基于Duffing振子的微弱周期信号混沌检测性能研究

范剑; 赵文礼; 王万强

doi:10.7498/aps.62.180502

摘要

不同的混沌振子具有不同的混沌检测性能. 本文围绕Duffing振子的混沌检测方法, 从混沌系统临界点相图的突变性、混沌区间保持性以及混沌临界点的容噪性等三个方面的检测性能做了进一步研究, 并分别分析了影响这些性能的因素, 最后围绕这三个方面对两个不同混沌振子的混沌检测性能做了分析和比较.

关键词:

Chaotic detection method can be used to pick out the weak sinusoidal signal submerged in noise. Three types of detection properties of this method are proposed in this paper, i.e., sharp change ability of phase diagram, maintenance zone of chaos, and the sufferance with noise of the chaos critical point. After analyzing the factors influencing these three properties, two different chaotic systems are compared according to the three properties.

Keywords:

作者及机构信息

1.
河北工业大学机械学院, 天津 300401;

2.
杭州电子科技大学机械工程学院, 杭州 310018;

3.
台州学院机械工程学院, 台州 318000

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50875070);浙江省教育厅科研项目和台州市科技计划资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China;

2.
College of Mechanical Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China;

3.
Department of Mechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou 318000, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50875070), the Scientific Research Fund of Zhejiang Education Department and the Development Program of Taizhou, China.

参考文献

[1]	Feng Q 1994 J. Tongji Univ. 22 69 (in Chinese) [冯奇 1994 同济大学学报 22 69]
[2]	Wang G Y, Tao G L, Chen X, Lin J Y 1997 Chin. J. Sci. Instrum. 18 209 (in Chinese) [王冠宇, 陶国良, 陈行, 林建亚 1997 仪器仪表学报 18 209]
[3]	Li Y, Yang B J, Shi Y W 2003 Acta Phys. Sin. 52 526 (in Chinese) [李月, 杨宝俊, 石要武 2003 物理学报 52 526]
[4]	Li Y, Shi Y W, Ma H T, Yang B J 2004 Acta Electron. Sin. 32 87 (in Chinese) [李月, 石要武, 马海涛, 杨宝俊 2004 电子学报 32 87]
[5]	Gandino E, Marchesiello S 2010 MPE 2010 695025
[6]	Nie C Y 2009 The Weak Signal Detection and Chaotic System (Beijing: Tsinghua University Press) pp89-103 (in Chinese) [聂春燕 2009 混沌系统与弱信号检测 (北京: 清华大学出版社) 第89–103 页]
[7]	Li X L 2005 Chin. J. Appl. Mech. 22 628 (in Chinese) [李香莲 2005 应用力学学报 22 628]
[8]	Wang Y S, Xiao Z C, Sun J, Fan H D 2008 J. Circuits Syst. 13 132 (in Chinese) [王永生, 肖子才, 孙瑾, 范洪达 2008 电路与系统学报 13 132]
[9]	Zhang R B, Chu F H, Ran L, Guo J G 2011 The 19th International Conference on Computers in Education, ICCE 2011 Chiang Mai, Thailand, November 28-December 2, 2011 p417
[10]	Hu W J, Liu Z Z, Li Z H 2011 Electronics and Signal Processing (Berlin: Springer-Verlag) p831
[11]	Zhao W L, Huang Z Q, Zhao J X 2011 J. Circuits Syst. 16 120 (in Chinese) [赵文礼, 黄振强, 赵景晓 2011 电路与系统学报 16 120]
[12]	Lu T X, Zhang J Q 2010 Introduction to Nonlinear Physics (Hefei: University of Science and Technology of China Press) pp109-136 (in Chinese) [陆同兴, 张季谦 2010 非线性物理概论 (合肥: 中国科学技术大学出版社) 第109–136页]
[13]	Li Y, Yang B J 2004 The Detecting Theory of Chaotic Oscillators (Shanghai: The Electronics Industry Publishing House) pp64-68 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2004 混沌振子检测引论 (上海: 电子工业出版社) 第64–68页]
[14]	Wang Y S, Jiang W Z, Zhao J J, Fan H D 2008 Acta Phys. Sin. 57 2053 (in Chinese) [王永生, 姜文志, 赵建军, 范洪达 2008 物理学报 57 2053]
[15]	Xie T, Wei X Y 2008 Chin. J. Sci. Instrum. 29 1265 (in Chinese) [谢涛, 魏学业 2008 仪器仪表学报 29 1265]

