[發明專利]一種隨機線譜自適應跟蹤消除方法和系統

有效

• 申請號: 202011049117.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112198911B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王敏;蔡憶;孫翊;丁基恒;李忠杰;張泉;蒲華燕;彭艷;羅均;謝少榮
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

本發明涉及一種隨機線譜自適應跟蹤消除方法和系統。該隨機線譜自適應跟蹤消除方法和系統，通過結合自適應跟蹤算法和凹陷濾波器實現復合控制，在振動環境下通過自適應跟蹤算法進行跟蹤測得的跟蹤線譜后，利用凹陷濾波器的原理對跟蹤線譜中各頻點的峰值進行拉低，以使濾波輸出的總功率得到最大程度地衰減，達到更好的振動控制效果，從而也滿足無人艇的線譜消除需求。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，特別是涉及一種隨機線譜自適應跟蹤消除方法和系統。

背景技術

隨著技術的發展特別是聲隱身技術在無人艇方面的發展，一些目標聲信號中的線譜分量會隨測試環境大幅降低，呈現弱譜狀態。另外，當測試環境惡劣時，風速和海浪等環境的影響會使無人艇上線譜特征的提取變得困難。而信號檢測常使用功率譜估計方法，但在海面這種復雜的工作環境下要求對信號進行有效的檢測成為了迫在眉睫的難題。

在信號處理中往往會采用濾波器來極大地衰減其他頻率部分，利用濾波器的選頻作用，可以進行頻譜分析。雖然現有技術中公開了采用濾波器，但是并不能使濾波輸出的總功率得到最大程度地衰減，從而也無法滿足無人艇的線譜消除需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種隨機線譜自適應跟蹤消除方法和系統，以使濾波輸出的總功率得到最大程度地衰減，從而也滿足無人艇的線譜消除需求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種隨機線譜自適應跟蹤消除方法，包括：

獲取無人艇的振動信號；

采用自適應跟蹤算法，根據所述振動信號跟蹤確定激振器產生的隨機信號，以得到跟蹤線譜；

采用凹陷濾波器降低所述跟蹤線譜中各所述隨機信號的線譜峰值；

獲取降低線譜峰值后的隨機信號；

根據所述振動信號和所述降低線譜峰值后的隨機信號得到參余誤差信號；

根據所述參余誤差信號生成控制力以消除系統振動；所述控制力為與所述參余誤差信號產生的干擾力相反的作用力。

優選的，所述獲取無人艇的振動信號，之前還包括：

獲取無人艇底部遭受海浪沖擊時的振動信號和所述無人艇發動時自身的振動信號；

根據所述無人艇底部遭受海浪沖擊時的振動信號和所述無人艇發動時自身的振動信號確定振動信號。

優選的，所述根據所述參余誤差信號生成控制力以消除系統振動，具體包括：

采用壓電陶瓷致動器根據所述參余誤差信號生成控制力以消除系統振動。

優選的，所述凹陷濾波器為n階凹陷濾波器。

優選的，所述凹陷濾波器的傳遞函數為：

其中，ω^*為中心頻率，0≤ρ＜1。

一種隨機線譜自適應跟蹤消除系統，包括：

第一振動信號獲取模塊，用于獲取無人艇的振動信號；

跟蹤線譜確定模塊，用于采用自適應跟蹤算法，根據所述振動信號跟蹤確定激振器產生的隨機信號，以得到跟蹤線譜；

線譜峰值降低模塊，用于采用凹陷濾波器降低所述跟蹤線譜中各所述隨機信號的線譜峰值；

隨機信號獲取模塊，用于獲取降低線譜峰值后的隨機信號；

參余誤差信號確定模塊，用于根據所述振動信號和所述降低線譜峰值后的隨機信號得到參余誤差信號；