艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)與預報技術研究.pdf

1、艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)與預報技術研究是當今世界各海軍強國研究與應用的熱點，是艦船聲隱身設計和建造的重要組成部分，它對提高艦船的戰(zhàn)斗性能具有重要的戰(zhàn)術與戰(zhàn)略意義。本課題以帶有動力設備的某艦船模型為研究對象，利用虛擬儀器技術與試驗相結合的方法，對該艦船自噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)進行了探索和嘗試。 本文主要包括以下幾方面的內容：第一，通過充分的論證與分析，提出了艦船噪聲監(jiān)控預報的方法及實施方案。第二，以LABVIEW為開發(fā)工具，設計了艦船

2、噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以艦船中的主噪聲源－柴油機、減速齒輪箱、發(fā)電機組、水泵、風機、空壓機、主機艙、舵機艙為對象，實現(xiàn)信號的采集、監(jiān)測、分析、存儲以及對振動噪聲超標的異常情況進行報警等功能，利用噪聲預報理論，可以預報艦船的機械噪聲。其中信號分析模塊又包括時域分析、FFT頻譜分析、相位譜分析、統(tǒng)計特性分析，三分之一倍頻程譜分析。第三：以帶有動力裝置的艦船模型為對象，進行模態(tài)試驗，利用STAR6.0軟件識別出了該模型0-400Hz的各階固

3、有頻率，振型以及阻尼比等參數(shù)，并對艦船的振動特性進行了分析。第四，根據(jù)模態(tài)分析理論和已識別的模態(tài)參數(shù)，推導出了任意兩點之間的傳遞率公式，并編寫MATLAB程序，實現(xiàn)了艦船模型兩點之間傳遞函數(shù)的計算，并通過試驗加以驗證。第五：假想該艦船水下結構為平板結構，依據(jù)相關理論，結合模態(tài)試驗，利用MATLAB軟件和模態(tài)識別的參數(shù)編寫程序計算得到該艦船模型的0－6000Hz水下聲輻射效率。第六，依據(jù)傳感器逐步消減法次優(yōu)理論和模態(tài)參數(shù)，通過MATLAB

4、編程，對艦船水下結構傳感器的配置進行了優(yōu)化計算，得到了些初步的結論。第七，實測振動源腳點的振動，依據(jù)兩點之間的傳遞率與聲輻射效率，對比實艦，計算得到該艦船機械水下振動級與噪聲級。同時對設計的艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)進行了現(xiàn)場測試，系統(tǒng)自動得到的結果與上述理論計算結果大體相同，從而驗證了系統(tǒng)的正確性。 本論文依據(jù)試驗與相關理論確定了艦船模型兩點之間的傳遞率和水下聲輻射效率，在此基礎上初步設計了艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)，并通過動力設備的運轉

5、，實測振動源振動，進而計算艦船機械水下的振動級與噪聲級，同時通過現(xiàn)場試驗驗證了虛擬儀器設計的運行效能。這些為艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)提供了一定的參考，也為后續(xù)系統(tǒng)的進一步開發(fā)做了些有益的探索。 總之“艦船噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)與預報技術研究”以海軍艦船的聲隱身為研究背景，采用虛擬儀器檢測技術、傳感器優(yōu)化配置技術以及振動模態(tài)分析技術，設計了艦船的聲學特性監(jiān)測預報系統(tǒng)。在此基礎上，對監(jiān)測預報系統(tǒng)相關的測量、信號分析與聲學預報技術開展了較為