非高斯平稳有界噪声激励下混沌系统动力学研究

为解决信号检测理论在通讯、雷达、声纳、故障诊断等领域应用受限的问题,提出了随机Melnikov方法研究非线性系统在微弱周期信号和噪声信号联合摄动下的混沌运动行为,得到了微弱周期信号和非高斯平稳有界噪声信号联合摄动下的混沌运动特征。混沌的临界幅值与噪声强度的关系表明,在不强的非高斯平稳有界噪声背景下,有界噪声增大了激励阈值,混沌现象不容易产生。     

混沌跳时脉冲调幅超宽带系统设计与分析

针对混沌脉位调制超宽带系统具有较高误码率的缺点，提出了一种新的混沌跳时脉冲调幅超宽带系统．论述了系统的原理和结构，从理论上给出了系统在加性高斯白噪声信道中的误码率解析式．分析和仿真表明，混沌跳时脉冲调幅超宽带系统保留了混沌脉位调制超宽带系统的优点，而且在相同的信噪比下具有更低的误码率；在相同的误码率下，混沌跳时脉冲调幅超宽带系统的信噪比可以比混沌脉位调制超宽带系统节约3dB．     

混沌干扰下的随机共振研究

利用随机共振现象可以实现弱信号检测,目前大量的研究是在白噪声或色噪声背景下进行的,对于混沌干扰下的随机共振的研究却很少。研究了混沌背景干扰下的信号检测,发现在混沌干扰下双稳系统也会发生随机共振现象,因此可以检测出淹没在混沌干扰中的信号;在混沌与噪声同时存在的混合背景下,随机共振现象仍然存在,混合背景可以发生与单一噪声背景类似的随机共振现象。     

窄带弱信号检测中的随机共振现象研究

针对雷达、声纳和通信等领域中频段信号经常受窄带噪声污染的问题,本文采用随机共振理论,对窄带噪声环境下的弱信号检测及其随机共振现象进行研究。在圆对称概率密度的窄带非高斯噪声环境下,建立了窄带弱信号观测模型,并对局部最优检测器、广义窄带相关检测器和硬限幅窄带相关检测器中的随机共振现象的存在性进行分析与仿真,同时对给定次优系统中的随机共振性能与自适应次优系统最佳性能进行比较。研究结果表明,噪声与检测器结构参数都可视为影响检测器性能的重要因素,在局部最优检测器中不存在随机共振现象;在广义相关检测器中,广义瑞利噪声环境下的次优系统中存在随机共振现象;在硬限幅窄带相关检测器中,非尺度噪声如莱斯噪声环境下也证实了随机共振现象。该研究为提高雷达和通信领域的信号检测性能提供了理论依据。     

混沌序列用于DS-CDMA可行性研究

阐述了Chebyshev混沌序列的产生,在高斯白噪声环境下,对基于多址干扰（MAI）最小准则的最佳Chebyshev混沌序列与传统Gold序列分别用于DS—CDMA系统的误码率性能进行了Matlab仿真．仿真研究表明,基于MAI最小的最佳Chebyshev混沌序列与传统的伪随机序列具有类似的相关性,而且,Chebyshev混沌序列对初值极其敏感．通过给不同用户分配不同初值,可以得到互不相关混沌序列,满足码分多址的要求．加性高斯白噪声环境下,使用优选Chebyshev扩频的异步DS—CDMA系统在单用户情况下的误码率性能与传统Gold序列相近,而在多用户情况下,优选Chebyshev混沌序列具有较优的抗多址干扰性能．     

一类具有Beddington-DeAngelis功能性反应随机模型的数值模拟

考虑被捕食者的生长率和捕食者的死亡率分别受到高斯白噪声和泊松白噪声扰动的情况,建立了具有BDA功能性反应的三种群密度的随机演化模型,并利用Milstein方法对系统进行了离散化处理;通过计算机代数Matlab编程,完成了确定系统及随机系统的数值模拟.结果表明:在随机扰动强度很小的情况下,系统会产生有界的混沌状态.     

