声参量阵风速测量系统设计
发布时间：2021-10-24 12:33
风速的准确测量在众多场合有着重要的意义。为获得准确的风速,风速测量方法也一直在发展。风速的测量方法经历了机械式、热线式、声波式等测量方法,现在比较常用的风速测量方法为超声波风速测量方法。但是由于超声波频率过高,在空气中传播距离短,导致其无法测量大空间范围内的风速。通过声参量阵系统可以产生高指向的低频声,声波能够传播较远的距离,声场特性分布明显,利用这些特性可以把声参量阵技术应用到大空间范围的风速测量中。因此本文提出新的方法对风场进行模拟,并基于模拟风场对声场进行仿真,创新性地结合了相位差法和声参量阵技术来建立三角形测量模型,基于模型设计了声参量阵风速测量系统。首先,本文研究了声参量阵技术理论,通过研究声参量阵声场的非线性特性,对声参量阵声场进行仿真,着重分析了差频信号的声场分布,并与超声波声场进行仿真对比分析,通过理论研究与仿真分析验证了采用声参量阵技术测风速的可行性。其次,提出采用向量自回归（AR）模型与小波分解法相结合的方法对风场进行仿真模拟。基于风场对超声波声场和声参量阵声场进行仿真研究,经仿真发现声场会沿着风场方向进行偏移,从而验证了采用声参量阵声场测风速的可行性。接着建立了基...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 声参量阵技术的发展
1.2.2 风速测量技术的发展
1.3 研究目的、内容及意义
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究意义
1.4 论文章节安排
第二章 声参量阵风速测量理论基础研究
2.1 声参量阵理论基础研究
2.1.1 声参量阵基本原理
2.1.2 声参量阵声场特性分析
2.2 声参量阵声场与超声波声场对比分析
2.2.1 超声波声场分布仿真研究
2.2.2 声参量阵声场分布仿真研究
2.3 本章小结
第三章 风场的模拟仿真与模拟风场下的声场分析
3.1 风场的模拟仿真
3.1.1 模拟风场数学建模
3.1.2 模拟风场仿真分析
3.2 基于模拟风场的声场分析
3.2.1 基于模拟风场的超声波声场仿真
3.2.2 基于模拟风场的声参量阵声场仿真
3.3 本章小结
第四章 声参量阵风速测量系统算法研究
4.1 声参量阵风速测量模型方案研究
4.1.1 风速风向测量原理
4.1.2 收发阵配置方案设计
4.2 风速风向合成算法
4.2.1 风速合成算法
4.2.2 风向合成算法
4.2.3 测量模型误差分析
4.3 声参量阵信号处理算法研究
4.3.1 双边带（DSB-AM）算法
4.3.2 平方根算法
4.3.3 全载波单边带（SSB）算法
4.4 本章小结
第五章 声参量阵风速测量系统实现
5.1 系统整体设计
5.2 系统硬件设计
5.2.1 系统硬件总体设计
5.2.2 系统硬件平台的各模块设计
5.3 系统软件设计
5.3.1 系统软件的整体设计
5.3.2 系统各模块软件设计
5.4 本章小结
第六章 声参量阵风速测量系统实验测试与结果分析
6.1 声参量阵测风系统测试环境搭建
6.2 声参量阵测风系统实验测试与分析
6.2.1 声参量阵测风系统接收信号的测试分析
6.2.2 声参量阵测风系统测试
6.2.3 系统误差分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高超声速热线/热膜风速仪研究综述及分析[J]. 韦青燕,张天宏. 测试技术学报. 2012(02)
[2]参量阵扬声器的原理及应用[J]. 周荣冠. 电声技术. 2008(01)
[3]多通路高指向性声频声源的实验研究[J]. 叶超,匡正,纪伟,姬培锋,杨军. 声学技术. 2007(05)
[4]DSP在新型声频定向系统中的应用[J]. 刘姗梅,姚维,徐利梅. 电声技术. 2007(03)
[5]声束扬声器的声频定向换能器阵列指向性研究[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,陈畅,张德银. 压电与声光. 2006(04)
[6]基于ADSP-BF533的音频处理系统设计[J]. 王莹,李学生,项多云,李爽. 电声技术. 2006(08)
[7]基于ADSP-BF533的声频定向算法实现[J]. 李学生,徐利梅,陈敏,王莹. 微计算机信息. 2006(14)
[8]基于MATLAB的换能器阵列指向性分析方法研究[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,张德银. 电声技术. 2006(05)
[9]声束扬声器的换能器方形阵列设计[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,李应涛,张德银. 电声技术. 2006(01)
[10]声音定向传输中的失真分析[J]. 纪鸣,吴亚锋,韩斌. 声学技术. 2005(04)
博士论文
[1]参量阵定向声通信关键技术研究[D]. 张富东.电子科技大学 2016
[2]微型声频定向系统理论及关键技术研究[D]. 李学生.电子科技大学 2012
[3]声频定向系统理论与关键技术研究[D]. 陈敏.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]基于声参量阵的风速测试算法研究[D]. 李心明.电子科技大学 2016
