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基于声矢量传感器阵列的空速估计算法
  • ISSN号:1001-506X
  • 期刊名称:系统工程与电子技术
  • 时间:2015.5.20
  • 页码:1060-1065
  • 分类:V211.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001, [2]空军航空大学飞行器控制系,吉林长春130022
  • 相关基金:国家自然科学基金(61172126.61203355);吉林省自然科学基金(20140101073JC)资助课题
  • 相关项目:基于矢量传感器的嵌入式大气数据测量技术的研究
作者: 虞飞|陶建武|
中文摘要:

研究了一种新型的空速测量方法。通过引入大气声学中的有效声速概念,建立了稳定气流作用下声矢量传感器阵列的近场输出模型,模型的阵列流形矢量中包含了待估计的空速信息。在此基础上提出了一种基于多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)的空速估计(airspeed estimation,ASE)算法,该算法可用于对空速的高精度估计。为了降低计算复杂度,进一步提出了一种快速的空速估计(fast airspeed estimation,FASE)算法,该算法虽然在ASE的精度上不如MUSIC-ASE算法,但无需谱搜索,具有更强的实时性。最后,对算法的估计性能进行分析,推导了ASE的克拉美-罗界表达式。仿真实验验证了算法的有效性。

英文摘要:

A novel airspeed measuring method is proposed. According to the concept of effective sound velocity in the field of atmospheric acoustics, the near-field output model of acoustic vector sensor array is constructed in a stable air flow. Then a multiple signal classification algorithm for airspeed estimation (MUSIC-ASE) is presented, which can be used to estimate the airspeed with a high degree of accuracy. To reduce the computational com- plexity, a fast airspeed estimation (FASE) algorithm is addressed. Though the estimation accuracy is not so high as the MUSIC-ASE algorithm, the FASE method enable to avoid spectral peak search, and must be more stronger than the MUSIC-ASE algorithm in real-time. Finally, the performance of the proposed algorithms is analyzed, and a compact expression for the Cramer-Rao bound on the estimation error of the airspeed is derived. Computer simulations are implemented to verify the efficacy of the proposed algorithms.

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期刊信息
  • 《系统工程与电子技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会
  • 主编:施荣
  • 地址:北京142信箱32分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:xtgcydzjs@126.com
  • 电话:010-68388406
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-506X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2422/TN
  • 邮发代号:82-269
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,全国优秀科技期刊,中国科技论文统计用刊,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:34341