数据转换至波数频率域,呈现出斜率与声速相关的“声学脊”;最后,使用DN50不锈钢管道分别在水和空气流量标准装置上进行声速测量实验,与理论数据相比,水中声速的相对误差为1.61%,重复性为0.45%,空气中声速的相对误差为0.59%,重复性为1.27%。结果表明MUSIC算法可准确测量管道一维声波的介质声速。展开更多
叶端定时是航空发动机叶片叶端振动非接触测量的有效手段,但其采样模式决定了所采信号具有高度欠采样特征,需要进行抗混叠频谱分析从而提取转子叶片固有频率这一关键指标。利用了前向平滑策略的改进多重信号分类法(multiple sIgnal clas...叶端定时是航空发动机叶片叶端振动非接触测量的有效手段,但其采样模式决定了所采信号具有高度欠采样特征,需要进行抗混叠频谱分析从而提取转子叶片固有频率这一关键指标。利用了前向平滑策略的改进多重信号分类法(multiple sIgnal classification,MUSIC)能实现抗混叠但无法充分发挥平滑方法的优势。因此,提出适用于叶端定时信号处理的前后向平滑MUSIC法,通过建立传感器的对称布局条件,利用前后向平滑方法代替前向平滑方法,得到更准确的自相关矩阵估计,进而提高叶片固有频率估计性能,并通过仿真和试验验证了在样本数量、算法参数等相同的情况下,前后向平滑MUSIC法的混叠与噪声抑制能力得到了提升。展开更多
近年来,针对非圆信号的测向算法已陆续提出,对这些算法的渐近性能及Cramer-Rao界的分析也已见报道,但仍未涉及模型误差对此类算法影响的分析.本文概括介绍了用于非圆信号测向的MUSIC(Multiple Signal Classi-fication)算法,对其空间谱...近年来,针对非圆信号的测向算法已陆续提出,对这些算法的渐近性能及Cramer-Rao界的分析也已见报道,但仍未涉及模型误差对此类算法影响的分析.本文概括介绍了用于非圆信号测向的MUSIC(Multiple Signal Classi-fication)算法,对其空间谱函数进行一阶泰勒展开,得到了测向误差的表达式,从而求得测向均方误差统计意义上的表达式.仿真实验验证了推导的正确性,并由理论结果分析了模型误差条件下测向误差与角度间隔和非圆相位差的关系.展开更多
该文将四元数理论应用到双基地集中式多输入多输出(MIMO)雷达的角度估计中。文中通过传统数据模型构造四元数矩阵,提出了基于四元数的求根-多重信号分类(Root MUltiple SIgnal Classification,Root-MUSIC)的MIMO雷达中角度估计算法,该...该文将四元数理论应用到双基地集中式多输入多输出(MIMO)雷达的角度估计中。文中通过传统数据模型构造四元数矩阵,提出了基于四元数的求根-多重信号分类(Root MUltiple SIgnal Classification,Root-MUSIC)的MIMO雷达中角度估计算法,该算法通过奇异值分解和Root-MUSIC来估计出发射角(Direction Of Departure,DOD)和接收角(Direction Of Arrival,DOA)。该算法的角度估计性能远优于现有文献的方法,并且无需谱峰搜索,复杂度大大降低。仿真结果验证了算法的有效性。展开更多
该文基于2阶和4阶统计量,提出了空间高斯白噪声和高斯色噪声的背景下联合MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法。在接收端,通过单天线的MUSIC算法和双天线的ESPRIT算法分别估计目标的离开方向(Direction Of Departure,DOD)和波达...该文基于2阶和4阶统计量,提出了空间高斯白噪声和高斯色噪声的背景下联合MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法。在接收端,通过单天线的MUSIC算法和双天线的ESPRIT算法分别估计目标的离开方向(Direction Of Departure,DOD)和波达方向(Direction Of Arrival,DOA),且DOD和DOA自动配对。该方法充分利用了MIMO雷达阵列孔径扩展的特征和ESPRIT的子空间旋转不变性,将2维参数估计问题转化为两个1维形式,降低了运算量和系统复杂度。计算机仿真验证了该方法的有效性。展开更多
文摘准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式以及不同管材、管径和壁厚对声速衰减的影响;其次,采用MUSIC(multiple signal classification)波束形成算法将多通道时域数据转换至波数频率域,呈现出斜率与声速相关的“声学脊”;最后,使用DN50不锈钢管道分别在水和空气流量标准装置上进行声速测量实验,与理论数据相比,水中声速的相对误差为1.61%,重复性为0.45%,空气中声速的相对误差为0.59%,重复性为1.27%。结果表明MUSIC算法可准确测量管道一维声波的介质声速。
文摘叶端定时是航空发动机叶片叶端振动非接触测量的有效手段,但其采样模式决定了所采信号具有高度欠采样特征,需要进行抗混叠频谱分析从而提取转子叶片固有频率这一关键指标。利用了前向平滑策略的改进多重信号分类法(multiple sIgnal classification,MUSIC)能实现抗混叠但无法充分发挥平滑方法的优势。因此,提出适用于叶端定时信号处理的前后向平滑MUSIC法,通过建立传感器的对称布局条件,利用前后向平滑方法代替前向平滑方法,得到更准确的自相关矩阵估计,进而提高叶片固有频率估计性能,并通过仿真和试验验证了在样本数量、算法参数等相同的情况下,前后向平滑MUSIC法的混叠与噪声抑制能力得到了提升。
文摘近年来,针对非圆信号的测向算法已陆续提出,对这些算法的渐近性能及Cramer-Rao界的分析也已见报道,但仍未涉及模型误差对此类算法影响的分析.本文概括介绍了用于非圆信号测向的MUSIC(Multiple Signal Classi-fication)算法,对其空间谱函数进行一阶泰勒展开,得到了测向误差的表达式,从而求得测向均方误差统计意义上的表达式.仿真实验验证了推导的正确性,并由理论结果分析了模型误差条件下测向误差与角度间隔和非圆相位差的关系.
文摘该文将四元数理论应用到双基地集中式多输入多输出(MIMO)雷达的角度估计中。文中通过传统数据模型构造四元数矩阵,提出了基于四元数的求根-多重信号分类(Root MUltiple SIgnal Classification,Root-MUSIC)的MIMO雷达中角度估计算法,该算法通过奇异值分解和Root-MUSIC来估计出发射角(Direction Of Departure,DOD)和接收角(Direction Of Arrival,DOA)。该算法的角度估计性能远优于现有文献的方法,并且无需谱峰搜索,复杂度大大降低。仿真结果验证了算法的有效性。
文摘该文基于2阶和4阶统计量,提出了空间高斯白噪声和高斯色噪声的背景下联合MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法。在接收端,通过单天线的MUSIC算法和双天线的ESPRIT算法分别估计目标的离开方向(Direction Of Departure,DOD)和波达方向(Direction Of Arrival,DOA),且DOD和DOA自动配对。该方法充分利用了MIMO雷达阵列孔径扩展的特征和ESPRIT的子空间旋转不变性,将2维参数估计问题转化为两个1维形式,降低了运算量和系统复杂度。计算机仿真验证了该方法的有效性。