施引文献

[1]	Feng Q 1994 J. Tongji Univ. 22 69 (in Chinese) [冯奇 1994 同济大学学报 22 69]
[2]	Wang G Y, Tao G L, Chen X, Lin J Y 1997 Chin. J. Sci. Instrum. 18 209 (in Chinese) [王冠宇, 陶国良, 陈行, 林建亚 1997 仪器仪表学报 18 209]
[3]	Li Y, Yang B J, Shi Y W 2003 Acta Phys. Sin. 52 526 (in Chinese) [李月, 杨宝俊, 石要武 2003 物理学报 52 526]
[4]	Li Y, Shi Y W, Ma H T, Yang B J 2004 Acta Electron. Sin. 32 87 (in Chinese) [李月, 石要武, 马海涛, 杨宝俊 2004 电子学报 32 87]
[5]	Gandino E, Marchesiello S 2010 MPE 2010 695025
[6]	Nie C Y 2009 The Weak Signal Detection and Chaotic System (Beijing: Tsinghua University Press) pp89-103 (in Chinese) [聂春燕 2009 混沌系统与弱信号检测 (北京: 清华大学出版社) 第89–103 页]
[7]	Li X L 2005 Chin. J. Appl. Mech. 22 628 (in Chinese) [李香莲 2005 应用力学学报 22 628]
[8]	Wang Y S, Xiao Z C, Sun J, Fan H D 2008 J. Circuits Syst. 13 132 (in Chinese) [王永生, 肖子才, 孙瑾, 范洪达 2008 电路与系统学报 13 132]
[9]	Zhang R B, Chu F H, Ran L, Guo J G 2011 The 19th International Conference on Computers in Education, ICCE 2011 Chiang Mai, Thailand, November 28-December 2, 2011 p417
[10]	Hu W J, Liu Z Z, Li Z H 2011 Electronics and Signal Processing (Berlin: Springer-Verlag) p831
[11]	Zhao W L, Huang Z Q, Zhao J X 2011 J. Circuits Syst. 16 120 (in Chinese) [赵文礼, 黄振强, 赵景晓 2011 电路与系统学报 16 120]
[12]	Lu T X, Zhang J Q 2010 Introduction to Nonlinear Physics (Hefei: University of Science and Technology of China Press) pp109-136 (in Chinese) [陆同兴, 张季谦 2010 非线性物理概论 (合肥: 中国科学技术大学出版社) 第109–136页]
[13]	Li Y, Yang B J 2004 The Detecting Theory of Chaotic Oscillators (Shanghai: The Electronics Industry Publishing House) pp64-68 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2004 混沌振子检测引论 (上海: 电子工业出版社) 第64–68页]
[14]	Wang Y S, Jiang W Z, Zhao J J, Fan H D 2008 Acta Phys. Sin. 57 2053 (in Chinese) [王永生, 姜文志, 赵建军, 范洪达 2008 物理学报 57 2053]
[15]	Xie T, Wei X Y 2008 Chin. J. Sci. Instrum. 29 1265 (in Chinese) [谢涛, 魏学业 2008 仪器仪表学报 29 1265]