CIE-Lab空间的彩色图像混合去噪

针对彩色图像中的混合噪声提出一种CIE-Lab颜色空间的混合去噪算法。双边滤波对高斯噪声具有不错的抑制效果,然而其固有不足是不能处理脉冲噪声,文章采取逆向思维方法将这种不足用于彩色图像脉冲噪声的识别,并仅对识别出的脉冲噪声点在CIE-Lab空间采用概率密度极值滤波方法进行滤除,对剩余高斯噪声仍利用双边滤波算法处理。文中算法采用双边滤波这种非线性滤波算法处理高斯噪声同时仅对识别出的脉冲噪声点进行概率密度极值滤波,因此该算法具有保留图像边缘特征的特性。最后仿真实验表明,CIE-Lab空间的混合滤波算法能够有效滤除高斯噪声和脉冲噪声,相比其他彩色图像噪声处理方法,该方法更为优越。     

一种改进的多用户DCSK性能分析

提出一种基于混沌二进制序列及Walsh码的多用户差分混沌键控通信系统．在此系统中,发送端的信号及对应的接收端的信号分别与相同的Walsh码相乘,由于混沌二进制信号的瞬时功率为常值以及Walsh码的正交特性使得用户之间的干扰得到抑制,因此系统具有了多址特性．分析了系统在高斯信道中的特性,给出了误码率公式．仿真结果与理论值相符合,证明了理论分析的正确性．在高斯信道下与其他多用户差分混沌键控系统的性能作了对比,当所有用户使用不同的混沌初始值时,系统的性能与其他的多用户差分混沌键控系统性能相当．系统采用固定延迟及处理的数据为二进制形式,因此相比其他多用户差分混沌键控,本系统结构简单且易于实现．     

卫星信道基带残留误码分布特性拟合与模拟

卫星通信信道的基带残留误码特性直接影响上层通信协议的性能。通过对卫星通信系统仿真,提取基带误码图案,将基带误码分布图案通过误码持续期发生概率密度分布、误码持续期长度概率密度分布来表征。在典型的卫星通信系统参数条件下,拟合表明经过有噪莱斯衰落信道的误码持续期发生概率接近广义极值分布;经过高斯噪声信道的误码持续期发生概率密度、误码持续期长度概率密度接近负二项式分布。在此基础上完成的卫星基带信道硬件模拟器能够为通信协议的测试提供方便、可信的信道基带特性模拟。     

基于混沌序列的保密通信方法

混沌模拟通信在抗干扰和抗破译方面存在混沌同步不稳固、混沌信号通过神经网络重构出来容易破译、被高斯噪声和多径干扰损害后不易滤除等困难。针对上述问题,提出基于混沌序列的保密通信方法即混沌编码通信方法和混沌跳频通信方法,改变了混沌信号用作噪声的思路,把混沌特性用于混沌序列中,从而使混沌通信系统的抗干扰能力和抗破译能力大大增强,可实现ＣＤＭＡ通信,具有可靠性高和易于实现等优点。     

基于符号动力学控制混沌动力学系统

提出一种新的混沌动力学系统的控制方法．首先用符号动力学对混沌吸引子进行粗粒化划分,然后利用混沌系统对噪声的敏感性和短期可预测性,用小控制量对混沌系统进行控制,使之沿任意允许的符号序列所代表的轨道演化,将被控系统的状态维持在一定的范围之内。     

基于duffing方程组的微弱正弦信号参数检测

本文将非线性混沌振子用于微弱正弦信号检测,将深陷在噪声背景下的微弱正弦信号检测出来。基于Duffing振子的混沌运动,利用系统发生间歇混沌现象的频差条件和相位差对于系统特性的影响,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测,提出了改进的频率、相位、幅值检测方法。     

一类连续混沌动态系统的状态观测器

为了实现一类混沌动态系统状态变量的观测，提出了混沌系统的非线性状态观测器的设计方法.基
于混沌动态系统的非线性函数项满足Lipschitz条件的基础上，利用李亚普诺夫稳定性理论，构造混沌系
统及其非线性观测器的状态误差方程的李亚普诺夫函数，给出了连续混沌动力学系统的状态观测器设计方
法，详细讨论了观测器控制参数的取值范围，研究了控制参数与观测器系统收敛速度的关系，并以
Duffing和Lorenz混沌动态系统为例进行了研究，仿真结果表明，利用该方法可以使观测器快速跟踪混沌
系统的状态变量，实现连续混沌动态系统状态变量的估计.     

