基于最值算法的adcp回波信号处理

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1、硕士学位论文基于最值算法的ADCP回波信号处理ADCPECHOSIGNALPROCESSINGBASEDONTHEMOSTVALUEALGORITHM付家承哈尔滨工业大学2015年3月国内图书分类号：TP391.41学校代码：1023国际图书分类号：681.39密级：公开工学硕士学位论文基于最值算法的ADCP回波信号处理硕士研究生：付家承导师：邵仙鹤副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TP391.41U.D.C:681.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringADCPECHOSIGNALPROCESSINGBASEDONTHEMOSTVALUEALGORITHMCandidate：FuJiachengSupervisor：AssociateProf.ShaoXianheAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation

3、：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要声学多普勒流速剖面仪（ADCP）是根据声波的多普勒效应制成的一种精密测速仪器。以复自相关理论为基础的功率谱估计算法是ADCP设计时最常用的测频算法，但功率谱时域谱矩估计算法的相关系数需经验选取，自动化程度较低，而频域谱矩估算法计算复杂。本文以复自相关

4、理论为基础设计了最值算法，提高了计算效率。首先，介绍了水下声波的性质以及声波的多普勒效应，给出了一维坐标下的多普勒效应公式。建立了声波的发射与接收数学模型，推导得出单路换能器测算水流速度的公式与仪器坐标下的三维水流速度。其次，由于复自相关函数的相角存在周期，本文将条件约束下的穷举算法应用到多普勒频移测量中。由于现实中多普勒频移存在最值，提出了测量多普勒频移的最值算法，最值算法给出了相关系数的取值上限，提高了自动化程度，这是本文的创新点。将穷举算法与最值算法离散化，给出计算多普勒频移的步骤及流程图，在Ma

5、tlab下仿真分析证实最值算法是正确的。最后，采用四通道解调芯片AD8339设计了模拟解调电路，采用MAX274设计了模拟滤波器电路，采用AD7356设计了采样电路。根据最值算法原理给出了采样后信号的运算流程。关键词：多普勒；复自相关；最值算法-I-AbstractAbstractAcousticDopplerCurrentProfiler(ADCP)isakindofpreciseinstrumentsusedtomeasurewaterflowvelocity.ItisdesignedusingDo

6、pplereffectofsoundwave.ThepowerspectrumestimationalgorithmbasedonpluralautocorrelationtheoryisthemostcommonalgorithmwhendesigningADCP.Correlationcoefficientintimedomainofthepowerspectrumestimationalgorithmisselectedbyexperience,reducingthedegreeofautomat

7、ion.Frequencydomainofthepowerspectrumestimationalgorithmneedsalotofcalculations,soitisverycomplex.Thispaperresearchedpluralautocorrelationthe-oryandputtedforwardthemostvaluealtorithm,improvingcalculationalefficiency.First,thepropertiesofunderwateracousti

8、canddopplereffectofsoundisintro-duced.Dopplereffectformulainonedimensionalspaceisgiven.Amathematicalmodeloftransmittingandreceiveingsoundwavesisestablished.Formulatomeasurevelocityofwaterflowinsingletransducerandcoordinate