电报噪声作用下线性系统的随机共振

研究了当系统的阻尼率、固有频率和激励信号受色电报作用时,二阶过阻尼线性系统中的随机共振现象。通过线性系统理论和相关删去法,得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。系统平均输出幅度增益是电报噪声的强度、相关率、系统的阻尼率、固有频率以及激励信号的频率的非单调函数;适当的噪声参数和系统参数可以使有噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益;通过改变噪声参数和系统参数可以提高系统的输出幅值增益。此方法适用于电报噪声环境中线性系统的微弱信号检测。     

周期脉冲信号在阈值系统中随机共振特性研究

研究含有高斯白噪声的周期脉冲信号,通过阈值系统后的随机共振特性。在一定条件下因系统、信号、噪声的协同作用而产生随机共振现象,在某一最优噪声强度下获得最大的信号幅度放大及信噪比增益。讨论了仿真实验中一些有益的发现和可能的应用。     

周期脉冲序列在阈值系统中随机共振的研究

将混有加性高斯白噪声的周期脉冲序列通过阈值系统,对其传输性质进行理论研究.以输入-输出的信号幅度和信噪比增益来分析随机共振现象,通过调节各相关参数使系统、信号和噪声因协同作用而产生随机共振现象:在某一最优噪声强度下获得最大的信号幅度及信噪比的增益.     

高斯白噪声经过线性系统后的等效带宽特性研究

以随机信号经过线性系统理论为基础,研究了加性高斯白噪声经过滤波器后的带宽特性、等效带宽特性以及两者的关系,推导了以低通滤波器为例的线性系统的带宽和等效带宽公式。分析结果表明,等效带宽是说明线性系统滤波能力的一个重要参数,简单的使用带宽参数代替噪声等效带宽参数将使线性系统输出噪声功率的计算值增加,从而导致系统输出信噪比偏低,影响系统抗噪或滤波性能的评价。     

高斯白噪声经过线性系统后等效带宽特性研究

以随机信号经过线性系统理论为基础,研究了加性高斯白噪声经过滤波器后的带宽特性、等效带宽特性以及两者的关系,推导了以低通滤波器为例的线性系统的带宽和等效带宽公式.分析结果表明,等效带宽是说明线性系统滤波能力的一个重要参数,简单的使用带宽参数代替噪声等效带宽参数将使线性系统输出噪声功率的计算值增加,从而导致系统输出信噪比偏低,影响系统抗噪或滤波性能的评价.     

乘性色噪声和加性双值噪声作用下延迟双稳系统中的随机共振

研究了在乘性和加性色噪声以及加性非对称双值噪声作用下方波信号驱动的延迟双稳系统中的随机共振现象。基于小延迟近似,在绝热近似条件下推导出了系统输出信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)的解析形式。分析结果表明,随着双值噪声强度与非对称性参数、方波信号幅度以及乘性和加性色噪声强度的变化,SNR表现出了随机共振行为。随着延迟时间、色噪声相关时间和系统参数的增大,SNR作非单调变化。     

不同类型噪声作用下的随机共振

在对随机共振研究中,当系统参数和信号一定时,主要讨论白噪声对共振特性的影响,但是在实际系统中存在的噪声并非理想白噪声。为了更真实的反应实际系统,本文针对双稳系统,分别讨论了限带白噪声、窄带白噪声、高频白噪声、高次谐波作用下的随机共振特性。信号设定的频率为0.01Hz,所加噪声为理想白噪声,其频率范围为0～2.5Hz。仿真结果表明,双稳系统发生随机共振不仅与系统参数、信号幅度、噪声强度有关,而且与噪声的频谱分布有关。本文的结论拓展了随机共振的研究范围,对其应用有一定实际意义。     

