基于耦合Van der Pol-Duffing系统的微弱信号检测研究

传统方法检测微弱信号具有一定的困难,利用混沌振子对微弱信号敏感以及对强噪声具有良好免疫力的特性,提出基于耦合Van der Pol-Duffing振子系统检测微弱信号的新方法。对比不同参数下耦合系统的动力学行为,通过分岔图和二分法确定临界阈值,保证阈值搜索速度和阈值精度。阐述基于相图的微弱信号检测原理,通过从混沌态到周期态的转变成功检测淹没在强噪声中的微弱信号,信噪比门限达到–30 d B。同时考察不同精度幅值下噪声对系统状态的影响,不同频率信号以及相移对检测的影响。仿真结果表明,该耦合系统在强噪声条件下对微弱信号敏感,用于检测微弱信号是可行的。     

超导电阻测量系统设计

要本文通过对超导电阻特性的分析研究,提出了一种基于微弱信号检测的超导体电阻测量的新方案。论述了微弱信号检测应用于超导电阻测量的可行性。系统通过微弱信号检测中的相关检测方法实现超导电阻信号的提取,尽可能的去除噪声信号。并采用TMS320VC5509A进行信号处理,通过软件编程实现相关检测,提高信号质量。系统运行稳定,并充分显示出了自身在超导体电阻测量等微弱信号检测方面的优越性。     

基于改进Duffing理论的轴承微弱故障信号判断

分析了传统Duffing振子混沌系统的基本理论对检测微弱信号的不足,给出了基于改进之后的Duffing振子检测微弱信号的新方法。改进后的方法能够弥补传统方法对系统固有频率的限制,检测具有较大固有频率的微弱信号。本文主要利用传统方法和改进方法分别对轴承外圈故障信号进行验证性分析,发现改进方法能更好的找出微弱故障信号。通过对仿真信号分析和轴承故障诊断实验,结果验证了本文方法的有效性。     

强噪声背景下的微弱信号检测新方法

提出了新的强噪声背景下的微弱信号检测方法,设计了一种硬件与软件相结合的实现方案。采用经典的仪表放大技术和单片机控制技术对数据进行检测和处理,并通过虚拟仪器技术仿真和显示,为解决热释电红外探测器中µA级微弱信号的检测提供了十分有效的方法。该系统通过实验对模拟低频微弱信号的检测,充分显示了它在微弱信号检测方面的实用性和优越性。     

基于非线性耦合双稳态随机共振的轴承微弱故障信号增强检测方法研究

针对滚动轴承微弱故障信号难以检测的难题,提出一种基于新型非线性耦合双稳态随机共振模型的轴承微弱故障信号增强检测方法。噪声背景下,随机共振可以实现微弱信号的增强输出,提高微弱信号特征的检测。提出的非线性耦合双稳态系统是由两个单一双稳态系统经非线性方式耦合而成,通过分析耦合系数、阻尼系数随着噪声强度改变的信噪改善比响应特性曲线图研究了不同参数对随机共振现象的影响。结果表明,耦合双稳系统比单一双稳态系统具有更强随机共振现象的产生。最后采用模型对轴承故障微弱信号进行了增强检测应用,所提出的非线性耦合双稳态随机共振能够实现在复杂的噪声背景下对微弱故障信号的检测。     

纳米光栅微陀螺前置放大电路的设计与分析

针对纳米光栅微陀螺输出微安甚至皮安级的微弱电流信号,设计微弱电流信号的前置放大电路,研究微弱电流信号检测与电路稳定性的理论,提出一种低成本、低噪声、高信噪比的微弱电流检测方法,即高阻型的I-V转化法,并给出高阻型I-V转化电路的响应带宽计算公式以及电路稳定性的分析方法。通过搭建测试台,对电路性能及功能进行实际测试。实验结果表明:该电路可对皮安级的微弱电流信号进行检测放大,电路灵敏度为10 mV/pA,最大检测误差为1.5%(当输入微弱电流值10 pA时),满足纳米光栅微陀螺的微弱电流检测的需求。     

