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舰艇辐射噪声动态特性建模与模拟方法研究
| 论文题名： | 舰艇辐射噪声动态特性建模与模拟方法研究 |
| 关键词： | 舰艇辐射噪声;动态特性;参数化建模;相似度评估;谱特征;听觉感受 |
| 摘要： | 舰艇辐射噪声模拟广泛应用于自航式声诱饵、实验室测试以及目标识别等多个领域，具有重要的经济意义和作战意义。本文针对舰艇辐射噪声动态特性逼真模拟问题，兼顾人耳听觉感受，开展了辐射噪声参数化建模方法的研究。 首先，本文系统梳理并总结了舰艇辐射噪声的来源、产生机理以及频谱特性和动态变化规律，为建立舰艇辐射噪声固有特征集和参数化数学模型提供基础。建立了能够体现辐射噪声基本谱特征的连续谱、线谱和调制谱的特征提取方法，舰艇辐射噪声是典型的非平稳时变信号，为了描述这种动态变化特性，建立了其时域、时频域等特征提取方法。同时，在目标识别中，声纳兵的人耳感知具有重要作用，因此建立了辐射噪声响度、音调和音色等听觉特征提取方法。对不同类型船舶目标实测信号进行多域特征提取，结果表明所选择的特征对于不同类型目标具有一定区分性。 根据舰艇辐射噪声的产生机理以及动态变化规律，本文针对连续谱、线谱和调制谱分别建立了可动态调整参数的数学模型，对于不同类型和工况下舰艇，可通过设计变化的参数生成舰艇辐射噪声模拟信号。同时，本文考虑了辐射噪声谱特性与人耳听觉感知的关系，建立了兼顾人耳听觉感受的动态特性辐射噪声模拟方法与数学模型。本文根据所建立的辐射噪声仿真数学模型实际生成了不同类型的船舶在不同工况条件下的动态变化船舶航行噪声信号。 为了评估模拟信号的逼真度，本文从谱特征和听觉感受两方面对仿真信号相似度进行评价。分别选择谱特征中连续谱、线谱和调制谱和听觉感受中响度、音色和音调的评估指标，构造相似元并计算权重系数，建立了辐射噪声仿真相似度评估方法，从多个维度全面描述仿真信号与实测样本的相似度。 |
| 作者： | 张滢睿 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 时胜国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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