聲參量陣風(fēng)速測量系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、風(fēng)速的準(zhǔn)確測量在眾多場合有著重要的意義。為獲得準(zhǔn)確的風(fēng)速，風(fēng)速測量方法也一直在發(fā)展。風(fēng)速的測量方法經(jīng)歷了機(jī)械式、熱線式、聲波式等測量方法，現(xiàn)在比較常用的風(fēng)速測量方法為超聲波風(fēng)速測量方法。但是由于超聲波頻率過高，在空氣中傳播距離短，導(dǎo)致其無法測量大空間范圍內(nèi)的風(fēng)速。通過聲參量陣系統(tǒng)可以產(chǎn)生高指向的低頻聲，聲波能夠傳播較遠(yuǎn)的距離，聲場特性分布明顯，利用這些特性可以把聲參量陣技術(shù)應(yīng)用到大空間范圍的風(fēng)速測量中。因此本文提出新的方法對風(fēng)場進(jìn)行模擬

2、，并基于模擬風(fēng)場對聲場進(jìn)行仿真,創(chuàng)新性地結(jié)合了相位差法和聲參量陣技術(shù)來建立三角形測量模型，基于模型設(shè)計了聲參量陣風(fēng)速測量系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了聲參量陣技術(shù)理論，通過研究聲參量陣聲場的非線性特性，對聲參量陣聲場進(jìn)行仿真，著重分析了差頻信號的聲場分布，并與超聲波聲場進(jìn)行仿真對比分析，通過理論研究與仿真分析驗(yàn)證了采用聲參量陣技術(shù)測風(fēng)速的可行性。⑵提出采用向量自回歸（AR）模型與小波分解法相結(jié)合的方法對風(fēng)場進(jìn)行仿真模擬。

3、基于風(fēng)場對超聲波聲場和聲參量陣聲場進(jìn)行仿真研究，經(jīng)仿真發(fā)現(xiàn)聲場會沿著風(fēng)場方向進(jìn)行偏移，從而驗(yàn)證了采用聲參量陣聲場測風(fēng)速的可行性。⑶建立了基于相位差的風(fēng)速測量模型，根據(jù)建立的風(fēng)速測量模型理論推導(dǎo)得出風(fēng)速的大小和風(fēng)向的計算公式。然后通過仿真對比分析了聲參量陣的各種預(yù)處理算法，指出全載波SSB調(diào)制算法所需帶寬是DSB調(diào)制算法的一半，而且全載波SSB調(diào)制算法可以節(jié)省功率，在單頻輸入時無失真，通過仿真對比分析選擇了全載波SSB調(diào)制算法作為本文的信