在分析超声波穿金属厚壁通信系统需要高频高压的基础上,设计了一种利用电感储能产生高压脉冲的发射电路。采用FPGA产生高精度高频控制信号,驱动IGBT开关元件。同时在对介质表面声波透射状况分析后,设计了接收信号放大和带通滤波电路,实现了超声信号的稳定接收。在接收信号包络检波和A/D采样转换后,通过FPGA处理实现了数据流的还原。该设计方案可实现密闭容器内信息的采集与高速传输,具有重要的应用前景。

针对声基阵水下搜寻定位系统需要使用大型船只及直升机等大型操作平台的缺点,介绍了一种简单、便携、高效的水下声信标探测定位设备的设计与实现方法。利用指向性水听器及混频方法,将需要探测和定位的水下声信标信号通过音频形式输出,充分利用指向性水听器较普通水听器空间增益高以及人耳对信号识别能力强的特点,提高了复杂海况条件下对弱信号的检测能力。阐述了设备的组成、工作原理以及设备主要单元的设计方法,给出了设备样机在海上试验的结果,并对其适用的场合进行了说明。

浅水声定位系统在对海洋的探索中有广泛的应用,浅水声应答器是浅水声定位系统的关键部件之一.文章通过对浅水声定位系统的概述,介绍了应答器整体设计及工作原理,阐述了应答器电路的原理,介绍了应答器模拟电路和控制电路的基本设计要点.

随着计算机技术的飞速发展，虚拟仪器在自动测试及自动化领域起着越来越重要的角色。本文的动平衡测试系统采用LabView软件及其数据采集卡NIDAQ-6221，实现对凸轮轴转速的精确控制和其振动信号的实时采集与动态性能的分析。系统主要有PC机，数据采集卡NIDAQ-6221，单向交流调压模块，电涡流位移（转速）传感器和凸轮轴动特性试验平台组成。充分利用LabView的强大计算分析功能和虚拟仪器过程控制技术（实现带通滤波器，PID控制及参数整定）使整个控制系统具有优良的控制精度和稳定性。系统利用LabView平台编程，具有研制周期短，开发成本低，性能可靠，界面友好，易于功能扩展等优点。

基于虚拟式超声波无损探伤设备，介绍了该仪器设备的前端电路设计与实现，主要包括：用于激励超声波探头的脉冲发射电路，高增益的超声波接收电路，以及隔离、滤波等相关的信号调理电路。在前端电路的设计实现中，以AT89C52单片机为控制核心，实现对信号发射与接收的控制。这些电路采用模块化的设计思想和成熟的技术，电路功能强、易于实现，并具有广泛的应用价值。实验结果表明，这些电路性能稳定可靠，使用效果良好。

为了提高管道无损检测的精度，实现管道内外壁缺陷的检测，采用远场涡流的检测方法，依据检测线圈接收到的信号是激励线圈产生磁场两次穿过管壁后的信号，携带了管壁内外缺陷信息的原理，设计了远场涡流传感器、检测信号处理电路。对检测线圈接收信号进行放大、滤波处理，信号采集；采用LabVIEW编程计算检测信号幅值，互相关算法计算检测信号相位，确定缺陷深度。对内径36mm的有伤管道进行了试验。结果表明，所设计的仪器能检测出管道上深度为0．5mm及以上缺陷。利用LabVIEW对相位差计算提高了检测精度，为实际应用提供参考。

针对传统共振解调故障诊断方法中需依赖主观经验和反复调试选取合适带通滤波器参数的问题,以及包络信号频谱中随机成分对分辨故障特征频率的干扰问题,提出一种空间精密轴承的自适应共振解调故障诊断方法.一方面,根据振动信号功率谱计算重心频率和频率标准差,进而以此确定带通滤波器的中心频率和带宽,实现自适应带通滤波;另一方面,通过频谱平均方法弱化包络信号频谱中的随机成分,使得故障特征谱线清晰度加强.模拟故障信号和实测振动信号的诊断结果表明该方法算法简单,效率高,对保持架磨损故障诊断效果良好,验证了其可行性和有效性.

针对在奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)中,随机噪声对各阶的贡献几乎相等,导致单一SVD降噪效果不理想的问题,提出了基于SVD和频带熵(Frequency Band Entropy,FBE)相结合的轴承故障特征提取方法。针对基于FBE的带通滤波器的阶数和带宽需经验确定的问题,提出了基于信息熵最小值原则的参数优化方法。首先,对原始振动信号在相空间重构Hankel矩阵并利用SVD进行降噪处理,采用奇异值相对变化率来确定模型的阶次;然后,对降噪后的信号进行基于FBE的带通滤波,并采用基于信息熵最小值原则的优化方法确定带通滤波器的阶数和带宽。最后,对滤波信号进行包络谱分析,提取轴承故障特征频率,并用峭度指标证明了带通滤波器的有效性。通过数值仿真和实际轴承故障数据分析,证明了该方法提取轴承故障特征频率的有效性。

奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）可以将信号线性分解成一系列分量.通过深入分析基于Hankel矩阵的奇异值分解的基本原理和存在问题,揭示了奇异值分解的线性分解、重构分量频域无序和带通滤波等三个基本特性,据此提出了共振加强奇异值分解方法.数值仿真结果表明：所提方法不但很好地解决了传统奇异值分解的频域无序性问题,而且可以在任意给定频率附近,实现给定带宽的线性带通滤波,完整提取原始信号的幅值、频率和相位特征.这是现有各信号处理方法都没有的优势.将所提方法成功应用于某型涡桨发动机振动监测中的特征频率提取,结果表明方法具有优异的特征提取效果.