基于变尺度频移带通随机共振的多频微弱信号检测方法

针对噪声背景下多频微弱信号检测难题,提出一种基于变尺度频移带通随机共振的多频微弱信号检测方法。首先对信号不同频段进行频率变尺度二次采样压缩处理,使每个频段满足随机共振条件。再经过随机共振系统使多个微弱信号频率成分分别得到增强,各段增强信号在合成前对各个频段的共振输出进行带通滤波处理,只保留增强段的信号成分。最后将得到的分段加强信号进行合成,实现多频微弱信号的检测。仿真和实际信号分析结果表明,所提方法简单易行,很好地实现了多频微弱信号的检测,能有效提高信噪比,具有良好的工程应用前景。     

基于频率控制的自适应随机共振系统研究

研究双稳Duffing系统随机共振产生机理,针对不满足绝热近似条件的大参数信号,提出基于频率控制自适应随机共振微弱信号检测系统,实现对未知大频率微弱信号检测。仿真结果表明,该系统能实现大频率信号随机共振,较传统随机共振系统精度及系统输出信噪比均极大提高,并能扩展其在微弱信号检测领域的应用。     

基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测研究

针对强噪声背景下微弱信号难以检测的难题,提出基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测方法。多稳随机共振系统比双稳随机共振系统具有更好的微弱信号检测能力,为强噪声背景下微弱信号的检测提供了新方法。首先对大频率信号进行尺度变换使之满足随机共振条件,将频率压缩后的信号通过多稳系统,调整参数使其发生随机共振得到信号的频谱特征,并与双稳随机共振方法得到的特征频率进行比较,仿真和实例结果均表明:相同条件下,多稳随机共振方法比双稳随机共振方法得到的频率准确,可以增强信号的幅值,有效地检测出被噪声淹没的微弱信号。     

一种基于DSP的测量微弱光电信号的方法

采用相关检测原理设计并基于DSP的双相位锁相放大技术,设计了一种光电信号检测的方法,特别是针对背景噪声比较大的微弱光电信号,它具有很高的灵敏度。从应用的角度研究了微弱光电信号的检测原理,讨论其应用于DSP技术的双重锁相结构的优点,消除了参考信号和待测信号相位差不确定性的影响。实现了对微弱光电信号的实时在线检测。     

正弦函数基原子库微弱被动鱼声信号的稀疏检测

为实现海洋环境中微弱被动鱼声信号的检测,针对单频正弦信号稀疏分解用于微弱信号检测的局限性,采用正弦函数基拟合被动鱼声信号,构建不同幅值、频率和初相位的正弦波信号作为过完备原子库,通过稀疏分解,检测出淹没在强噪声环境中的微弱正弦信号的幅度、频率和初相位参数,从而恢复出待检测的被动鱼声信号。实验表明:该项技术在-40 d B条件下可以实现任意形式的鱼声信号检测。     

一种强噪声背景下的微弱信号检测的新方法

基于自适应滤波算法对小波滤波器的构造方法进行了研究,重点在于解决对强噪声环境下微弱信号提取所需要的小波变换的子带自适应滤波器的构造,把小波变换技术和自适应滤波技术应用于微弱信号的检测。提出基于自适应小波变换的心电信号的检测,利用小波变换的子带编码理论,通过在多个子带权值的自适应匹配,回复后拟合微弱信号。仿真结果表明,该方法可进一步改善信号的检测能力,在检测微弱信号的特征和改善信噪比方面是一种十分有效的方法。     

微弱信号检测的基本原理

本文简单叙述了微弱信号检测时的发展史,介绍了过滤检测,相关检测和统计检测的各种方法,并涉及了在非高斯干扰背境下微弱信号检测的某些局部最佳检测结构,最后指出了微弱信号检测领域所须重视的课题。     

