参数调节随机共振与信号处理的研究——在四进制基带PAM信号传输中的应用

依据非线性双稳态系统的性质，提出了系统参数调节应满足的条件。给出了当输入信号为等
概率的四进制脉冲幅值调制（PAM）时，系统输出理论渐近误码率计算公式。为使误码率最小，根据系统
输入输出的非线性关系，给出了输入信号幅值的选取方法。数字仿真实验证实，参数调节随机共振系统可
以有效传输四进制PAM信号。对系统输出非稳态概率密度的表达式的研究可以使理论分析结果更符合实际
情况。     

基于随机共振原理的低频弱信号检测方法研究

介绍了双稳系统,讨论了产生随机共振的条件以及输出频谱的特性。针对原双稳系统不能检测中低频率信号的问题,利用参数变换原理,推导出了一种新的模型,阐述与分析了该模型的参数变化对输出混合信号的影响。模型相对于经典双稳系统模型降低了对输入的要求。     

延迟双稳系统中乘性和加性噪声诱导的随机共振

在双稳系统基础上,基于随机共振(SR)理论,研究非对称双值噪声、方波信号以及乘性和加性噪声驱动的延迟双稳系统中噪声强度、噪声相关时间、方波幅度对系统输出信噪比(SNR)的影响.在绝热极限条件下,利用小延迟近似,得到系统输出信噪比的表达式,给出SNR随噪声强度、噪声相关时间以及方波信号幅度的变化曲线.结果表明,SNR与双值噪声的强度和非对称性、与乘性和加性噪声的强度以及与方波信号的幅度关系都表现出SR现象.SNR随延迟时间、色噪声的相关时间及系统参数的变化而非单调变化.     

随机共振参数的自适应调整策略与性能分析

针对非线性随机共振技术受信号的幅度、频率、噪声强度和系统参数等因素的制约和影响,提出了一种快速、有效的随机共振系统参数自适应调整策略. 对于输入信号和噪声的时变特性,新方法能自适应调节采样频率和系统参数,不仅有效防止了随机共振处理过程中的数据溢出,而且保证了对接收信号的最佳随机共振处理,使输出信噪比始终处于最大值. 仿真结果验证了新方法的有效性.     

随机共振应用于大频率周期性弱信号检测

研究了利用随机共振检测强噪声背景下的大频率周期性弱信号.利用时序步进采样将大频率待测周期性弱信号的频率降低,再利用非线性双稳态系统的随机共振强烈压制伴随大频率信号的噪声,同时信号由于其稳定的周期振荡行为从噪声背景下凸现出来.研究结果表明该技术在检测强噪声背景下的大频率周期性弱信号方面具有明显的优势,且能够大幅度地提高利用随机共振检测弱信号的频率.     

基于广义随机共振的Chirp信号检测性能分析

为便于提取多个chirp信号叠加噪声模型中目标chirp信号的参数信息,本文研究了该混合信号激励过阻尼双稳系统的随机共振现象。但由于chirp信号在频域能量的非聚焦性,传统刻画随机共振的信噪比指标失效。因此,基于chirp信号在分数阶傅里叶变换域上的能量分布特性,对非线性随机动力系统的畸变输出信号进行变换域上的最优滤波,给出最优分数阶傅里叶变换域上的信干比定义形式,并以此作为目标chirp信号经过系统后的性能增益的度量和广义随机共振现象的判别依据。数值仿真结果表明,在存在多个chirp信号驱动的过阻尼双稳系统中,当目标chirp信号或噪声能量不足以激发粒子跃迁时,干扰chirp信号能在一定程度上协助粒子发生跃迁,产生协同随机共振现象,从而提高对目标chirp信号的检测性能。     

基于神经网络的自适应相位纠偏器在电液伺服系统中的应用

针对电液伺服系统正弦响应中存在相位滞后的现象,基于Adaline神经网络,使用LMS自适应滤波算法设计了自适应相位纠偏器(APC)。当响应信号对输入信号有相位滞后时,利用LMS算法对神经网络的权值进行调整,经加权后的输入信号作用于控制系统,从而消除相位滞后。该方法并不需要对控制对象进行辨识,能保证控制系统的实时性。仿真和试验结果表明,自适应相位纠偏器能有效消除相位滞后,快速跟踪输入信号。     

基于SNR法的自适应随机共振系统的研究

该文应用随机共振对微弱信号检测的原理,在研究非线性双稳系统及双稳系统随机共振频谱的基础上,利用傅立叶变换频移特性及设计了非线性大频率随机共振系统及其控制系统电路。并通过模拟工程实际,提出了简单的自适应算法,验证了其对于微弱信号检测的有效性。     

电液伺服系统加速度失真非线性补偿控制策略

分析了电液伺服系统的死区非线性特性及其对系统性能的影响,由于系统死区非线性的存在,正弦信号输入时系统加速度输出中出现高次谐波,使系统加速度输出严重失真,为此提出了基于死区补偿和自适应噪声消除原理等非线性补偿控制策略,仿真分析表明该方法是有效的。     

误差反馈对随机共振非线性系统性能的影响

该文讨论了在非周期信号驱动下,误差反馈对随机共振双稳态非线性系统滤波输出的影响.该文首先导出了势函数和动态概率密度函数,并采用由动态概率密度函数定义的误比特率来衡量随机共振双稳态非线性系统在二进制随机信号下的滤波性能.最后通过理论分析与仿真实验验证所得结果的正确性.该文旨在研究误差反馈对随机共振系统输出的影响,针对不同...     

