基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法以及检测方法与流程

技术特征：
1.一种基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法，其特征在于，步骤包括：步骤s01.在待测区域的不同距离处分别对直升机产生的旋翼气动噪声进行循环频率检测，得到旋翼气动噪声在不同距离处对应的循环频率；步骤s02.获取不同距离处的直升机噪声测量信号，根据各距离处对应的所述循环频率对获取的所述直升机噪声测量信号进行循环维纳滤波，以实现对直升机噪声测量信号中所述旋翼气动噪声的增强。2.根据权利要求1所述的基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法，其特征在于，所述步骤s01的步骤包括：从预设检测起点开始逐渐向远离待测区域的方向对所述旋翼气动噪声进行循环频率检测，直到检测到循环频率的极限距离，所述循环频率的极限距离为能够检测到循环频率的最大距离；检测的距离大于所述极限距离后，根据所述极限距离对应的循环频率以及当前距离与所述极限距离之间的差值计算当前距离所对应的循环频率。3.根据权利要求2所述的基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法，其特征在于，所述根据所述极限距离对应的循环频率以及当前距离与所述极限距离之间的差值计算当前距离所对应的循环频率包括：将当前距离与所述极限距离之间的差值乘以预设调整值得到调整量，在所述极限距离对应的循环频率的基础上加上所述调整量，得到当前距离对应的循环频率。4.根据权利要求2所述的基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法，其特征在于，所述对所述旋翼气动噪声进行循环频率检测时，通过使用基于直升机噪声测量信号的循环谱相关密度函数、谱相干函数构建的检测函数，检测出旋翼气动噪声的所述循环频率；构建的所述检测函数为：其中，表示所述循环频率，表示用于检测出循环频率的检测函数，f
s
表示采样频率，f表示频率，x表示直升机噪声测量信号，为直升机噪声测量信号x的所述谱相干函数；其中，为直升机噪声测量信号x的循环谱相关密度函数；为时间平均因子且满足：其中，w表示时间上限；所述谱相干函数满足。5.根据权利要求1~4中任意一项所述的基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法，其特征在于，所述步骤s02中根据各距离处对应的所述循环频率对获取的所述直升机噪声测量信号进行循环维纳滤波包括：
将直升机噪声测量信号基于循环频率按照下式进行移频：其中，t表示时间，η为x(t)的所有循环频率，x
η
(t)为移频后的信号；将移频后的信号x
η
(t)作为新的输入信号输入至滤波器组h
η
(t)，由所述滤波器组h
η
(t)中各组滤波器输出对应的输出信号y
η
(t)；对各所述输出信号y
η
(t)进行求和得到总输出信号y(t)，使用期望输出信号d(t)与所述总输出信号y(t)进行求差运算得到误差函数e(t)，根据所述误差函数e(t)使用 e2(t)对各组滤波器的滤波器系数进行自适应调整，以实现最优滤波；所述循环维纳滤波中所使用的循环维纳滤波器采用离散形式并按下式进行各组滤波器的权重系数迭代：器的权重系数迭代：，，；其中，μ是步长因子以用来调整权值系数，表示输入的离散信号x移频后的信号的共轭，i=0,1,
ꢀ…
,l-1，分别表示各个循环频率，l表示循环频率数量，n表示离散点数，k为平移点数，w(n 1)为滤波器第n 1个离散点的权重系数，w(n)为滤波器第n个离散点的权重系数，m为滤波器的阶数，为调整系数，表示输入的离散信号x移频时对应的滤波器的第一阶系数，表示输入的离散信号x移频时对应的滤波器的第
一阶系数，表示输入的离散信号x移频时对应的滤波器的第m阶系数，表示输入的离散信号x移频时对应的滤波器的第m阶系数，表示输入的离散信号x移频时对应的滤波器的第m阶系数，表示误差函数，分别表示输入的离散信号x移频后的信号的共轭。6.一种利用权利要求1~5中任意一项所述的基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法的检测方法，其特征在于，步骤包括：在不同距离处对直升机噪声信号进行测量，得到不同距离处的测量信号；按照权利要求1~5中任意一项所述的增强方法对所述测量信号中旋翼气动噪声进行增强，得到增强处理后的测量信号；提取所述增强处理后的测量信号的包络谱;对提取的所述包络谱进行分析，根据分析结果判断所述测量信号是否为直升机信号。7.根据权利6所述的检测方法，其特征在于，所述提取所述增强处理后的测量信号的包络谱的步骤包括：对所述增强处理后的测量信号进行hilbert变换，得到变换后信号h(t)，其中t表示时间；按照式获取所述增强处理后的测量信号的包络信号，其中表示所述增强处理后的测量信号，表示增强处理后的测量信号与变换后信号h(t)的合成所形成的复信号；对获取的所述包络信号进行谱分析，提取得到所述增强处理后的测量信号的包络谱。8.根据权利6所述的检测方法，其特征在于，所述对提取的所述包络谱进行分析，根据分析结果判断所述测量信号是否为直升机信号的步骤包括：查找所述增强处理后的测量信号的包络谱中所有的谱峰，并获取查找到的各谱峰对应的频率；统计谱峰与旋翼气动噪声的基频或谱峰与旋翼气动噪声的倍频之间的差值在预设范围以内的频率个数；根据查找到的所述频率个数，判定所述测量信号是否为直升机信号。9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述根据查找到的所述频率个数，判定所述测量信号是否为直升机信号包括：若所述频率个数大于预设阈值，则判定测量信号为直升机信号，否则判定为非直升机信号。10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述查找所述增强处理后的测量信号的包络谱中所有的谱峰的步骤包括：根据旋翼气动噪声的频带范围定义搜索频带b；在所述搜索频带b内查找出所述增强处理后的测量信号的包络谱中所有疑似谱峰，并判断查找出的所述疑似谱峰的峰值是否大于预设阈值，如果是则判定所述疑似谱峰为所需查找的谱峰。

技术总结
本发明公开一种基于循环维纳滤波的直升机噪声增强方法以及检测方法，该直升机噪声增强方法的步骤包括：步骤S01.在不同距离处分别对旋翼气动噪声进行循环频率检测，得到旋翼气动噪声在不同距离处对应的循环频率；步骤S02.获取不同距离处的直升机噪声测量信号，根据各距离处对应的循环频率对直升机噪声测量信号进行循环维纳滤波，以实现对旋翼气动噪声的增强；该检测方法包括：获取不同距离处的测量信号；按照上述方法进行旋翼气动噪声的增强；提取增强处理后的测量信号的包络谱进行分析，判断是否为直升机信号。本发明能够灵活、高效的实现不同距离的直升机旋翼气动噪声的信号增强，进而使得能够精准实现远距离直升机旋翼气动噪声检测。动噪声检测。动噪声检测。


技术研发人员：魏春华 伍成锋 王勇 陈正武 王勋年
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/7/15