混沌干扰背景下的正弦频率估计新方法

提出一种基于单变量驱动误差滤波反馈混沌同步的强混沌背景下正弦参数估计的方法。该方法利用采样的混合信号(混沌加白噪声和正弦)通过某一类型滤波器,用滤波后信号驱动一新构建的同类响应混沌系统,若混沌同步发生,则驱动响应信号的误差序列中应含有正弦成分,对误差序列采用互谱MUSIC算法估计正弦频率。该方法适于强混沌信号加强白噪声为背景的正弦参数估计。仿真实验表明,该方法简单有效。     

基于驱动响应同步的混沌背景下谐波信号频率估计方法

提出一种基于混沌驱动响应同步的强混沌背景下谐波频率估计的方法.该方法利用采样的混合信号(混沌加谐波)驱动一新构建的同类响应混沌系统,若响应混沌系统同步于驱动混沌信号,则驱动响应信号的误差序列中应含有谐波成分,对误差序列互谱的分析,估计谐波频率.该方法同时也适于其它噪声加混沌干扰的复合背景下的谐波频率估计.理论分析给出了该方法的适用条件,仿真实验证明该方法简单有效.     

复杂噪声背景下谐波信号频率估计新方法

利用待测谐波信号的周期性及混沌信号能量集中在低频部分的特性,提出一种将倍频法、小波包分解与互谱分析相结合的强混沌噪声背景下谐波频率估计新方法。首先,利用谐波信号的周期性,将采样数据等距取值构造谐波信号倍频的新数据序列,且倍频谐波偏离混沌能量中心频段;其次,利用小波包分析法对新数据进行多层分解,使倍频谐波信号与混沌噪声主能量分离;最后,对谐波信号能量集中的分量进行互谱功率谱分析,估计谐波频率。该方法适用于强混沌信号与强观测噪声共存背景下的周期小信号频率估计。仿真实验结果表明:该方法十分有效,且计算量小。     

消散型同步的微弱周期信号检测及噪声影响分析

在混沌预测模型基础上,提出了消散型同步的混沌背景下微弱信号检测算法。采用径向基函数神经网络(RBFNN)拟合混沌模型,结合消散型同步实现混沌时间序列与混沌系统的同步,利用同步误差实现微弱信号的检测。以Rossler混沌系统为研究对象,验证了算法的可行性,研究了噪声对微弱信号检测的影响。仿真研究表明,该算法能检测各种频率的微弱信号,在一定条件下可检测到信杂比大于-110dB的微弱周期信号;若信噪比SNR≥0dB,噪声对微弱信号检测的影响很小;但若SNR-10dB,将检测不出微弱信号。在理论研究基础上,由MKS-CEC-Ⅲ新型混沌演化控制实验仪获取Coullet混沌时间序列,添加不同频率的微弱信号,利用该算法实现了不同频率微弱信号的检测,说明该算法适用于其他混沌系统。     

混沌振子在强噪声背景下正弦信号的检测研究

分析了基于Duffing方程形成的混沌振子的运动特性,阐述了利用混沌振子检测强噪声背景下正弦信号的原理：利用混沌振子对与策动力频率相近的正弦信号的敏感性,及对噪声和与策动力的频差较大的正弦信号的免疫性来检测淹没在强噪声中的正弦信号。给出了判断是否存在有用信号的方法,并用仿真实验验证了利用混沌振子检测微弱正弦信号的可行性和有效性。     

基于duffing方程组的微弱正弦信号参数检测

本文将非线性混沌振子用于微弱正弦信号检测,将深陷在噪声背景下的微弱正弦信号检测出来。基于Duffing振子的混沌运动,利用系统发生间歇混沌现象的频差条件和相位差对于系统特性的影响,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测,提出了改进的频率、相位、幅值检测方法。     