指数可调双稳态系统的参数调节随机共振

在指数可调双稳态系统的基础上，利用参数调节随机共振方法，研究了可调指数变化对二进制脉冲幅值调制（PAM）信号传输系统性能的影响。算例中利用一个系统输出概率分布的近似表达式，给出了系统误码率随可调指数的变化曲线。数值仿真试验结果表明，适当选择指数可以大大提高系统从噪声中分辨出有用信息的能力。理论误码率和仿真试验中实际误比特率的对比结果表明，该近似处理方法是有效的。     

一种基于线性系统随机共振的弱信号检测方法

从工程中经常碰到的噪声背景下弱信号检测的实际需求出发,提出一种基于线性系统随机共振的弱信号检测方法,与传统的非线性系统随机共振相比,此方法计算量小、检测速度快。采用MATLAB配用的SIMULINK软件,建立线性系统随机共振仿真模拟图,通过调节系统参数或噪声强度,使系统噪声及激励信号达到最佳匹配,从而实现弱信号的检测。仿真结果表明该方法具有可行性。     

归一化局部最优处理器中随机共振现象的判定研究

为提高静态非线性系统的性能,本文依据局部最优处理器的结构,对给定的局部最优处理器中的随机共振现象进行了深入研究,给出了给定的局部最优处理器中产生随机共振现象的判定定理。利用对于周期弱信号,局部最优处理器具有最大输出信噪比,且其信噪比增益就是噪声概率密度函数的Fisher信息量这一关系和Fisher信息量的卷积不等式,并给出实际例证,结果表明,当向原始信号中加入额外噪声时,更新的局部最优处理器不能进一步提高输出信噪比。该结论为进一步将随机共振理论与非线性信号处理实际问题相结合提供了理论依据。     

色噪声作用下线性系统的随机共振

研究了当系统的固有频率和激励信号受色噪声作用时,过阻尼二阶线性中的随机共振现象。通过线性系统理论和相关删去法方法,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色噪声的强度和相关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度增益。该方法适用于色噪声环境中线性系统的微弱信号检测。     

基于随机共振的微弱高频CW信号检测技术研究

针对强噪声背景下基于时频分析的高频CW信号检测算法性能严重下降,提出一种基于非线性双稳随机共振的微弱CW信号检测方法。该方法将CW信号调制到低频端,借助随机共振模型进行滤波,再进行WVD变换与Hough变换,从而将CW信号的检测问题转换为参数空间 (ρ,θ)的峰值检测问题。实验结果表明,该方法能够在强噪声背景下有效提取CW信号,可用于指导高频CW电报自动接收设备的研制。     

双频率信号驱动下的随机共振

用数值方法研究了白噪声背景下的双频率信号在双稳系统中的随机共振行为,计算结果表明：利用非线性系统的随机共振,可以提高信噪比。     

变步长随机共振的微弱周期信号检测

在以朗之万方程建立的随机共振数学模型中,现有文献在求解该数学模型时都将计算步长取固定值,文章通过理论分析说明了固定步长的缺陷,提出了调节计算步长的检测方法。以双稳态随机共振系统为基础,把计算步长作为可调参数来讨论其对随机共振的影响,结果表明调节计算步长能有效地提高被检测信号的检测率。     

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。     

应用随机共振进行海洋噪声背景下的信号检测

通过对海洋噪声特性的研究,将其理想化为一个Lorentz色噪声和若干拟周期干扰成分的混合,继而基于参数调节随机共振理论的结果对系统参数进行优化,对系统输出应用后处理方法,形成一套完整的信号处理方法.数值仿真表明,随机共振处理结果优于低通滤波器的处理结果,随机共振系统处理宽带随机干扰情况有优势.     

基于组态王通讯协议的串行通讯系统的设计

基于单片机开发的测控产品许多都需要与上位计算机进行串行通讯,实现在上位计算机上对现场的数据实时监控。采用组态王上位监控软件的串行通讯协议,设计了基于单片机的串行通讯硬件、软件系统。经过测试,通过此串行系统上位计算机可以实时监控现场的数字输入信号、数字输出信号、模拟输入信号、模拟输出信号等数据。