聲參量陣風速測試理論建模及仿真分析.pdf

1、目前風速風向測試技術中大多使用超聲波信號作為測風系統(tǒng)輸入來進行風速風向參數實驗,但超聲波信號頻率較高,在空氣中的衰減較快,并不能夠很好的適用于遠距離、大范圍的風速風向測量;相對于超聲波信號來說,聲參量陣信號——新型聲源系統(tǒng),它可以產生具有高指向性的低頻可聽聲,基于這一優(yōu)勢特性,聲參量陣技術更易于適用于惡劣環(huán)境、大范圍中的風速風向測量,在風速風向測試中,將會發(fā)揮重要的作用,發(fā)展聲參量陣測風速技術勢在必行。本文是在空間大范圍環(huán)境中,探討利用

2、聲參量陣技術測試風速風向的問題,就測風系統(tǒng)建模問題進行理論分析以及實驗仿真。
　　針對聲參量陣可以產生具有高指向性可聽聲的特性,本文提出建立聲參量陣風速測試系統(tǒng),將聲參量陣信號置于風速風向數據處理模塊之前,利用聲參量陣的優(yōu)勢特性提高測風系統(tǒng)的準確性。通過Matlab仿真證明該系統(tǒng)的可行性,并在DSP平臺實驗驗證系統(tǒng)的有效性,同時對實現(xiàn)的算法性能進行仿真分析和改進。
　　為了建立聲參量陣風速風向測試系統(tǒng),本文對聲參量陣的工作原

3、理進行詳細的闡述,并對聲參量陣系統(tǒng)進行仿真,以便于測風系統(tǒng)的建模。然后重點討論時差法理論在風速測試系統(tǒng)中的應用,并采用互相關時延估計算法與時差法測風原理相結合建立聲參量陣測風模型,驗證該模型的可行性。
　　在聲參量陣測風系統(tǒng)建模的同時,利用時差法測風原理、采用互相關時延估計算法建立超聲波風速風向測試系統(tǒng)模型,重點比較兩種測風系統(tǒng)的性能,通過Matlab仿真分析系統(tǒng)模型的測量精度、測距范圍等系統(tǒng)性能參數,實驗證明聲參量陣測風系統(tǒng)測量