具有乘性信号和随机频率的分数阶振荡器中的随机共振

为了快速监测和识别化学品火灾,基于傅里叶红外光谱仪搭建了火焰光谱测试平台,并在室内封闭条件下对丙烯腈、乙腈两种含氮化学品以及无水乙醇的火焰光谱进行了监测分析研究(光谱范围为600～8000 cm^-1)。结果表明,在相同的燃烧条件下,分子辐射强度由强到弱依次为丙烯腈、乙腈、无水乙醇。这是由于丙烯腈和乙腈燃烧会产生比无水乙醇多的H2O分子,而且丙烯腈燃烧会产生大量炭黑。在对这三种化学品的燃烧火焰光谱进行去噪平滑处理后,它们大幅相似,但在1650 cm^-1、1830 cm^-1、2857 cm^-1、3750 cm^-1波数处也存在高温含氮气体独有的区分。结果表明,利用傅里叶红外光谱仪监测含氮化学品火焰光谱辐射的研究可为增强我国化学品火灾快速识别与发现能力提供理论及实践依据。     

双模非高斯噪声背景下级联双稳态随机共振信号检测

针对随机共振(SR)以高斯噪声为研究背景的局限性,为了分析非高斯噪声对级联随机共振的影响且验证在双模非高斯噪声中级联随机共振的降噪及波形整形特性的可靠性,提出了级联双稳随机共振系统在双模非高斯情况下的微弱信号检测方法。输入信号在进行信号检测过程中,首先把概率密度函数作为随机共振现象的衡量指标,然后当系统处于最佳随机共振状态时,分析了非高斯参数、相关时间及噪声强度之间的关系。最后通过仿真证实,与一级SR相比,二级SR的噪声强度和相关时间的可用范围随着非高斯参数的减少不仅会得到增大,而且滤波特性、信号检测效果得到明显提高。     

用于微弱信号检测的随机共振系统设计

 随机共振(SR)作为一种能够利用噪声来提高系统输出信噪比的工具,近来得到越来越多的关注和研究.一个很大的问题是如何设计一个简单高效的SR系统.针对常见的微弱信号检测问题,我们分析了二值量化器和二值量化器阵列,推导出最优二值量化检测器和渐近最优阵列SR检测器,给出渐近最优阵列SR检测器的设计准则.根据理论分析结果,给出了鲁棒阵列SR检测器及基于噪声样本集合的参数选择算法,能够在未知背景噪声情形中获得较好的检测性能.     

Stochastic Resonance in a Harmonic Oscillator Fluctuating Intrinsic Frequency by Asymmetric Dichotomous Noise

The stochastic resonance phenomenon in a harmonic oscillator with fluctuating intrinsic frequency by asymmetric dichotomous noise is investigated in this paper. By using the random average method and Shapiro- Loginov formula, the exact solution of the average output amplitude gain （OAG） is obtained. Numerical results show that OAG depends non-monotonically on the noise characteristics： intensity, correlation time and asymmetry. The maximum OAG can be achieved by tuning the noise asymmetry and or the noise correlation time.     

偏置信号和噪声对单模激光随机共振的影响

为了研究激光系统的性质,采用色抽运噪声和实虚部关联的量子噪声驱动的单模激光损失模型,用线性化近似方法,对单模激光系统的输出光强信噪比进行了理论分析;并具体分析了调制信号振幅、低频调制信号频率、高频载波信号频率、量子噪声强度、抽运噪声强度以及量子噪声实部、虚部间的关联系数对系统随机共振的影响。结果表明,信噪比随激光系统净增益系数存在随机共振现象。此结果对优化激光动力学提供了理论依据。     

随机共振研究现状及其发展趋势

随机共振是一种常见于非线性系统中由适当噪声引起的系统最优响应现象,其理论与研究成果被应用于多个领域。与传统的噪声有害观点相反,随机共振现象反映了噪声的积极作用。而有关随机共振问题的研究已成为热点,文中针对近期随机共振的一些研究理论和应用成果进行了全面回顾,并对随机共振研究发展趋势进行了展望。     

Stochastic Resonance in Bistable System Subject to Multiplicative and Additive Noise

In this paper, a simulation model of bistable system subject to multiplicative and additive noise is built on the basis of the theory of stochastic resonance(SR). SR phenomenon appears in the system subject to multiplicative and additive noise when a single signal transmits in the system. The output waveforms and the power spectrums at different frequencies are compared. The impact of the intensity of multiplicative and additive noise on the bistable system is discussed. It is found that this simulation model can upgrade the quality of the signal processing and the noise intensity can be effectively used for improving the effect of SR.