基于殼體振動(dòng)的目標(biāo)識(shí)別方法研究.pdf

1、水中目標(biāo)的識(shí)別問(wèn)題，一直是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，在軍事應(yīng)用上具有重要的意義。到目前為止，在被動(dòng)聲納的目標(biāo)識(shí)別方面，已經(jīng)有很多識(shí)別的方法。但是，隨著艦船制造技術(shù)本身的提高，降低了水中目標(biāo)的輻射噪聲，增加了基于能量特征進(jìn)行識(shí)別的難度。引入新的特征分析方法是提高被動(dòng)聲納識(shí)別性能迫切需要研究的課題。
　　 本文把殼體振動(dòng)作為目標(biāo)識(shí)別的特征，從另外一個(gè)角度探討被動(dòng)聲納的目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題。這是因?yàn)椋瑲んw振動(dòng)的特征，由于殼體本身的形狀和材料等因素，使

2、得一旦艦船成型，其固有頻率的消除幾乎不可能；并且，對(duì)于一艘已經(jīng)建造好的艦船，由于其形狀、大小和材料等均難以改動(dòng)，這些參數(shù)所對(duì)應(yīng)的特征也是穩(wěn)定的。這些難以消除的固有頻率特征，正是目標(biāo)識(shí)別中關(guān)注的重點(diǎn)。論文的主要內(nèi)容包括：
　　 1、首先研究圓球殼體和圓柱殼體的振動(dòng)情況，以此為基礎(chǔ)，將艦船看成二者的組合，進(jìn)而完成對(duì)目標(biāo)的識(shí)別。在這一部分，運(yùn)用模態(tài)分析的方法，對(duì)于球殼體和圓柱殼體的振動(dòng)特性用解析的方法進(jìn)行描述，通過(guò)波動(dòng)方程，在邊界條件

3、的限制下，給出圓柱殼體和球殼體的振動(dòng)特征描述。在前述理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析振動(dòng)方程分析不同殼體的固有頻率特征。
　　 2、在圓球殼體和圓柱殼體分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了與艦船相關(guān)的參數(shù)對(duì)于基本結(jié)構(gòu)聲輻射的影響。具體包括尺度大?。ㄇ蝮w的半徑和圓柱殼體的長(zhǎng)度與半徑）、殼體材料、殼體所處的周圍介質(zhì)環(huán)境等因素的影響。最終得到各種參數(shù)和其對(duì)應(yīng)的頻率的數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，是下面數(shù)據(jù)處理部分的基礎(chǔ)。
　　 3、在分析了圓球殼體和圓柱殼體的

4、參數(shù)影響，得到參數(shù)變化和頻率變化的數(shù)據(jù)之后，建立參數(shù)與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。用曲線擬合的方法，處理參數(shù)變化對(duì)應(yīng)的頻率變化數(shù)據(jù)，形成參數(shù)和頻率的對(duì)應(yīng)曲線，以此作為目標(biāo)識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)。
　　 4、給出了一種基于殼體振動(dòng)特征的識(shí)別方法。通過(guò)將接收到的信號(hào)進(jìn)行圓球殼體和圓柱殼體的模態(tài)分解，使其形成一系列單階的聲壓形式，通過(guò)將這一系列的單階聲壓與圓球殼體和圓柱殼體的對(duì)應(yīng)階數(shù)聲壓做相關(guān)比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別。
　　 5、通過(guò)仿真數(shù)據(jù)，給出