超声波信号处理方法用于动态燃烧速率测量,基于改进的波段值和极端值特征适配
Wenlong Wei1, Xiaolong Yan1, Juan Cui1
1Key Laboratory of Instrumentation Science and Dynamic Measurement Ministry of Education, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Micromachines
|March 27, 2025
概括
本研究介绍了先进的超声波方法,以准确测量固体火箭燃料燃烧率,克服复杂的电机结构中的噪音和信号损失,以提高安全性和性能.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 超声波测量对于固体火箭燃料燃烧速度分析至关重要.
- 复杂的运动结构会导致噪声和信号减弱,妨碍准确性.
- 现有的方法在低信号噪声比 (SNR) 条件下扎.
研究的目的:
- 开发一种有效的超声波信号消噪和回声定位方法,用于测量固体火箭燃料燃烧速度.
- 在具有挑战性的,杂的环境中提高测量准确性.
- 通过模拟和实验验证拟议的方法.
主要方法:
- 适应性值与波段值功能相结合,用于信号消噪.
- 极端值特征拟合算法用于准确的回声信号定位.
- 数字模拟,硬件循环测试和燃料燃烧实验用于验证.
主要成果:
- 在 -20 dB SNR的模拟中实现了10 dB SNR的改进.
- 在12个SNR级别中显示的回声定位误差低于1μs.
- 经过验证的高精度,最大位移误差为0.74mm,燃料厚度误差为0.12mm.
结论:
- 拟议的方法显著提高了超声波信号质量和固体火箭燃料燃烧率测量的定位精度.
- 它有效地解决了复杂环境中的噪音和减弱问题.
- 经过验证的技术为精确的现实应用提供了可靠的解决方案.
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