基于广义逆波束形成谱与压缩感知的干式变压器低频缺陷定位方法

1

作者 彭伟 田昊洋 +2 位作者 黄玉 金明雨 王枭 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期129-134,共6页

基于广义逆波束形成理论,提出一种压缩感知框架求解的低频声源识别方法,所提方法可在不增大阵列尺寸的情况下提升定位精度。在传统广义逆波束形成理论的基础上,将源强系数展开为傅里叶级数,再基于压缩感知求解框架进行优化求解。利用单... 基于广义逆波束形成理论,提出一种压缩感知框架求解的低频声源识别方法,所提方法可在不增大阵列尺寸的情况下提升定位精度。在传统广义逆波束形成理论的基础上,将源强系数展开为傅里叶级数,再基于压缩感知求解框架进行优化求解。利用单极子和相干声源两个数值仿真对比常规方法与所提方法的声源识别效果,仿真结果表明:在整个分析频率下,所提方法均具有更高的识别精度,且有效抑制了噪声的干扰。模拟干式变压器铁芯松动缺陷实验进一步验证所提方法的有效性与实用性。 展开更多

关键词 故障诊断 变压器 广义逆波束形成 压缩感知 异响定位

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改进的逆波束形成高分辨方位估计方法 被引量：7

2

作者 陈立纲 苑秉成 刘建国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期309-314,共6页

针对常规逆波束形成(IBF)算法存在旁瓣较高和分辨力无法突破瑞利限等固有缺陷,提出了一种基于自回归(AR)模型的改进的IBF求解方法。该方法通过对阵元域数据的AR建模,将参数模型引入到IBF积分方程的求解中,可以更充分的将各阵元接收信号... 针对常规逆波束形成(IBF)算法存在旁瓣较高和分辨力无法突破瑞利限等固有缺陷,提出了一种基于自回归(AR)模型的改进的IBF求解方法。该方法通过对阵元域数据的AR建模,将参数模型引入到IBF积分方程的求解中,可以更充分的将各阵元接收信号的信息利用到声场的空间谱估计中,从而大大提高常规的傅里叶类IBF算法的分辨性能;并通过对互谱矩阵空间分布的滑动平均处理,改善了旁瓣起伏,有利于实现对弱目标信号的检测与估计;该方法无需对信源数进行预估,在低信噪比下亦有稳健的性能。大量计算机仿真实验从不同角度对本文方法的性能进行了考证,湖试数据的处理结果进一步证实了本文算法的可行性和优越性。 展开更多

关键词 声学 逆波束形成 傅里叶积分法 自回归模型 高分辨 稳健性

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基于高阶矩阵函数的广义逆波束形成改进算法 被引量：6

3

作者 陈思 张志飞 +2 位作者 徐中明 贺岩松 黎术 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期98-103,共6页

广义逆波束形成是一种高效的声源识别定位方法,然而其计算稳健性易受随机噪声影响,阻碍了其声源识别动力学水平进一步提高。为改善广义逆波束形成声源识别方法的稳健性,基于高阶矩阵函数提出一种广义逆波束形成改进算法:定义了基于广义... 广义逆波束形成是一种高效的声源识别定位方法,然而其计算稳健性易受随机噪声影响,阻碍了其声源识别动力学水平进一步提高。为改善广义逆波束形成声源识别方法的稳健性,基于高阶矩阵函数提出一种广义逆波束形成改进算法:定义了基于广义逆波束形成的正则化矩阵;对正则化矩阵与波束形成输出进行迭代运算;利用高阶矩阵函数对迭代求解所得广义逆波束形成输出的互谱进行优化。通过数值仿真详细分析了声源频率对波束形成矩阵函数阶次取值的影响,得到阶次的最优取值区间。最后通过数值模型和实验算例对单极子与相干声源进行定位识别,结果表明:改进算法在准确识别声源基础上能有效抑制旁瓣干扰,且具有更高的声源识别精度。 展开更多