[1]	黄泽徽, 李亚安, 陈哲, 刘恋. 基于多尺度熵的Duffing混沌系统阈值确定方法. 物理学报, 2020, 69(16): 160501. doi: 10.7498/aps.69.20191642
[2]	曹保锋, 李鹏, 李小强, 张雪芹, 宁王师, 梁睿, 李欣, 胡淼, 郑毅. 基于强耦合Duffing振子的微弱脉冲信号检测与参数估计. 物理学报, 2019, 68(8): 080501. doi: 10.7498/aps.68.20181856
[3]	贾美美, 蒋浩刚, 李文静. 新Chua多涡卷混沌吸引子的产生及应用. 物理学报, 2019, 68(13): 130503. doi: 10.7498/aps.68.20182183
[4]	朱胜利, 甘露. 一种基于非完整二维相空间分量置换的混沌检测方法. 物理学报, 2016, 65(7): 070502. doi: 10.7498/aps.65.070502
[5]	刘剑鸣, 杨霞, 高跃龙, 刘福才. 类Liu系统在水声微弱信号检测中的应用研究. 物理学报, 2016, 65(7): 070501. doi: 10.7498/aps.65.070501
[6]	牛德智, 陈长兴, 班斐, 徐浩翔, 李永宾, 王卓, 任晓岳, 陈强. Duffing振子微弱信号检测盲区消除及检测统计量构造. 物理学报, 2015, 64(6): 060503. doi: 10.7498/aps.64.060503
[7]	行鸿彦, 张强, 徐伟. 混沌海杂波背景下的微弱信号检测混合算法. 物理学报, 2015, 64(4): 040506. doi: 10.7498/aps.64.040506
[8]	曾喆昭, 周勇, 胡凯. 基于扩展型Duffing振子的局部放电信号检测方法研究. 物理学报, 2015, 64(7): 070505. doi: 10.7498/aps.64.070505
[9]	范剑, 赵文礼, 张明路, 檀润华, 王万强. 随机共振动力学机理及其微弱信号检测方法的研究. 物理学报, 2014, 63(11): 110506. doi: 10.7498/aps.63.110506
[10]	刘海波, 吴德伟, 金伟, 王永庆. Duffing振子微弱信号检测方法研究. 物理学报, 2013, 62(5): 050501. doi: 10.7498/aps.62.050501
[11]	吴勇峰, 黄绍平, 金国彬. 基于耦合Duffing振子的局部放电信号检测方法研究. 物理学报, 2013, 62(13): 130505. doi: 10.7498/aps.62.130505
[12]	赖志慧, 冷永刚, 孙建桥, 范胜波. 基于Duffing振子的变尺度微弱特征信号检测方法研究. 物理学报, 2012, 61(5): 050503. doi: 10.7498/aps.61.050503
[13]	行鸿彦, 祁峥东, 徐伟. 基于选择性支持向量机集成的海杂波背景中的微弱信号检测. 物理学报, 2012, 61(24): 240504. doi: 10.7498/aps.61.240504
[14]	吴勇峰, 张世平, 孙金玮, Peter Rolfe, 李智. 脉冲激励下环形耦合Duffing振子间的瞬态同步突变现象. 物理学报, 2011, 60(10): 100509. doi: 10.7498/aps.60.100509
[15]	吴勇峰, 张世平, 孙金玮, Peter Rolfe. 环形耦合Duffing振子间的同步突变. 物理学报, 2011, 60(2): 020511. doi: 10.7498/aps.60.020511
[16]	朱光起, 丁珂, 张宇, 赵远. 基于随机共振进行弱信号探测的实验研究. 物理学报, 2010, 59(5): 3001-3006. doi: 10.7498/aps.59.3001
[17]	翟笃庆, 刘崇新, 刘尧, 许喆. 利用阵发混沌现象测定未知信号参数. 物理学报, 2010, 59(2): 816-825. doi: 10.7498/aps.59.816
[18]	行鸿彦, 金天力. 基于对偶约束最小二乘支持向量机的混沌海杂波背景中的微弱信号检测. 物理学报, 2010, 59(1): 140-146. doi: 10.7498/aps.59.140
[19]	林敏, 黄咏梅. 调制与解调用于随机共振的微弱周期信号检测. 物理学报, 2006, 55(7): 3277-3282. doi: 10.7498/aps.55.3277
[20]	李月, 杨宝俊, 石要武. 色噪声背景下微弱正弦信号的混沌检测. 物理学报, 2003, 52(3): 526-530. doi: 10.7498/aps.52.526

计量

文章访问数: 8435
PDF下载量: 928
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板