含分数阶导数项的随机Duffing振子的稳态响应分析

本文对一个含有分数阶导数项阻尼的、Gaussian白噪声激励下的Duffing振子进行了稳态响应分析。首先,基于能量平衡理论,运用等效线性化方法,计算等效系统的线性阻尼及自然频率,建立统计意义下的等效线性化系统。然后,利用平均法建立随机Ito方程,得到随机响应的Markovian近似;给出描述振子振幅概率密度函数演化的Fokker-Planck方程,并得到它的稳态解。进一步,对于含有响应振幅的等效线性系统,借助由Laplace变换得到的转换函数,得到原系统的条件功率谱密度,结合振幅的稳态概率密度作为权重函数,给出原系统功率谱密度的估计,以及响应的统计量的估计。数值模拟的结果说明所提出的功率谱密度的近似解析表达式是可靠的,它甚至适用于Duffing振子具有强非线性回复力的情形,因为它可以较好的表现出功率谱密度共振频谱加宽及多峰现象的出现。     

一种新的自适应量化数字音频水印算法

文章中提出了一种新的自适应量化数字音频水印算法，该算法首先将视觉可辨的二值水印图像降维成一维水印序列，并对水印序列进行随机置乱与BCH纠错编码，再将原始数字音频信号划分成音频数据段，最后选择音频段进行快速傅立叶变换(FFT)，并依据人类听觉系统(HAS)模型自适应确定量化步长量化FFT系数嵌入水印信息。该算法提取水印信息时不需要原始数字音频信号。仿真结果表明：该自适应量化数字音频水印算法不仅具有较好的透明性，而且对诸如叠加噪声、有损压缩、低通滤波、重新采样等攻击均具有较好的鲁棒性。     

双层圆柱壳体水下振动噪声结构传递路径分析

为了实现水下双层圆柱壳体噪声源及传递路径的识别、量化，建立了水下结构振-声传递路径分析（TPA）模型，模型借助互谱技术、平均技术及加窗来进行频响函数估计，并结合正则化方法改善频响函数矩阵求逆的病态问题。进行了双层圆柱壳体水下振动-声辐射试验，实现噪声与结构振动数据的同时基采集。编制TPA程序计算得到合成噪声响应与实测结果吻合很好，利用频谱贡献云图及数据对比的方式分析了传递路径对壳外目标点噪声的贡献，结果与分布运转法所得一致，进而从传递路径的角度找出了对壳外噪声起主导作用的环节。可见，建立的水下双层圆柱壳体结构振-声TPA方法可以有效地识别、量化主要噪声源和噪声的传递路径，并且能够指导水下噪声实时预报和采取针对性的减振降噪措施。     

噪声扰动下RLC串联谐振电路随机共振的数值研究

采用四阶Runge-Kutta算法，以信噪比增益和谱功率放大率为随机共振测度指标，研究了电容参数和激励信号均受高斯白噪声扰动时RLC串联谐振电路的随机共振现象。研究表明，欠阻尼RLC串联谐振电路在适当的电路参数、激励信号频率和噪声参数条件下，信噪比增益和谱功率放大率是噪声强度和输入信号频率的非单调函数，且其值均大于1，电路中存在随机共振现象；而在临界阻尼或过阻尼情况下尽管信噪比增益在一定条件下也是噪声强度和输入信号频率的非单调函数，但谱功率放大率取值小于1，电路发生了随机共振现象，改善了信噪比，信号能量却并未得到加强。这一结论使得将欠阻尼RLC串联谐振电路应用于微弱信号检测成为可能。     

双稳系统噪声特性的分析与弱信号检测的研究

研究了噪声通过双稳系统其能量向低频区集中的频谱特性，并根据绝热近似理论，得出只有在噪声能量集中的低频区域才能产生随机共振(SR)主谱峰的结论。提出频率压缩变换的SR方法，分析了绝热近似SR技术在大参数条件下从强噪声中检测弱信号的应用。仿真结果表明，只要双稳系统输入端的信噪比不低于-30 dB，且实测采样频率不小于弱周期信号频率的50倍，就可由双稳系统的响应谱得到弱周期信号频率处的SR谱峰值特征。达到识别弱信号的目的。     

导电梁在磁场中的磁弹性随机振动

根据磁弹性基本理论和连续体的随机振动理论，得到了在外加磁场中通有随机电流的梁的磁弹性随机振动方程。给出了导电梁在耦合场中的洛伦兹力及力矩，并将洛沦兹力的耦合项假设为梁的一种阻尼，另一部分假设为随机分布载荷，对梁的位移响应进行了分析。以简支梁为例，分别得到了外加磁场中通入平稳和非平稳随机电流时简支梁的位移响应的均值、自相关函数、功率谱密度函数等数字特征。最后以一个通有理想白噪声平稳随机电流的简支梁为实际算例，对其位移响应的功率谱密度函数进行了计算。图形形状的改变表明了耦合项对梁的功率谱密度函数的影响，据此可知通过控制随机电流和磁场可以达到控制梁的随机振动的目的。     

相关偏置信号调制噪声和加性噪声驱动线性系统随机共振

研究了偏置信号调制噪声和加性噪声驱动线性系统的随机共振现象。根据线性系统理论,得到了系统输出信噪比的精确表达式。研究结果表明：系统输出信噪比是系统衰减常数、调制信号偏置参数、信号调制噪声强度和加性噪声强度的非单调函数。同时,系统输出信噪比随两种噪声的相关强度成非单调关系。     

浅谈数字音频信号纠错技术

数字音频系统之所以在音质方面优于模拟音频系统，在相当大程度上归功于它巧妙的编码方式，它在数字音频信息上附加最小的冗余信息就可以达到满意的纠错效果，这种“防患于未然”的作法是模拟系统所无法比拟的。一、为什么要对数字音频信号进行纠错处理１、数字音频信号出现误码的必然性数字系统的最大优点是不怕系统造成的失真和噪声，而最怕数字信号的丢失和出错。这是因为数字化后的音频信号已变成了脉冲信号，而数字电路可以轻而易举地消除这些失真和噪声，例如由于噪声引起的脉冲波形不平整可由限幅器来切平；电机旋转不匀所产生的抖晃…     

原子磁力仪灵敏度标定方法研究

为了评价和对比原子磁力仪的实际性能指标,梳理了四种常见的原子磁力仪灵敏度指标标定方法:均方根幅度谱、噪声功率谱密度、基于线宽和信噪比的本征灵敏度、原子散粒噪声限。针对四种方法,采用非线性磁光旋转铷原子磁力仪的实测数据进行对比分析。分析结果表明,噪声功率谱密度是原子磁力仪灵敏度最适用的标定方法,能够真实反映原子磁力仪的实际性能指标。     

一种低信噪比环境下的语音端点检测算法

端点检测技术是语音信号处理的关键技术之一，为提高低信噪比环境下端点检测的准确率和稳健性，提出了一种非平稳噪声抑制和调制域谱减结合功率归一化倒谱距离的端点检测算法。该算法首先通过抑制非平稳噪声再采用调制域谱减消除残余噪声来提升信噪比，减少语音失真。然后再提取每帧信号的功率归一化倒谱系数，计算每帧信号与背景噪声的功率归一化倒谱距离。最后将该倒谱距离作为检测参数，采用双门限判决方法进行端点检测。实验结果表明，该端点检测算法对语音帧和噪声帧具有较好的区分性。此外，在低信噪比环境下，所提出的算法对于不同类型的噪声都具有较好的稳健性。