降雨时间序列降噪及预测系统建模研究靠

以解决降雨混沌时序预测精度较低的问题为目的,基于相空间重构思想,应用混沌降雨时序奇异值分解技术对混沌时序的噪声进行了剥离。采用定性和定量的混沌特性判定方法,计算指出降雨时序具有明显的混沌特性。在此基础上构建了基于最小二乘支持向量机的降噪、预测一体化模型并进行了多步预测实验。结果表明降噪前后预测精度相差很大,证实了噪声是造成混沌预测方法预测精度较低的主要原因。通过与其他预测方法比较,验证了所建立的混沌预测模型能够捕捉到原混沌系统的动力学特征,预测误差较小,泛化能力较强,其预测效果较好。     

混沌噪声扰动的地震波形反演研究

地球物理优化反演问题大都是非线性、多参数、多极值的反演问题，因此从一些非线性领域去探索新的全局优化算法来求解地球物理反演问题具有很大的实际价值。将一种混沌噪声扰动的思想引入到了地震波形的优化反演中，通过加入混沌噪声算子来提高梯度下降算子的全局收敛能力，既保持了梯度下降的快速搜索能力，同时又具有逃出局部极值陷井的“动力”，模型试验表明，混沌噪声扰动的策略比常规的遗传算法和基于Logsitc混沌运动轨迹搜索的优化算法具有更快的运算效率，更少的主观控制参数，更易获得全局最优的结果。     

基于相空间重构的降雨时间序列降噪及预测研究

为解决降雨混沌时序预测精度较低的问题,基于相空间重构思想,引入改进的局部投影算法进行降雨时序的降噪;采用定性和定量的混沌特性判定方法,指出降雨时序具有明显的混沌特性.并在此基础上构建了基于最小二乘支持向量机的降噪、预测一体化模型并进行了多步预测实验.实验结果表明:降噪前后预测精度相差很大,表明噪声是造成混沌预测方法预测精度较低的主要原因.最后通过与其他预测方法比较,验证了所建立的混沌预测模型预测精度高、误差较小,可用于工程实际.     

复合材料层合板的多脉冲混沌动力学研究

利用非自治系统的广义Melnikov方法研究了受面内与横向简谐激励共同作用的四边简支复合材料层合矩形板的多脉冲混沌动力学行为。基于含有多个相互耦合非线性项复合材料层合板的二自由度非线性常微分运动控制方程,利用非自治系统的广义Melnikov方法,从理论上证明了复合材料层合板存在多脉冲混沌运动,并根据理论结果作了相应的数值模拟研究,进一步验证了所得出的结论。     

基于反馈控制几何理论的混沌系统同步方法

基于反馈控制几何理论提出了一种新的混沌系统同步方法。该同步方法的基本思想是在系统可以转化为规范型的前提下，由两个混沌系统的输出之差和输出的各阶导数之差构造误差方程，根据极点配置的方法设计反馈控制，实现两个混沌系统的输出同步，从而使两个系统的部分状态或全部状态同步。对CHUA电路的仿真结果证实了这种方法的有效性。     

混合不确定性下的结构可靠性分析方法

在工程实际中,部件或者系统的失效是由多失效模式引起的。针对变量和失效模式间复杂非线性相关问题,采用Copula函数进行建模。为了最大限度避免人为主观信息等带来的误差,利用最大熵方法分别近似极值响应的概率密度函数,在此基础上确定各自失效模式失效概率的最大和最小值。采用仿真和最大似然估计法相结合确定Copula函数中参数的最大和最小值。为了近似求解系统失效概率的最大和最小值,给出了相应的优化模型。算例分析表明该模型为混合不确定性及多失效模式相关下的结构可靠性分析提供新途径。     

基于形态小波理论和双谱分析的滚动轴承故障诊断

为了探索基于双谱估计流程的对包含高斯和非高斯成分的故障信号进行有效处理的方法,将非线性小波-形态小波引入到振动信号处理中来,并进一步完善形态小波理论,提出形态小波包分解与重构算法.通过形态小波包软阈值降噪实现非高斯信号高斯化处理,在此基础上,发展了3种形态小波包-双谱分析级联算法:形态小波包-双谱估计、形态小波包-Hilbert-双谱估计、Hilbert-形态小波包-双谱估计,该方法对故障信号的高斯和非高斯成分都能有效抑止,尤其是Hilbert-形态小波包-双谱估计算法,适应性强,处理效果更好.经过滚动轴承故障诊断试验,结果表明,基于形态小波包和双谱分析的算法,能够准确区分不同类型、不同程度的故障序列,并取得了良好的效果.