微弱正弦信号混沌检测的仿真分析

研究了一种在噪声背景下用混沌振子检测微弱正弦信号的时域处理方法。分析了基于相平面变化进行微弱正弦信号检测的Duffing方程的数学模型,着重对与策动力频率不同的信号进行了仿真分析。结果表明:Duffing振子对与系统策动力频率一致的信号敏感,而对其它频率的信号不太敏感,且对噪声具有一定的免疫力。     

基于光纤声呐传感器混沌锁频方法研究

传统的水下声信号检测方法的不足之处是在滤除噪声的同时,有用信号也受到损失,且随着噪声的增大,检测精度也会降低。针对强噪声背景下水下声呐信号频率解耦问题,采用马赫曾德光纤声呐传感器搜集水下声呐信号,当声呐信号注入混沌系统,利用混沌系统对信号参数的敏感性及对噪声免疫性的特点,一定频率的信号会使系统处于大尺度周期态,信噪比可以达到-65dB,对声呐信号锁频明显。理论计算和实验结果表明,该混沌声呐信号处理方法具有极低的信噪比和较高的频率辨识能力。     

正弦信号参数估计的最小二乘算法

为了提高信号相位匹配原理估计正弦信号参数的精度,提出了一种正弦信号频率、振幅和相位参数的最小二乘估计方法.推导了利用单传感器接收信号的参数估计的最小二乘估计计算公式.给出了已知频带内的未知频率,振幅和相位的信号参数估计的搜索算法;分析了最小二乘法使用的方程数、信噪比和采样频率确定后FFT的序列长度对参数估计精度的影响.理论和仿真结果说明,该方法不仅能降低估计频率带宽以外的噪声,还可降低被估计频率信号带宽内的噪声,提高低信噪比时的信号参数估计精度.该算法简单、快速、具有工程应用前景.     

双频调制的单环铒光纤激光器的混沌产生和同步

首先通过对单环掺铒光纤激光器的损耗进行双频调制研究其混沌的产生,数值结果表明:通过适当地调节双频正弦信号的幅值和频率,该系统可以进入混沌状态,给出了进入混沌状态的途径和混沌态的参数区间.然后利用混沌信号驱动法研究了双频调制的单环铒光纤激光器的混沌同步,结果表明,无论两个双频调制的单环铒光纤激光器被驱动前处于混沌状态还是周期状态,只要在适当的驱动强度下使最大条件李指数为负,就能实现这两个单环铒光纤激光器的混沌同步.     

时间延迟双向耦合的混沌系统的同步与控制

针对双向耦合的两个混沌系统的同步问题，提出了一种新的基于时间延迟反馈的双向耦合的混沌系统同步方法.假设驱动系统和响应系统的耦合系数保持相同，且状态为线性耦合.基于Lyapunov稳定性理论，根据同步模型的误差动力学系统给出了同步条件.通过求解Riccati方程，得到混沌系统实现同步的耦合参数范围.选择合适的延迟时间，研究了响应系统的状态与驱动系统的状态的相互影响.结果表明，在参数范围内，可以保证了系统的同步，能对系统实现控制.通过改变控制信号的延迟时间，同步了耦合混沌系统的轨道，系统能被镇定到不稳定不动点或周期轨道上.     

并联伺服阀的同步控制策略

针对大型振动台和线性摩擦焊机等设备对液压伺服系统的大流量和高频响要求,以及现有伺服阀随着额定流量增加频响大幅降低的矛盾,提出多个伺服阀并联使用的方案.为克服伺服阀在通径、制造和电气等方面差异所导致的阀并联工作时阀芯过零位出现同步误差、造成流量降低和油路冲击等问题,通过监测伺服阀在不同频率、不同幅值正弦信号下和变幅值的类正弦信号下阀芯的位移,得出阀芯运动的若干非线性特征,并在此基础上采用移相和变幅相结合的同步控制策略,解决了阀芯运动的不同步问题.通过对相对滞后阀的指令信号进行超前移相,消除了大部分的同步误差;缩小相对滞后阀的指令信号幅值同时增大相对超前阀的信号幅值,进一步削减了阀并联运动的同步误差.实验结果表明,该同步控制策略效果良好,两阀阀芯穿越零位的相位差可控制在±2°.     

