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题目:基于压缩感知的火箭发动机欠采样数据处理方法研究

关键词:压缩感知;火箭发动机;欠采样;信号处理

  摘要


    压缩感知作为信号处理领域的新兴理论,目前在基础研究及实践应用上快速发展,建立在该理论基础上的数据采集方法有利于减少实验中的采样数据量,提高实验水平。
    本文结合压缩感知欠采样的基本特征及火箭发动机实验数据采集中可能存在欠采样现象,开展系列研究。从信号稀疏表示方法、线性投影测量观测矩阵构造以及求解数值最优化问题的重构算法三个方面阐述压缩感知理论的基本内容及核心思想。以液体火箭发动机不稳定燃烧燃烧室腔内压力信号为对象,研究在压缩感知理论框架下无噪声及含噪声信号处理的一般流程,包括信号稀疏性分析、测量矩阵确定、均匀与非均匀采样影响、重构算法设计及其复杂度等多方面,通过数值实验验证了该理论在火箭发动机信号处理方面理论上的可行性。在此基础之上,进一步对冲压发动机热试车某实测含大量未知噪声的压力信号进行压缩感知采样与重建,提出了基于该理论处理实测信号的两种具体方案,并以数值实验对两种方案在信号降噪及重建效果等方面作具体研究。最后,结合压缩感知理论在图像及信号处理上的现有装置,从信号自身及数据采集装置两方面对其未来硬件方式实现进行了探讨。论文的研究展现了压缩感知理论框架的完整性以及其在处理火箭发动机欠采样实现数据方面的可行性。