基于聲參量陣的風(fēng)速測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、風(fēng)在當(dāng)今科技飛速發(fā)展進步的時代，已不僅僅是一種自然現(xiàn)象，作為清潔的可再生能源，風(fēng)能越來越受到全世界的重視。無論在科學(xué)研究中，還是在工業(yè)生產(chǎn)中，風(fēng)速測量都有大量的應(yīng)用，尤其在氣象領(lǐng)域和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)速測量有著更為重要的應(yīng)用價值。風(fēng)速風(fēng)向儀種類繁多，測量原理也不盡相同。目前較先進的是超聲波風(fēng)速測試技術(shù)，雖然克服了傳統(tǒng)測量方法的缺點，但無法實現(xiàn)大空間范圍內(nèi)的風(fēng)速測試，限制了風(fēng)的應(yīng)用范圍。針對聲參量陣可以產(chǎn)生獨特的高指向性低頻聲波，并能將其傳

2、播到很遠距離的特性，本文提出利用時差法測量原理建立聲參量陣風(fēng)速測試系統(tǒng)，開發(fā)出一種新的風(fēng)速測試方法，實現(xiàn)遠距離、大空間范圍內(nèi)的風(fēng)速測試。
　　首先，本文對聲參量陣的工作原理進行了詳細的闡述，對其在空氣中的指向性進行MATLAB仿真分析，以此給出用聲參量陣進行風(fēng)速測試的理論依據(jù)和可行性；對聲參量陣和超聲波在空氣中的傳播情況進行比較分析，以此驗證聲參量陣測風(fēng)速方法可實現(xiàn)大空間范圍內(nèi)的風(fēng)速測試；對時差法的測量原理進行詳細的講解，以此得出

3、影響風(fēng)速測試精度的關(guān)鍵因素。
　　其次，本文對幾種互相關(guān)時延估計算法進行MATLAB仿真分析，通過對仿真結(jié)果的分析比較，選取測試精度最高的算法。為了獲得較為理想的聲參量陣信號進而提高風(fēng)速測試系統(tǒng)的測量精度，對幾種聲參量陣預(yù)處理算法對風(fēng)速測量精度的影響進行MATLAB仿真研究。
　　然后，本文對整個系統(tǒng)的測風(fēng)探頭模塊進行設(shè)計，其功能是發(fā)射和接收聲參量陣信號，利用接收到的音頻信號中攜帶的風(fēng)速信息實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向測量。測風(fēng)探頭由聲參量