振动噪声环境影响下脉搏信号的非线性特性比较

应用代替数据法计算振动噪声环境影响下脉搏信号的混沌特性,根据所得到的几个特征参数值对不同振动噪声环境下的脉搏信号进行非线性特性对比与分析;阐述了基于代替数据法的时间序列的混沌特性计算原理,通过实验测量不同振动噪声参数并计算与之相应的脉搏信号,获得了振动噪声参数对脉搏信号特征参数的数值变化及影响规律.     

光栅莫尔条纹信号非正弦性误差修正

为了提高光栅传感器的测量精度,提出了一种莫尔条纹信号非正弦性误差修正方法.通过三角函数变换建立修正模型,并依据泰勒级数迈克劳林展开式建立光栅传感器输出信号正弦性修正方程.以非线性模型中常用的最小二乘参数估计方法建立代价函数,采用粒子群算法对修正方程中的参数进行辨识,实现对光栅传感器输出信号的修正.针对修正前后采样数据的误差进行分析,光栅传感器输出信号误差峰峰值由110″降低至24″,其正弦性得到了改善.实验结果表明,该方法有效地解决了光栅传感器在复杂工作环境下输出信号非正弦性导致的精确性和稳定性问题,提高了光栅传感器的输出信号精度,增强了其对复杂工业现场的适应能力.     

一类基于自适应状态观测器的混沌同步方法

依据Lyapunov稳定理论,结合控制理论中的状态反馈及输出反馈理论,讨论了一种基于自适应状态观测器设计的混沌同步的方法.同时根据持续激励条件讨论了参数估计的收敛性,设计驱动系统的输出及响应系统,使两个同结构的混沌系统状态渐近同步.经过数值仿真证明该方法有效的实现了响应系统与驱动系统的同步并估计出未知参数.     

用混沌振子和Kalman滤波检测强分形噪声中的弱信号

针对强分形噪声中微弱信号难于检测这一问题,提出了小波域多尺度模糊自适应Kalman滤波和Duffing振子相结合的方法。先对淹没在强分形噪声中的信号进行多尺度小波变换,根据分形噪声信号小波系数的平稳性,建立状态方程和观测方程,用模糊自适应Kalman滤波,对每一尺度估计出分形信号,然后将估计信号与观测信号作差得误差信号,把误差信号送入Duffing振子,利用Duffing振子对噪声的免疫性,来检测微弱信号。也给出了Duffing振子的免疫性一种新的统计解释。仿真实验结果表明：该方法能在低信噪比和低信干比下有效地检测出淹没在强分形噪声中的微弱谐波信号。     

Lorenz系统的混沌同步与保密通信

提出一种用于2个Lorenz系统混沌同步的非线性反馈方法。用Lyapunov第二定理证明2个Lorenz系统的误差系统零点稳定性和2个Lorenz系统的同步,在Matlab上进行了数值仿真。结果表明:响应系统与驱动系统同步的条件是它们的参数必须相同,而与响应系统的初值无关。提出了一种保密通信的方案,信息信号m(t)调制到混沌变量x(t)成为混沌传输信号s(x,m),响应系统与驱动系统同步的条件是它们有共同的方程结构和参数。所以驱动系统的方程结构和参数(σ,ρ,β)作为可解调密钥,控制2个系统的同步,从而将信息复原,实现混沌保密通信。     

一种实用的相位测量方法

介绍采用相关分析法测量２个同周期正弦信号相位的数字化方法。由于采用双相关分析并对串行采集误差进行了校正,使得该方法不仅精度高、速度快,而且适用于普通的串行采集方式,硬件成本较低。