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基于加权核范数最小化的非同步测量声源定位

机械工程学报 2024年第3期60卷 120-130页

作者：宁方立邓宗玲姚克强韦敏西北工业大学机电学院西安710072 西安石油大学电子工程学院西安710065

非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互... 详细信息

非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互谱矩阵进行补全,以完成声源定位。基于加权核范数最小化的补全算法在不同的奇异值上自适应地分配权重,能够更好地解决非凸非光滑低秩极小化问题。在不同频率和不同信噪比条件下进行了数值仿真和实验,对加权核范数最小化和核范数最小化两种模型的算法进行了对比。结果表明,基于加权核范数最小化的矩阵补全算法精度更高,且非同步测量声源定位结果在较低信噪比下能够有效缩小主瓣,抑制旁瓣,提高阵列的空间分辨率。

关键词：非同步测量矩阵补全声源定位加权核范数最小化

基于改进Laplace小波时延提取的声源定位方法

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振动与冲击 2024年第9期43卷 175-185,213页

作者：宁方立段少东李晶霍家辉西北工业大学机电学院西安710072

针对侵彻弹命中多层硬目标后产生的撞击声的定位问题,提出了一种基于改进Laplace(refined Laplace,R-Laplace)小波时延提取的声源定位方法。该方法通过先验信息处理构造出Laplace小波,与声信号进行相关系数计算得到时延信息,并结合搜索... 详细信息

针对侵彻弹命中多层硬目标后产生的撞击声的定位问题,提出了一种基于改进Laplace(refined Laplace,R-Laplace)小波时延提取的声源定位方法。该方法通过先验信息处理构造出Laplace小波,与声信号进行相关系数计算得到时延信息,并结合搜索匹配算法求得多次撞击的声源位置。搭建了声源采集定位系统,并进行多次硬目标撞击声试验。外场试验结果表明,可以定位出4层撞击的声源位置,定位误差平均为0.3 m。相较于传统基于到达时间差的定位算法定位精度较高。该算法在基于到达时间差声源定位问题中具有较大的应用潜力,对实际应用中的声源定位问题具有重要意义。

关键词： Laplace小波时延到达时间差分布式阵列

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谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法

机械工程学报 2011年第18期47卷 173-178页

作者：宁方立王康西北工业大学机电学院西安710072

谐振管内非线性驻波的数值计算方法是目前强声密封研究的关键技术。基于三个气体动力学方程推导得出一个关于无旋可压缩牛顿流体的非线性波动方程,并通过对非线性波动方程进行有限差分离散化处理,提出求解谐振管内非线性驻波的二维有限... 详细信息

谐振管内非线性驻波的数值计算方法是目前强声密封研究的关键技术。基于三个气体动力学方程推导得出一个关于无旋可压缩牛顿流体的非线性波动方程,并通过对非线性波动方程进行有限差分离散化处理,提出求解谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法。通过边界条件的处理,使所推导的二维有限差分计算方法能够在整体谐振激励作用下计算谐振管内非线性驻波。在圆柱形谐振管内部填充Refrigerant-12作为工作媒质以及整体谐振激励的条件下,利用所提出的二维有限差分计算方法对圆柱形谐振管内的非线性驻波进行求解,并得到圆柱形谐振管内绝对压力波形、声压频谱响应以及谐振管内的声压空间分布。通过与现有仿真方法的计算结果和现有试验结果进行对比,所得到的计算结果无论从波形还是数值上都能与这些结果吻合,从而验证了该方法的可行性。该方法为强声密封的非线性驻波计算研究奠定了良好基础。

关键词：谐振管非线性驻波二维有限差分强声密封

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考虑摄动影响的空间站伴随卫星群轨道设计

西安电子科技大学学报 2006年第4期33卷 588-592页

作者：韦娟宁方立西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

以运动学方法为基础,考虑摄动对长期相对运行轨道的影响,推导了空间站伴随卫星长期运行的条件表达式,该方法利用不同天体力学特性,将相对运动参数与轨道要素直接联系起来,得到了摄动力和相对轨道要素之间的关系.地球扁率的影响可通过二... 详细信息

以运动学方法为基础,考虑摄动对长期相对运行轨道的影响,推导了空间站伴随卫星长期运行的条件表达式,该方法利用不同天体力学特性,将相对运动参数与轨道要素直接联系起来,得到了摄动力和相对轨道要素之间的关系.地球扁率的影响可通过二者轨道要素的取值约束部分消除,而大气阻力的影响因二者弹道系数的较大差异难以从理论上进行消除,必须利用推力装置或者回收释放的方法进行轨道修正.

关键词：摄动空间站伴随卫星群轨道设计

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基于l_p范数的压缩感知图像重建算法研究

物理学报 2013年第17期62卷 282-289页

作者：宁方立何碧静韦娟西北工业大学机电学院西安710072 西安电子科技大学通信工程学院综合业务网理论与关键技术国家重点实验室西安710071

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、天体成像等物理成像领域中的关键技术之一.近年来提出的压缩感知理论指出:对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息,从而能对信号进行高概率重建... 详细信息

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、天体成像等物理成像领域中的关键技术之一.近年来提出的压缩感知理论指出:对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息,从而能对信号进行高概率重建.压缩感知已被应用于多种物理成像系统.将罚函数法和修正Hesse阵序列二次规划方法相结合,并采用了分块压缩感知思想,提出一种基于lp范数的压缩感知图像重建算法.以cameraman,barbara和mandrill图像为例,采用该算法进行图像重建.首先,在不同采样率下对图像重建.即便采样率低至0.3时,也能获得高达32.23 dB的信噪比,重建图像清晰可辨.验证了该算法的正确性.其次,将该算法与正交匹配追踪算法进行对比,在采样率达到0.5以上时,能够获得高信噪比的重建图像,成像时间也大为减少,特别是采样率为0.7时,成像时间减少88%.最后,与现有基于lp范数的压缩感知图像重建算法进行对比,计算结果表明在成像质量有所提高的基础上,成像时间大为缩短.