双稳随机共振降噪下的经验模式分解研究

研究了强噪声混合条件下微弱信号的经验模式分解(EMD)问题,提出了一种基于随机共振降噪的EMD分解方法。该方法利用随机共振在微弱信号检测方面的独特优势,首先对有噪微弱信号进行随机共振输出,微弱信号得到降噪和加强后,再进行EMD分解。在仿真实验中,对随机共振输出前后的信号分别进行EMD分解,分析结果表明该方法不仅能够提高原始信号的信噪比,有效检测出被噪声淹没的微弱信号从而提高了EMD分解的质量,同时减少了EMD分解的层数,提高了运算效率。     

滑动去趋势分析在机械故障诊断中的应用

研究滑动去趋势波动分析（Moving Detrended Fluctuation Analysis, MDFA）方法,得到信号时间序列的标度指数。在信号的突变点处,标度指数大幅度的波动,而在无故障处,标度指数只是在一个小范围内上下波动,因而MDFA方法可以检测工程信号中的突变。本文采用MDFA方法对齿轮和轴承因突变故障得到的信号进行仿真试验,分析结果证明了MDFA方法在旋转机械突变故障诊断中的有效性。     

基于耦合Duffing振子的微弱故障信号检测

针对传统信号处理方法在低信噪比条件下对微弱信号检测的不足,提出一种对双Duffing振子进行阻尼项耦合的方法,通过对此系统进行动力学分析,比单个Duffing振子具有更加复杂的动力学行为。阐述了基于相平面变化的微弱信号检测原理,对时间进行尺度的变换,实现了未知频率信号的检测,最后对微弱脉冲信号进行检测以及真实的故障轴承的早期诊断,取得了较好的效果,该方法在无线通信、雷达系统、旋转机械早期故障诊断等领域具有广阔的前景。     

强噪声背景下的经验模式分解研究

研究了强噪声混合条件下微弱信号的经验模式分解(EMD)问题,提出了一种基于随机共振降噪的EMD分解方法.该方法利用随机共振在微弱信号检测方面的独特优势,首先对有噪微弱信号进行随机共振输出,微弱信号得到降噪和加强后,再进行EMD分解.在仿真实验中,对随机共振输出前后的信号分别进行EMD分解,分析结果表明该方法不仅能够提高原始信号的信噪比,有效检测出被噪声淹没的微弱信号从而提高了EMD分解的质量,同时减少了EMD分解的层数,提高了运算效率.     

静态随机共振的非高斯噪声中瞬态信号小波域Power-Law检测

研究非高斯噪声中微弱瞬态信号的检测。利用静态随机共振方法对微弱信号进行处理,使瞬态信号的信噪比得到增强。在小波域建立了新的Power-Law检测器。通过仿真实验对比发现,在相同的信噪比和虚警概率下,采用提出的方法可以得到更高的检测概率。     

基于双耦合混沌振子变尺度微弱信号检测方法研究

以双耦合Duffing混沌振子为研究对象,提出了一种基于双耦合Duffing混沌振子与变尺度相结合的微弱信号检测新方法。分析了双耦合Duffing混沌振子检测微弱周期信号的原理。利用变尺度方法,克服了Duffing振子检测微弱周期信号受频率限制的缺陷。通过双耦合Duffing混沌振子系统与单Duffing混沌振子系统进行比较,表明双耦合Duffing混沌振子系统具有明显的优越性。该方法用于检测任意多频微弱信号具有明显优势。     

一种新的井下无线通信中的弱信号检测技术

瓦斯的存在对井下正常作业造成极大的危害,近年来井下安全的研究越来越多受到人们关注,特别是对井下瓦斯信号的检测。针对井下极其复杂的环境以及瓦斯信号非常微弱的现状,摒弃传统微弱信号检测的缺点与不足,提出一种基于互相关检测器的瓦斯信号检测法,并设计一种基于msp430与互相关的瓦斯信号检测系统。