隨機共振和混沌理論在微弱信號檢測中的應用研究.pdf

1、論文針對故障診斷中早期微弱信號的提取和處理的難題，采用隨機共振和混沌兩種非線性檢測手段對微弱信號的檢測開展了研究。在已有的隨機共振理論研究中，隨機共振現(xiàn)象發(fā)生的動力學機理尚不明晰，基于隨機共振的微弱信號檢測理論也不夠系統(tǒng)和完整。為此，論文首次從非線性動力學的角度研究了隨機共振機理，在分析一階非線性Duffing方程動力學特性的基礎(chǔ)上推導得到非自治Duffing方程的吸引子曲線,基于該曲線和輸入信號之間的映射關(guān)系刻畫了隨機共振系統(tǒng)輸出的非

2、線性動力學行為。研究表明:經(jīng)隨機共振系統(tǒng)處理后的輸出信號存在“自然躍遷”和“干擾誘發(fā)躍遷”等兩種躍遷形式，作用于系統(tǒng)的微弱信號能推動系統(tǒng)動點沿吸引子曲線移動,它對系統(tǒng)的輸出起內(nèi)在的和本質(zhì)的作用,而噪聲在一定條件下能夠誘發(fā)系統(tǒng)沿吸引子曲線產(chǎn)生躍遷行為。論文基于該動力學機理研究了微弱信號的隨機共振檢測適應性，提出了微弱信號的調(diào)參數(shù)隨機共振檢測方法，并對已有的各類基于隨機共振的微弱信號檢測方法作了統(tǒng)一和延拓；在基于混沌理論的微弱信號檢測方面，

3、論文首次針對Duffing振子的混沌檢測性能進行了分析，研究認為：不同的混沌振子具有不同的混沌檢測性能，可以從混沌臨界點相圖突變性、臨界混沌區(qū)間保持厚度以及臨界相變的混沌閾值容噪性能等方面去比較和選擇不同的混沌振子及其混沌臨界點；論文還進一步分析了噪聲對Duffing振子混沌臨界閾值的影響機理，指出了噪聲對混沌臨界閾值的影響因素；此外，論文針對中高頻信號的混沌檢測問題提出了一種分頻段閾值變換的混沌檢測方法。論文最后分別設計、研制了基于隨