关键词 传声器阵列 声源识别 广义逆波束形成 高阶矩阵函数

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改进的高分辨逆波束形成算法在圆阵中应用 被引量：4

4

作者 郑恩明 陈新华 +2 位作者 孙长瑜 余华兵 魏明磊 《应用声学》 CSCD 北大核心 2013年第6期457-463,共7页

针对常规逆波束形成不能突破瑞利限问题,相关学者提出一种基于自回归模型的逆波束形成算法来改善逆波束形成算法的方位分辨率;但在实际应用中,该算法的检测性能比逆波束形成算法差。对此,本文通过修改自回归模型来改善基于自回归模型的... 针对常规逆波束形成不能突破瑞利限问题,相关学者提出一种基于自回归模型的逆波束形成算法来改善逆波束形成算法的方位分辨率;但在实际应用中,该算法的检测性能比逆波束形成算法差。对此,本文通过修改自回归模型来改善基于自回归模型的逆波束形成算法的检测性能,并将其应用于圆阵中。改善后的算法在保证对目标方位高分辨率检测的同时,在较低信噪比条件下可实现对目标方位的有效检测。理论分析和数值仿真验证了改善后的算法相比基于自回归模型的逆波束形成算法在检测性能提高了近10log(2K+1)dB(2K+1为虚拟线阵阵元数)。 展开更多

关键词 阵列信号处理技术 圆阵 高分辨逆波束形成 检测性能

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一种改善逆波束形成显示效果的方法 被引量：2

5

作者 郑恩明 陈新华 +1 位作者 孙长瑜 余华兵 《应用声学》 CSCD 北大核心 2013年第5期388-394,共7页

在低信噪比条件下,由于协方差矩阵中主对角元素相比其他元素所含噪声能量大,致使逆波束形成(IBF)所得空间谱中目标方位处能量与其他方位处能量差别小、显示效果不好。对此,本文采用对协方差矩阵主对角元素进行修正法来降低噪声对IBF的影... 在低信噪比条件下,由于协方差矩阵中主对角元素相比其他元素所含噪声能量大,致使逆波束形成(IBF)所得空间谱中目标方位处能量与其他方位处能量差别小、显示效果不好。对此,本文采用对协方差矩阵主对角元素进行修正法来降低噪声对IBF的影响,扩大目标方位与其他方位处能量差别,改善空间谱显示效果。Matlab数值仿真和湖试数据处理结果均表明:在低信噪比条件下,本方法可改善IBF所得空间谱的显示效果。本方法简单有效,可满足实际工程应用,为改善方位历程显示效果提供一个参考。 展开更多

关键词 信息处理技术 逆波束形成 主对角元素修正 显示效果

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扩展拖曳阵宽带频域逆波束形成技术研究

6

作者 王赞 黄勇 王朋 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第2期142-147,共6页

为了提高扩展拖曳阵在低信噪比下对目标的探测性能,本文将基于扩展拖曳阵方法的被动合成孔径技术与宽带频域逆波束形成技术进行了结合,形成了一种新的被动合成孔径测向技术,有效地提高了扩展拖曳阵技术的探测性能,改善了传统基于被动合... 为了提高扩展拖曳阵在低信噪比下对目标的探测性能,本文将基于扩展拖曳阵方法的被动合成孔径技术与宽带频域逆波束形成技术进行了结合,形成了一种新的被动合成孔径测向技术,有效地提高了扩展拖曳阵技术的探测性能,改善了传统基于被动合成孔径测向技术在低信噪比下性能急剧下降的问题,在低信噪比下获得了更高的方位分辨率,同时对于多目标及弱目标检测能力也更为优异。计算机仿真和海试数据的处理都证明了这一算法的良好性能。 展开更多

关键词 被动合成孔径声纳 扩展拖曳阵方法 逆波束形成 弱目标检测

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具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法研究 被引量：14

7

作者 葛士斌 陈新华 孙长瑜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期380-385,共6页

在阵列信号处理中,逆波束形成干扰抑制算法利用干扰的方位信息估计干扰信号从而进行干扰抑制,但在复杂海洋环境中阵列接收的干扰信号往往存在相位随机扰动,此方法估计的干扰信号与实际干扰信号有较大偏差,造成干扰抑制效果不理想。为适... 在阵列信号处理中,逆波束形成干扰抑制算法利用干扰的方位信息估计干扰信号从而进行干扰抑制,但在复杂海洋环境中阵列接收的干扰信号往往存在相位随机扰动,此方法估计的干扰信号与实际干扰信号有较大偏差,造成干扰抑制效果不理想。为适应干扰相位的随机扰动,具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法充分考虑随机扰动的存在,利用干扰重建矩阵估计干扰信号,此时估计干扰信号更接近实际干扰信号,保证干扰抑制有较好的结果。该文算法充分考虑了复杂海洋环境中干扰信号的相位扰动,可以获得较好的干扰抑制效果,提高了算法的宽容性。理论分析、计算机仿真结果均表明该文算法的有效性。 展开更多

