基于Duffing混沌系統(tǒng)的微弱振動信號檢測方法研究.pdf

1、在對運行機械的振動信號檢測及處理中，強噪聲和微弱振動信號混疊在正常振動信號中，給振動系統(tǒng)的微弱信號檢測與分析造成了困難。本文對強噪聲背景下微弱振動信號檢測及處理進行了研究。
　　 本文從常用的混沌系統(tǒng)進行研究，闡明了幾種混沌系統(tǒng)模型的定義、本質(zhì)和特性。以Duffing混沌系統(tǒng)為主要研究對象，分析了Duffing方程的基本形式以及Duffing混沌振子的混沌運動，闡述了基于相平面變化檢測微弱信號的工作原理，利用Duffing混沌振

2、子的初值敏感性和對噪聲的強免疫力檢測微弱信號。
　　 (1)建立了檢測任意頻率信號的Duffing混沌系統(tǒng)模型。研究了頻差和相位差對Duffing混沌系統(tǒng)檢測微弱信號的影響，對白噪聲背景下Duffing混沌系統(tǒng)對正弦信號的檢測結(jié)果進行分析。建立了檢測任意頻率信號的模型并應(yīng)用到仿真實驗中，利用該模型成功地檢測出任意頻率的信號。
　　 (2)提出了一種定量判斷Duffing混沌系統(tǒng)狀態(tài)的方法—Δ指數(shù)法。研究了Lyapunov

3、指數(shù)的定義、本質(zhì)及其特點，分析了求解Lyapunov指數(shù)的兩種解析方法。在仿真實驗中，將該方法與Lyapunov指數(shù)法對Duffing混沌系統(tǒng)狀態(tài)判斷的結(jié)果作比較，驗證了該方法的準(zhǔn)確性。
　　 (3)研究了一種檢測任意頻率和慢頻變信號方法，給出實現(xiàn)該方法的流程圖。首先，利用該方法檢測正弦信號，表明該方法信號頻率和幅值檢測的正確性，然后應(yīng)用該方法檢測車架振動實驗中的振動信號，與DH5935儀器的頻譜分析結(jié)果進行比較，表明了該方法能