[2]基于声参量阵的风速测试系统关键技术研究[D]. 靳银蕊.电子科技大学 2015
[3]控距参量声源研究与实现[D]. 肖永龙.电子科技大学 2014
[4]超声波二维风速风向测量系统设计[D]. 梁家怡.哈尔滨理工大学 2013
[5]基于FPGA时差法超声波风速风向传感器系统的研究[D]. 王葵军.电子科技大学 2011
[6]指向性声源的理论与实验研究[D]. 姬培锋.山东科技大学 2005
本文编号：3455292
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 声参量阵技术的发展
1.2.2 风速测量技术的发展
1.3 研究目的、内容及意义
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究意义
1.4 论文章节安排
第二章 声参量阵风速测量理论基础研究
2.1 声参量阵理论基础研究
2.1.1 声参量阵基本原理
2.1.2 声参量阵声场特性分析
2.2 声参量阵声场与超声波声场对比分析
2.2.1 超声波声场分布仿真研究
2.2.2 声参量阵声场分布仿真研究
2.3 本章小结
第三章 风场的模拟仿真与模拟风场下的声场分析
3.1 风场的模拟仿真
3.1.1 模拟风场数学建模
3.1.2 模拟风场仿真分析
3.2 基于模拟风场的声场分析
3.2.1 基于模拟风场的超声波声场仿真
3.2.2 基于模拟风场的声参量阵声场仿真
3.3 本章小结
第四章 声参量阵风速测量系统算法研究
4.1 声参量阵风速测量模型方案研究
4.1.1 风速风向测量原理
4.1.2 收发阵配置方案设计
4.2 风速风向合成算法
4.2.1 风速合成算法
4.2.2 风向合成算法
4.2.3 测量模型误差分析
4.3 声参量阵信号处理算法研究
4.3.1 双边带（DSB-AM）算法
4.3.2 平方根算法
4.3.3 全载波单边带（SSB）算法
4.4 本章小结
第五章 声参量阵风速测量系统实现
5.1 系统整体设计
5.2 系统硬件设计
5.2.1 系统硬件总体设计
5.2.2 系统硬件平台的各模块设计
5.3 系统软件设计
5.3.1 系统软件的整体设计
5.3.2 系统各模块软件设计
5.4 本章小结
第六章 声参量阵风速测量系统实验测试与结果分析
6.1 声参量阵测风系统测试环境搭建
6.2 声参量阵测风系统实验测试与分析
6.2.1 声参量阵测风系统接收信号的测试分析
6.2.2 声参量阵测风系统测试
6.2.3 系统误差分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高超声速热线/热膜风速仪研究综述及分析[J]. 韦青燕,张天宏. 测试技术学报. 2012(02)
[2]参量阵扬声器的原理及应用[J]. 周荣冠. 电声技术. 2008(01)
[3]多通路高指向性声频声源的实验研究[J]. 叶超,匡正,纪伟,姬培锋,杨军. 声学技术. 2007(05)
[4]DSP在新型声频定向系统中的应用[J]. 刘姗梅,姚维,徐利梅. 电声技术. 2007(03)
[5]声束扬声器的声频定向换能器阵列指向性研究[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,陈畅,张德银. 压电与声光. 2006(04)
[6]基于ADSP-BF533的音频处理系统设计[J]. 王莹,李学生,项多云,李爽. 电声技术. 2006(08)
[7]基于ADSP-BF533的声频定向算法实现[J]. 李学生,徐利梅,陈敏,王莹. 微计算机信息. 2006(14)
[8]基于MATLAB的换能器阵列指向性分析方法研究[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,张德银. 电声技术. 2006(05)
[9]声束扬声器的换能器方形阵列设计[J]. 陈敏,徐利梅,黄大贵,李应涛,张德银. 电声技术. 2006(01)
[10]声音定向传输中的失真分析[J]. 纪鸣,吴亚锋,韩斌. 声学技术. 2005(04)
博士论文
[1]参量阵定向声通信关键技术研究[D]. 张富东.电子科技大学 2016
[2]微型声频定向系统理论及关键技术研究[D]. 李学生.电子科技大学 2012
[3]声频定向系统理论与关键技术研究[D]. 陈敏.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]基于声参量阵的风速测试算法研究[D]. 李心明.电子科技大学 2016
[2]基于声参量阵的风速测试系统关键技术研究[D]. 靳银蕊.电子科技大学 2015
[3]控距参量声源研究与实现[D]. 肖永龙.电子科技大学 2014
[4]超声波二维风速风向测量系统设计[D]. 梁家怡.哈尔滨理工大学 2013
[5]基于FPGA时差法超声波风速风向传感器系统的研究[D]. 王葵军.电子科技大学 2011
[6]指向性声源的理论与实验研究[D]. 姬培锋.山东科技大学 2005
本文编号：3455292
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