水下超声信号预处理及其虚拟仪器技术研究

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1、西南交通大学硕士学位论文水下超声信号预处理及其虚拟仪器技术研究姓名：李锐申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：庄圣贤20080501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要水声信号预处理理论及其虚拟仪器平台的研究对于开展水下对抗技术的研究和验证水下声纳系统的性能具有十分重要的意义。目前，随着计算机技术的发展，应用计算机进行仿真研究己经渗透到各个技术领域，也成为水声工程研究的重要手段之一。本文主要研究了水声信号预处理相关理论及其虚拟仪器平台，其内容概括如下：l，研究了传统的LMS算法，并针对该算法中步长选取影响收敛速度与稳态误差的缺点，改进了一种归一化变步长LMS算法，给

2、出了被动声纳测距的LMS程序流程及算法，仿真验证了改进算法的性能。2，研究将小波理论应用于水声信号去噪，仿真验证了小波去噪、小波包去噪的优势，结果表明，将小波理论引入到被动声纳信号预处理方面，可以有效抑制高斯噪声和对称分布噪声，提高检测性能。3，分析了传统数据库在水声信号预处理中的不足，针对多数数据库应用仍只能对水声数据库进行录入、查询、统计等简单操作，引入数据挖掘理论，分析了数据挖掘在水声信号处理中的难点，并且给出了基于神经网络的水声数据预处理挖掘方案。4、研究了水声信号预处理系统，设计了水声信号预处理适用的虚拟仪器平台，测试结果部分满足了水声信号预处理对于虚拟仪器功能的要求。关键

3、词：水声信号；自适应滤波；小波分析；数据挖掘；虚拟仪器西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractTheresearchofunderwateracousticsignalpreprocessingtheoryandvirtualinstrumentisveryimportantduringunderwatercounterworkandtheperformancetestingofunderwatersonarsystem．Nowadays，computertechnologydevelopsquickly，thecomputersimulationiswidelyuse

4、dineveryaspectoftechnicalfield，andthistechnologyplayanimportantroleinunderwateracousticengineering．Thispaperaimsattheunderwateracousticsignalpreprocessingtheoryandthevirtualinstrumentforit．Themainworkscanbesummarizedasfollows：1、BasedontraditionalLMSalgorithm，aimprovedstepchangedLMSalgorithmisdi

5、scussedandanalyzed．Finally,aLMSalgorithmandprogramflowchartinunderwaterpassivesonarsignalpreprocessingisputforward，andthecapabilityisprovedbythecomputersimulation．2，Thetheoryinwaveletsisdiscussedandanalyzed，advantagesofthewavelettransformandthewaveletpackettransforminsignaldenoisingisprovedbyth

6、ecomputersimulation．Thecomputersimulationalsoprovesthatwavelettransformcanbeusedtoreducenormalnoiseandsymmetrydistributionnoise，andimprovedetectabilityintheunderwaterpassivesonarsignalpreprocessingfields．3、Thedisadvantagesoftraditionaldatabasetechnologyduringtheunderwateracousticsignalpreproces

7、singisdiscussedandanalyzed．Formostdatabasescanjustbesimplyusedtowrite；findandgetstatisticsofunderwateracousticdata，weintroducethetheoryofdatamining，analyzethedifficultiesofdataminingduringunderwateracousticsignalpreprocessing，andp