[发明专利]一种基于粒子群优化阵列处理的船舶辐射噪声测量方法

权利要求书

1.一种基于粒子群优化阵列处理的船舶辐射噪声测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）利用GPS获得被测船舶与测量系统的位置信息，测量同时需记录船舶与测量系统的位置信息，引入坐标网格，建立被测船舶到接收阵列的格林函数G；

（2）设置待定系数、，利用格林函数G，推导系数、与阵列权值关系式，过程为：测量系统中参考水听器信号表示为，阵列输出信号表示为单个阵元信号与权值乘积之和：

①

如果将被测船舶的辐射噪声与运动过程视为一个体积为V的体积源，那么认为体积内的密度均匀，将密度表示为，其中表示V内点的坐标，j是定义体积V内，声源的当前位置和单极子源的随机瞬时幅度的索引，那么阵列输出信号可以写为

②

其中为体积源中的点到阵列各个水听器之间的格林函数，此时可以将阵列输出信号与参考水听器之间的差异表示为：

 ③

其中为格林函数中的向量，为相对误差值

④

引入坐标为,的网格，将格林函数转化为矩阵形式，则上式可改写为

⑤

其中，为向量中的元素，即当权值w满足以下函数最小值时，阵列输出与参考水听器误差值最小

⑥

其中、为待定系数，C为阵列信号相关矩阵，此时w表示为：

  ⑦

其中I是单位矩阵，利用粒子群算法计算当满足最小值时的与；

（3）初始化粒子群设定，设置最接近被测量船舶的水听器作为参考阵元，将阵列输出信号与参考水听器对比计算误差值，随机设置系数与的初始值为粒子群位置坐标，将接收阵列待求解的各阵元初始权值代入粒子群参数，实现对系数、的求解；

（4）将粒子群进行迭代计算，利用权值计算阵列输出信号与参考阵元输出信号的误差；

（5）选取最小误差值处的阵列权值，最终得到阵列权值的优化结果。

2.根据权利要求1所述的基于粒子群优化阵列处理的船舶辐射噪声测量方法，其特征在于，步骤（3）中， 粒子群进行迭代计算时，使用粒子位置坐标、计算阵列权值，再用阵列权值计算误差，并利用误差计算粒子位置转移概率。