外激勵型混沌振子微弱信號檢測方法研究.pdf

1、在自動化、通信、機械工程等領域，常常需要判斷特定規(guī)律的微弱信號是否發(fā)生，在環(huán)境噪聲強烈的情況下，利用傳統(tǒng)線性濾波的方法會失效，因此一項迫切的任務是尋找新的檢測方法。混沌系統(tǒng)具有對初值和參數(shù)敏感的特性，這種特性隱藏了作為敏感信號傳感的機理，尤其是混沌的非反饋擾動控制體現(xiàn)了對特定信號的敏感和對噪聲的免疫特性，從而為微弱信號檢測技術提供了新的方法，這種檢測方法是從根本上不同于傳統(tǒng)微弱信號檢測方法的。 本文對混沌振子檢測系統(tǒng)中的幾個關鍵

2、問題展開了深入和細致的研究，主要包括混沌振子檢測系統(tǒng)的一些特性分析、輸出判別、噪聲的免疫特性、構成原理這幾方面的問題。并借鑒混沌振子檢測系統(tǒng)中間歇混沌信號產生的原理，提出了微弱周期信號檢測的新方法。 根據檢測系統(tǒng)的工作原理，針對混沌檢測系統(tǒng)和混沌振子檢測系統(tǒng)分別提出一種分類方法。對Duffing-Holmes混沌振子檢測系統(tǒng)的特性進行細致的分析，研究了該檢測系統(tǒng)中小頻率差微弱信號檢測和待檢測信號頻率抖動的問題，得出了小的頻率差有

3、利于間歇混沌信號的穩(wěn)定輸出，而在相位連續(xù)的條件下，較大的頻率抖動也不會影響檢測系統(tǒng)的工作。對L-Y混沌振子檢測系統(tǒng)的特性進行了研究，給出了該檢測系統(tǒng)的一種檢測方法。 針對混沌振子檢測系統(tǒng)的輸出判別問題，在對Duffing-Holmes振子Poincaré截面噪聲特性分析的基礎上，提出了基于Poincaré映射的間歇混沌信號判別方法，該方法實現(xiàn)了混沌振子檢測系統(tǒng)輸出間歇混沌信號的快速判別，并有效抑制了短時噪聲的影響。針對這種方法的

4、噪聲抑制能力不足的問題，進一步提出了差分Poincaré映射判別方法，獲得了更好的噪聲抑制性能，從而實現(xiàn)了更低信噪比條件下的信號檢測。 分析外激勵型混沌振子檢測系統(tǒng)中噪聲的作用方式，指出該類檢測系統(tǒng)全局性態(tài)對噪聲免疫特性分析的必要性，進而將廣義胞映射方法引入外激勵型混沌振子檢測系統(tǒng)的研究。在全局分析的基礎上，得出混沌振子檢測系統(tǒng)的噪聲免疫特性原理，給出利用L-Y混沌振子檢測系統(tǒng)實現(xiàn)微弱信號檢測的三種構成方法和檢測系統(tǒng)中間歇混沌信

5、號產生的條件，并給出外激勵型混沌振子檢測系統(tǒng)的構成原則。 借鑒混沌振子檢測系統(tǒng)中間歇混沌信號的產生原理，利用Poincaré截面對信號的重構和對噪聲的抑制作用，提出基于外軌周期區(qū)域的微弱信號檢測方法，并給出了該檢測方法的小信號和大信號兩種實現(xiàn)方式。利用所提檢測方法對信號頻率的差分功能，成功地解決了大參數(shù)隨機共振微弱信號檢測的問題。對這種檢測方法進行了推廣研究，分析了任意Poincaré截面構成檢測系統(tǒng)的可行性，研究了系統(tǒng)中存在的