关键词 水下信号处理 阵列 干扰抑制 逆波束形成 宽容性

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近场聚焦逆波束形成的UUV平台噪声自适应抵消 被引量：2

8

作者 宁江波 李淑秋 +1 位作者 李宇 叶青华 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第4期527-535,共9页

水下航行器平台自噪声会对舷侧阵产生干扰,从而影响其探测性能,该文针对平台尾部自噪声源的直达噪声和海面反射噪声,提出了基于近场聚焦逆波束形成的平台噪声自适应抵消方法.文中利用水下航行器平台设计参数、深度以及运动姿态信息对尾... 水下航行器平台自噪声会对舷侧阵产生干扰,从而影响其探测性能,该文针对平台尾部自噪声源的直达噪声和海面反射噪声,提出了基于近场聚焦逆波束形成的平台噪声自适应抵消方法.文中利用水下航行器平台设计参数、深度以及运动姿态信息对尾部自噪声传播到舷侧阵的路径建立几何模型,并分析了影响该路径的因素;通过该模型,平台尾部自噪声能够实时自适应地通过聚焦波束形成被估计出来,从而在舷侧阵的接收信号中实现干扰抵消.仿真结果与海试实验数据处理结果表明,该方法能够有效抑制尾部自噪声干扰,显著提高水下航行器探测弱目标的能力. 展开更多

关键词 水下航行器自噪声 噪声抵消 聚焦逆波束形成 弱目标探测

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基于广义逆波束形成的扩展性噪声源定位误差影响因素仿真研究 被引量：2

9

作者 叶虹敏 王强 +1 位作者 袁昌明 范昕炜 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期368-373,共6页

实现噪声控制的前提是正确识别出主要的噪声源,研究噪声源空间指向性对于噪声源的辨识和预测有重大意义。为提高复杂声源的分辨率,以单极子点源形成扩展性声源表征噪声源,引进广义逆波束形成算法对扩展性声源进行声源定位。通过仿真计算... 实现噪声控制的前提是正确识别出主要的噪声源,研究噪声源空间指向性对于噪声源的辨识和预测有重大意义。为提高复杂声源的分辨率,以单极子点源形成扩展性声源表征噪声源,引进广义逆波束形成算法对扩展性声源进行声源定位。通过仿真计算,分析了广义逆波束形成(Generalized Inverse Beamforming,GIB)算法中麦克风阵列阵元数、测量距离对定位效果的影响,系统比较了去自谱算法和GIB算法对点声源、扩展性声源(5个紧密相连的单极子点源)的分辨率。仿真表明:GIB算法中定位效果受阵元数目影响不大,相对提高了点声源的定位精度,而且能分辨出扩展性声源。 展开更多

关键词 扩展性声源 广义逆波束形成 去自谱算法 声源定位

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采用球谐分解的二范数广义逆波束形成 被引量：1

10

作者 高玥 卢铃 +2 位作者 吴鸣 杨军 曹寅 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第1期12-20,共9页

基于传声器阵列的声成像技术是解决噪声源识别的有效途径之一。该文提出了一种基于球谐分解的L2范数广义逆波束形成算法,并对此算法在分布式球形阵列布放方案下进行了定位精度及鲁棒性的对比分析研究。仿真结果显示,此算法对低频相干声... 基于传声器阵列的声成像技术是解决噪声源识别的有效途径之一。该文提出了一种基于球谐分解的L2范数广义逆波束形成算法,并对此算法在分布式球形阵列布放方案下进行了定位精度及鲁棒性的对比分析研究。仿真结果显示,此算法对低频相干声源具有较高的空间定位精确度,且阵元位置误差对此算法性能的影响有限。通过在半消声室进行实验进一步证明了此算法的可行性。 展开更多

