[发明专利]船舶结构声辐射特征智能主动控制方法

说明书

本发明的目的在于提供船舶结构声辐射特征智能主动控制方法，感知传感器探测船舶振动噪声、压力、温度等声学和环境信息，经声学分析与特征提取模块提取所需的船舶辐射噪声信号和声学态势信息，控制器根据船舶辐射噪声信号和声学态势信息，利用自适应控制算法，产生特定频率和幅值的信号，最后经由驱动模块、主动作动器实现对船舶结构声辐射特征的控制。本发明既可以改变船舶声纹特征，实现欺骗和迷惑对方的声学示假伪装，又可在必要时，实现主动抑制消减船舶辐射噪声，消减自身声学特征信号，“隐藏”自己，实现智能声隐身，以此有效提高船舶智能主动控制和声隐身性能。

技术领域

本发明涉及的是一种船舶控制方法，具体地说是船舶声辐射控制方法。

背景技术

随着水下声纳探测技术的发展，声纳的探测能力不断发展，对应声纳的探测频段也向低频扩展。相比于传统控制技术，主动控制技术因可有效控制结构低频振动而被用于抑制和削减船舶声学特征，提升船舶的声隐身性能。但在不断发展的水声探测背景下，现有的控制方法不能满足船舶声学隐真示假的隐身伪装需求，难以有效应对日益严峻的水下探测威胁。特别是人工智能与传感器技术的深度融合，显著提高了广域、复杂背景中的目标实时识别概率，对现有的隐身伪装技术和手段提出了新的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供针对不断发展增强的现代水声探测手段对船舶生存能力带来的新挑战而具有声学示假伪装和声隐身多功能复合化的船舶结构声辐射特征智能主动控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明船舶结构声辐射特征智能主动控制方法，其特征是：

船体结构表面设置感知传感器，声学分析与特征提取模块对感知传感器拾取的声学和环境参数信号，通过时域、频域分析和信号滤波，提取所需的船舶辐射噪声信号和声学态势信息，通过声学态势信息判断船舶是否需要进行伪装：

如果需要，则进行声学示假伪装控制：预存储的目标船舶声学特征信号作为期望信号与参考输入信号，由感知传感器拾取并经声学分析与特征提取模块提取的船舶辐射噪声信号与期望信号作差，从而得出误差信号，所得出的误差信号作为控制模块输入，基于自适应滤波的控制算法，自适应更新控制滤波器权系数，控制模块产生控制信号，经驱动模块驱动主动作动器产生激励力，激励船体结构振动产生辐射噪声，实现声学示假伪装，之后，感知传感器重新拾取声学和环境参数信号；

如果不需要，则进行船舶辐射噪声抵消控制：由感知传感器拾取并经声学分析与特征提取模块提取的船舶辐射噪声信号作为误差信号，用于控制模块的输入，利用基于自适应滤波的控制算法，自适应更新控制滤波器权系数，控制模块产生控制信号，经驱动模块驱动主动作动器产生激励力，激励船体结构振动，抵消船舶自身辐射噪声，实现船舶的声学隐身，之后，感知传感器重新拾取船体结构表面的振动和噪声等声学信息。

本发明还可以包括：

1、感知传感器分散布置在水面以下的船体结构上，主动作动器分散布置在水面以下的船体结构上，主动作动器的数量和分布不依赖于感知传感器。

本发明的优势在于：在传统提升船舶声隐身性能的传统主动控制方法中，控制器的输出信号中仅仅包含抵消船体结构辐射噪声的控制信号，使探测器无法探测到船舶自身信号，实现声学隐身。而本发明中提供的一种船舶结构声辐射特征智能主动控制方法，不仅可以实现声隐身，而且还可以利用自适应控制算法产生特定频率和幅值的控制信号，由主动作动器激励船体结构产生辐射噪声，使探测器无法探测到船舶自身频率特征信号的同时，探测到根据自身需要产生的特定频率的噪声信号，以实现欺骗和迷惑对方的声学示假伪装。

附图说明

图1为主动控制系统模型示意图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：