基于双耦合改进型混沌振子系统的弱信号检测

介绍传统的单Duffing混沌振子系统检测微弱信号的原理。传统混沌检测弱信号方法中,在强噪声环境下检测弱信号时系统易出现相位变化不稳定、抗噪性需进一步增强等问题。针对这些问题,本文提出基于双Duffing耦合改进型振子系统来对强噪声环境下的弱信号进行检测的方法,并用此方法对强噪声下的微弱正弦信号进行检测仿真。通过仿真得出双耦合改进型混沌振子系统能够更好地检测强噪声环境下的弱信号,对噪声有着更好的抑制作用。     

混沌振子弱信号能量检测方法

提出了一种Duffing弱信号能量检测方法.通过能量算法对不同状态下Duffing振子的频率分布特性进行分析,得到了一种基于瞬时频率的Duffing振子状态判别方法,并进一步给出了相变判别阈值的设定准则,且对检测算法的抗噪性和实时性进行了分析.仿真实验表明,该方法的计算量和实时性比传统相变判别算法有明显的改善,可满足强噪声背景下微弱信号的快速检测要求.     

Duffing混沌弱信号检测系统分析及电路实现

采用Melnikov方法,对广泛使用的Duffing混沌弱信号检测系统进行了分析。通过Matlab软件实现了数值仿真分析,利用Multisim实现了电路仿真分析。设计制作了Duffing混沌实际电路板,通过调试得到了较为理想的检测性能。电路试验结果验证了Duffing混沌弱信号检测系统可以通过电子线路实现。该系统对Duffing混沌弱信号检测系统的实际工程应用具有促进作用,对其他混沌弱信号检测领域的进一步研究具有较高的参考价值。     

基于伪哈密顿量的变尺度Duffing振子弱信号检测

针对强噪声背景中微弱工程信号检测问题,在传统检测方法基础上,提出了基于伪哈密顿量的变尺度Duffing振子弱信号检测方法。待测高频工程信号经尺度变换为固定低频信号,从而唯一确定了相变阈值,并克服了传统方法中低频参数信号的限制。搭建自相关和小波阈值变换联合去噪系统,避免了噪声对检测结果的不利影响。构造Duffing系统伪哈密顿量实时地表征系统动力学行为,解决了定量判断系统状态时计算量大、效率低的难题。仿真测试表明,该检测方法可以快速检测任意频率、任意相位的低信噪比周期信号,改善了湮没在强噪声下的微弱信号检测技术。     

基于变步长阵发混沌的ZPW-2000低频信号检测方法研究

针对常规混沌阵列检测轨道移频信号所带低频信息存在复杂度高和精确性低的问题,对常规方法进行改进,提出了一种基于变步长阵发混沌的低频信号检测方法,该方法只运用一个Duffing振子,通过设置一组步长可以覆盖整个待检测低频信号所在频段的序列,来实现对轨道低频信号的检测。结合Duffing混沌系统检测信号的优越性,分析了利用变步长阵发混沌法检测低频信号的可行性,给出了此方法检测低频信号的步骤,并从理论上计算了可发生阵发混沌的步长序列,然后利用Matlab/Simulink搭建仿真模型进行仿真验证。结果表明,可用变步长阵法混沌法对低频信号进行检测。最后再利用阵发混沌周期法对仿真结果进行进一步研究,得出精确的低频信号。变步长阵发混沌法的检测性能在精确性及系统复杂度方面都优于传统的轨道低频信号检测方法,并且可以实现低信噪比下低频信号的检测。     

基于Simulink连续系统仿真驱动噪声生成

对噪声驱动的连续系统仿真,由于连续系统往往含有积分运算,不能直接输入通常的噪声信号,必须产生适合的输入信号.针对这种情况,研究了噪声驱动的连续系统仿真时的噪声生成问题,得到了输入噪声信号表达式;分析了Simulink中噪声源模块产生的数据,提出利用Simulink白噪声模块构成的等效带限白噪声模型来产生连续系统仿真需要的典型噪声;通过分析比较认为,Simulink带限白噪声模块和等效带限白噪声模型的参数意义不同但两种方法等价,能够产生连续系统仿真需要的输入信号,为噪声驱动的连续系统仿真研究奠定了基础.     

改进的Duffing振子逆相变弱信号检测

针对传统Duffing振子检测系统在正向相变时容易受过渡带影响并且噪声对检测系统也会产生影响的问题,提出融合高阶累积量和Duffing振子的逆相变混沌检测方法。该方法首先利用Lyapunov指数方法计算检测系统的临界阈值 γ_d,令检测系统的周期策动力为 γ_d,其次对待检信号通过计算其高阶累积量进行预处理,能够降低噪声功率,并得到谐波信号的幅度变化规律;然后,将经过预处理的待检信号输入至检测系统,利用Lyapunov指数得到在逆相变发生时对应的周期策动力幅值;最后,根据逆相变发生前后所对应的周期策动力幅值之差,计算出待检信号的幅值及检测信噪比。仿真实验结果表明所提方法可用于-50.97 dB信噪比下微弱正弦信号的检测,相比较传统的Duffing振子检测系统具有较好的检测效果。     

噪声对基于Duffing方程弱信号检测的影响研究

针对利用混沌临界状态检测弱信号时存在误判、效率低和误差的问题,建立并分析了Duffing方程的基本形式;阐述了基于混沌信号相平面变化进行弱信号检测的工作原理;研究了混沌临界状态检测法中噪声对检测性能的影响,仿真发现了小信号条件下二维双稳非线性系统的随机共振现象,为提高强噪声背景下检测信号的信噪比奠定了一定的基础,为利用随机共振技术检测弱信号提供了一条新的途径。     

基于统计方法的混沌Duffing振子弱信号检测与估计

本文研究了混沌Duffing振子在弱信号检测系统中表现出的统计特性,说明了Lyapunov指数的统计特性与弱信号检测和估计之间的关系.之前的一些研究表明,混沌系统可以用于弱信号的检测,并将Lyapunov指数作为判定混沌状态的确定性依据.但本文的研究工作表明,弱信号检测系统中的Lyapunov指数存在一定的统计特性,将其作为信号检测判据需要考虑更多因素.因此,本文从理论上分析了混沌弱信号检测系统的Lyapunov指数存在的统计特性,并利用仿真数据建立了统计模型,确立了混沌检测系统的虚警概率和检测概率的计算方法.进而推导出了策动力阈值门限的选取公式和弱信号检测信噪比,给出了信号幅度估计的方法.实验结果表明,混沌弱信号的检测和估计性能与采样时间和采样间隔密切相关,可以采用统计信号检测的理论来衡量其性能.     

基于Duffing振子的DSSS信号载波检测方法

基于Duffing混沌振子检测微弱信号方法,提出一种DSSS/BPSK信号载波检测的新方法.该方法先介绍了Duffing振子检测微弱信号的技术.接着利用Duffing振子对小周期信号的敏感性和对噪声的免疫力,对DSSS/BPSK信号进行非线性平方变换能够检测出淹没在强噪声背景中的正弦信号.仿真结果表明.该方法能够在信噪比很低的情况下检测出DSSS/BPSK信号.而且性能良好.