关键词 声成像 分布式阵列 球谐波域 阵元位置误差 广义逆波束形成

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逆波束形成的旁瓣抑制 被引量：1

11

作者 王忠 蒋晗中 陈伏虎 《应用声学》 CSCD 北大核心 2009年第5期372-377,共6页

为了降低普通逆波束形成旁瓣,提出了一种新的旁瓣抵消技术。该技术利用指向性函数中的旁瓣部分去估计声场的响应,然后从基阵估计的声场减去这部分指向性函数旁瓣估计的声场,从而得到最终的声场估计。由于较多的旁瓣响应被估计的声场扣除... 为了降低普通逆波束形成旁瓣,提出了一种新的旁瓣抵消技术。该技术利用指向性函数中的旁瓣部分去估计声场的响应,然后从基阵估计的声场减去这部分指向性函数旁瓣估计的声场,从而得到最终的声场估计。由于较多的旁瓣响应被估计的声场扣除,最终估计的声场中的旁瓣大大降低。利用该技术可有效地抑制干扰,同时又可保持普通逆波束形成的方位高分辨力。湖试结果显示了该技术的有效性和可行性。 展开更多

关键词 逆波束形成 旁瓣抵消

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基于复等效源法与最速下降的广义逆波束形成 被引量：3

12

作者 廖晓遥 胡定玉 +1 位作者 潘硕 王涛 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第3期33-37,83,共6页

针对指向性声源定位问题,提出一种基于复等效源法与最速下降相结合的广义逆波束形成方法。该方法首先将声场分解成一系列本征模态,然后利用复等效源拟合各阶本征模态,并通过残差梯度范数最小化迭代求解源强,最后通过本征模态叠加实现声... 针对指向性声源定位问题,提出一种基于复等效源法与最速下降相结合的广义逆波束形成方法。该方法首先将声场分解成一系列本征模态,然后利用复等效源拟合各阶本征模态,并通过残差梯度范数最小化迭代求解源强,最后通过本征模态叠加实现声场成像。通过圆形活塞声源和偶极子声源仿真,验证了该方法的有效性。与L1范数广义逆波束形成方法相比,该方法具有更好的聚焦性和更高的分辨率。实验结果进一步证明了该方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 振动与波 广义逆波束形成 复等效源法 最速下降

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基于声矢量自适应干扰抵消的逆波束形成 被引量：13

13

作者 周伟 惠俊英 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1188-1192,共5页

为得到目标清晰的时间方位历程图,提出了一种将基元域声矢量自适应抵消技术与逆波束形成(IBF)相结合的方法。IBF可以得到窄的主瓣,同时可以提高对邻近目标的方位分辨力,采用声压与振速分量组合(p+vc)作为基元域自适应抵消的参考信号,可... 为得到目标清晰的时间方位历程图,提出了一种将基元域声矢量自适应抵消技术与逆波束形成(IBF)相结合的方法。IBF可以得到窄的主瓣,同时可以提高对邻近目标的方位分辨力,采用声压与振速分量组合(p+vc)作为基元域自适应抵消的参考信号,可避免端射方向不再是探测盲区。对算法进行了海试实验验证,结果表明该方法既能有效地将本艇的固定方位(本艇自噪声)干扰抵消,又可以降低目标的时间方位历程图干扰背景,使时间方位历程更加清晰,同时也可以提高p+vc的抗左右舷模糊性能。 展开更多

关键词 信息处理技术 声矢量阵 相干干扰 自适应抵消 逆波束形成

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拖船辐射噪声特性分析及实用抵消 被引量：6

14

作者 赵闪 孙长瑜 +1 位作者 陈新华 田甜 《声学技术》 CSCD 2013年第2期92-95,共4页

拖船辐射噪声严重影响拖线阵声纳的探测性能,该噪声是成分复杂、多途传播的近程强干扰,如何抵消该噪声是拖线阵声纳面临的一个难题。在讨论了拖船噪声的成因、谱特性以及多途传播路径等问题后,通过对拖船辐射噪声的特性分析及逆波束形成... 拖船辐射噪声严重影响拖线阵声纳的探测性能,该噪声是成分复杂、多途传播的近程强干扰,如何抵消该噪声是拖线阵声纳面临的一个难题。在讨论了拖船噪声的成因、谱特性以及多途传播路径等问题后,通过对拖船辐射噪声的特性分析及逆波束形成(Inverse Beamforming,IBF)算法的理论研究,并经仿真表明:基于IBF算法的拖船噪声干扰抵消技术能够有效抵消拖船辐射噪声。海试数据验证了抵消后目标信号所在方位更清晰,且能识别出弱目标信号,其抗多途效果好。该方法易于实现,抵消效果显著,具有一定的实用性和可行性。 展开更多