关键词：图像重建压缩感知罚函数修正Hesse阵序列二次规划

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基于神经网络的声场景数据声谱图提取方法

系统工程与电子技术 2021年第12期43卷 3462-3469页

作者：韦娟丁智恺宁方立西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

在复杂环境声场景识别任务中,梅尔频谱作为输入的深度卷积神经网络有良好的识别能力,然而梅尔滤波器组依据人耳生理特征设计,对于声场景识别并非最优滤波器组。针对此问题提出声谱图提取神经网络取代传统梅尔频谱提取过程,通过训练该网... 详细信息

在复杂环境声场景识别任务中,梅尔频谱作为输入的深度卷积神经网络有良好的识别能力,然而梅尔滤波器组依据人耳生理特征设计,对于声场景识别并非最优滤波器组。针对此问题提出声谱图提取神经网络取代传统梅尔频谱提取过程,通过训练该网络使声谱图自动适应声场景数据集。声谱图提取神经网络连接ResNet50作为声场景识别架构,在DCASE2019声场景数据集上进行训练与测试,实验结果表明该架构比传统模型有更高的识别率,能够有效调整频率曲线、滤波器幅值以及滤波器形状。

关键词：声场景分类深度卷积神经网络声谱图提取神经网络梅尔频谱

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改进低秩矩阵逼近算法的非同步测量声源定位

机械工程学报 2023年第16期59卷 137-146页

作者：宁方立姚克强韦娟西北工业大学机电学院西安710072 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

非同步测量声源定位可以提高定位的频率范围和空间分辨率。然而,在低信噪比的环境下现有矩阵补全算法的非同步测量声源定位结果精度较差。提出改进低秩矩阵逼近矩阵补全算法:首先,对不完整的互谱矩阵进行矩阵补全;其次,应用参数化非凸... 详细信息

非同步测量声源定位可以提高定位的频率范围和空间分辨率。然而,在低信噪比的环境下现有矩阵补全算法的非同步测量声源定位结果精度较差。提出改进低秩矩阵逼近矩阵补全算法:首先,对不完整的互谱矩阵进行矩阵补全;其次,应用参数化非凸惩罚函数的去噪方法对互谱矩阵进行去噪处理。最终通过常规波束形成算法实现非同步测量声源定位。将改进低秩矩阵逼近算法与核范数最小化补全算法、主成分分析算法在不同频率与低信噪比下进行非同步测量声源定位数值仿真与试验对比。仿真与试验结果表明:①不同低信噪比下,改进低秩矩阵逼近算法较核范数最小化补全算法、主成分分析算法的补全误差均要小。②相比于核范数最小化补全算法、主成分分析算法的声源定位结果,改进的低秩矩阵逼近算法可以有效缩小主瓣宽度、抑制旁瓣,提高声源定位的分辨率,能够适用于信噪比较低的复杂工业环境。

关键词：非同步测量矩阵补全声源定位低秩矩阵逼近

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基于智能功率模块的无刷直流电机控制器

西北工业大学学报 2006年第2期24卷 161-164页

作者：韦敏宁方立韦娟西安石油大学陕西西安710065 西北工业大学陕西西安710072 西安电子科技大学陕西西安710071

IRAM S10UP60A是IR公司新近推出的一款智能功率模块,文中介绍了基于该功率模块的无刷直流电机闭环速度调节控制系统的原理和构成特点,并进行了试制、调试及实验,可以看出其优越的控制性能。系统具有体积小,结构简单,调速性能好,抗干扰性... 详细信息

IRAM S10UP60A是IR公司新近推出的一款智能功率模块,文中介绍了基于该功率模块的无刷直流电机闭环速度调节控制系统的原理和构成特点,并进行了试制、调试及实验,可以看出其优越的控制性能。系统具有体积小,结构简单,调速性能好,抗干扰性强,可靠性高,性能价格比高等优点,适合于小功率无刷直流电机的控制。

关键词：无刷直流电机 IRAMS10UP60A 控制

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基于互质位置非同步测量的低频声源成像方法

通信学报 2023年第9期44卷 93-103页

作者：韦娟贺雨涛宁方立西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

针对声学成像受限于传声器阵列孔径和阵元密度不足,导致在低频、低信噪比条件下声成像分辨率较低的问题,提出一种基于互质位置非同步测量的低频、低信噪比声源高分辨率成像方法。首先,移动原型阵列在互质位置处接收声信号并计算数据缺... 详细信息

针对声学成像受限于传声器阵列孔径和阵元密度不足,导致在低频、低信噪比条件下声成像分辨率较低的问题,提出一种基于互质位置非同步测量的低频、低信噪比声源高分辨率成像方法。首先,移动原型阵列在互质位置处接收声信号并计算数据缺失的互谱矩阵,然后利用改进的加速近端梯度算法对缺省互谱矩阵进行补全,再对补全后的完整互谱矩阵进行矢量化,最后建立虚拟阵列信号模型并求解。仿真结果表明,在低频、低信噪比条件下,所提方法与以往方法相比,具有更低的定位误差、更高的成像分辨率以及更好的鲁棒性和抗噪性。

关键词：声学成像互质位置非同步测量矩阵补全