关键词 拖船辐射噪声 多途传播 逆波束形成 弱目标信号

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基于空时级联滤波的拖船自噪声抵消方法 被引量：2

15

作者 薄连坤 熊瑾煜 罗来源 《应用声学》 CSCD 北大核心 2014年第4期349-355,共7页

拖船自噪声属于近场多途强干扰信号,具有显著角度扩展现象,是影响拖曳阵探测性能的重要因素之一。在逆波束形成自噪声抵消方法基础上,结合空域和时域滤波,提出了空时级联滤波的拖船自噪声抵消方法。首先,由方位估计器估计拖船自噪声方位... 拖船自噪声属于近场多途强干扰信号,具有显著角度扩展现象,是影响拖曳阵探测性能的重要因素之一。在逆波束形成自噪声抵消方法基础上,结合空域和时域滤波,提出了空时级联滤波的拖船自噪声抵消方法。首先,由方位估计器估计拖船自噪声方位,经过波束形成空域滤波估计得到自噪声信号;然后,利用自噪声空域滤波输出设计最优维纳滤波器,将自噪声抵消在阵元级。基于简正波声场模型的仿真和实际海试数据的处理表明,该方法能够有效抵消拖船自噪声,性能优于逆波束形成方法。 展开更多

关键词 拖曳线列阵 拖船自噪声抵消 常规波束形成 逆波束形成

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一种基于传递矩阵的矩形板结构噪声源识别方法

16

作者 徐仲恩 杨刚 +1 位作者 李智忠 何宪文 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第17期29-32,共4页

针对传统点源球面扩展声传播模型在结构噪声源识别空间分辨率低的问题,提出基于振声传递矩阵的广义逆波束形成方法(VATM-GIB)。基于结构共型活塞辐射声场解析表达式,建立结构表面振动到辐射声场的振声传递矩阵,克服了传统点源球面扩展... 针对传统点源球面扩展声传播模型在结构噪声源识别空间分辨率低的问题,提出基于振声传递矩阵的广义逆波束形成方法(VATM-GIB)。基于结构共型活塞辐射声场解析表达式,建立结构表面振动到辐射声场的振声传递矩阵,克服了传统点源球面扩展声传播模型的局限性;根据广义波束形成基本理论,利用Tikhonov正则化方法,实现对传递矩阵求逆。最后,利用VATM-GIB方法实现了对矩形板结构噪声源的识别。理论分析与仿真结果表明,VATM-GIB方法相较于基于点源格林函数传递矩阵广义逆波束形成方法(GFTM-GIB),具有更高的空间分辨率,有效提高了矩形板结构声源的识别定位性能。 展开更多

关键词 矩形板 噪声源识别 振声传递矩阵 广义逆波束形成

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一种基于传递矩阵的圆柱壳结构噪声源识别方法

17

作者 徐仲恩 李智忠 郭启超 《舰船科学技术》 2025年第7期75-79,共5页

为了解决水下圆柱壳结构噪声源识别方法中,基于点源格林函数传递矩阵广义逆波束形成方法(GFTM-GIB)识别分辨率低的问题,本文基于振声传递矩阵的广义逆波束形成方法(VATM-GIB),通过共型活塞辐射声场解析表达式,建立结构表面振动到辐射声... 为了解决水下圆柱壳结构噪声源识别方法中,基于点源格林函数传递矩阵广义逆波束形成方法(GFTM-GIB)识别分辨率低的问题,本文基于振声传递矩阵的广义逆波束形成方法(VATM-GIB),通过共型活塞辐射声场解析表达式,建立结构表面振动到辐射声场的振声传递矩阵,克服了传统点源球面扩展声传播模型的局限性,并利用VATM-GIB方法实现了对圆柱壳结构噪声源的识别。理论分析与仿真结果表明,VATM-GIB方法相较于GFTM-GIB方法,具有更高的空间分辨率,有效提高了圆柱壳结构声源的识别定位性能。 展开更多

关键词 圆柱壳 噪声源识别 振声传递矩阵 广义逆波束形成

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