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Chen系统在微弱信号检测中的应用

王梦蛟 曾以成 谢常清 朱高峰 唐淑红

Chen系统在微弱信号检测中的应用

王梦蛟, 曾以成, 谢常清, 朱高峰, 唐淑红
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  • 微弱谐波信号的灵敏检测具有重要的实际应用意义, 本文利用受控Chen系统来实现强噪声背景下的这种检测. 因动力系统可分解为慢变系统与快变系统的叠加, 这里用平均法对检测系统进行处理得到慢变系统, 并获取使系统由周期轨道突变为稳定平衡点的检测参数临界值. 通过调节检测参数, 观测系统状态变量的变化可判断待测信号是否存在. 仿真结果表明, 此方法可以准确检测出强噪声背景下的微弱谐波信号. 与目前其他基于混沌振子的检测方法相比, 该方案对噪声具有更强的免疫性, 而且可通过理论分析得出检测参数阈值的准确范围, 有利于在相关领域推广应用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60972147)和湖南人文科技学院青年基金(批准号: 2011QN14)资助的课题.
    [1]

    Wang G Y, Tao G L, Chen X, Lin J Y 1997 J. Sci. Instru. 18 209 (in Chinese) [王冠宇, 陶国良, 陈行, 林建亚 1997 仪器仪表学报 18 209]

    [2]

    Li Y, Yang B J 2003 Chin. Sci. Bull. 48 19 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2003 科学通报 48 19]

    [3]

    Li Y, Lu P, Yang B J, Zhao X P 2006 Acta Phys. Sin. 55 1672 (in Chinese) [李月, 路朋, 杨宝俊, 赵雪平 2006 物理学报 55 1672]

    [4]

    Chen L, Wang D S 2007 Acta Phys. Sin. 56 5098 (in Chinese) [谌龙, 王德石 2007 物理学报 56 5098]

    [5]

    Chen Z, Zeng Y C, Fu Z J 2008 Acta Phys. Sin. 57 46 (in Chinese) [陈争, 曾以成, 付志坚 2008 物理学报 57 46]

    [6]

    Xing H Y, Jin T L 2010 Acta Phys. Sin. 59 140 (in Chinese) [行鸿彦, 金天力 2010 物理学报 59 140]

    [7]

    Xu Y C, Yang C L, Qu X D 2010 Chin. Phys. B 19 030516

    [8]

    Jia H Y, Chen Z Q, Ye F 2011 Acta Phys. Sin. 60 010203 (in Chinese) [贾红艳, 陈增强, 叶菲 2011 物理学报 60 010203]

    [9]

    Feng C W, Cai L, Kang Q, Zhang L S 2011 Acta Phys. Sin. 60 030503 (in Chinese) [冯朝文, 蔡理, 康强, 张立森 2011 物理学报 60 030503]

    [10]

    Lorenz E N 1963 J. Atmos. Sci. 20 130

    [11]

    Chen G, Ueta T 1999 Int. J. Bifur. Chaos 9 1465

    [12]

    Liu C X, Liu L, Liu K 2004 Chaos, Soliton and Fractals 22 1031

    [13]

    Tang L R, Li J, Fan B, Zhai M Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 785 (in Chinese) [唐良瑞,李静,樊冰,翟明岳 2009 物理学报 58 785]

    [14]

    Yu F, Wang C H, Yin J W, Xu H 2012 Acta Phys. Sin. 61 020506 (in Chinese) [余飞, 王春华, 尹晋文, 徐浩 2012 物理学报 61 020506]

    [15]

    Ueta T, Chen G R 2000 Int. J. Bifur. Chaos 10 1917

    [16]

    Li Y, Yang B J 2004 Introduction of Detection Methods with Chaotic Oscillator (1st Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp49-51 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2004 混沌振子检测引论 (第1版) (北京: 电子工业出版社) 第49-51页]

    [17]

    Lima R, Pettini M 1990 Phys. Rev. A 41 726

    [18]

    Chacón R, Bejarano J D 1993 Phys. Rev. Lett. 71 3103

    [19]

    Soong C Y, Huang W T, Lin F P, Tzeng P Y 2004 Phys. Rev. E 70 0162111

    [20]

    Choe C U, Hohne K, Benner H, Kivshar Y S 2005 Phys. Rev. E 72 0362061

    [21]

    Wang M J, Zeng Y C, Chen G H, He J 2011 Acta Phys. Sin. 60 0105091 (in Chinese) [王梦蛟, 曾以成, 陈光辉, 贺娟 2011 物理学报 60 0105091]

    [22]

    Liu Y Z, Chen L Q 2001 Nonlinear Vibrations (1st Ed.) (Beijing: High Education Press) pp73-82 (in Chinese) [刘延柱, 陈立群 2001 非线性振动 (第1版) (北京: 高等教育出版社) 第73-82页]

    [23]

    Kivshar Yu S, Rodelsperger F, Benner H 1994 Phys. Rev. E 49 319

  • [1]

    Wang G Y, Tao G L, Chen X, Lin J Y 1997 J. Sci. Instru. 18 209 (in Chinese) [王冠宇, 陶国良, 陈行, 林建亚 1997 仪器仪表学报 18 209]

    [2]

    Li Y, Yang B J 2003 Chin. Sci. Bull. 48 19 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2003 科学通报 48 19]

    [3]

    Li Y, Lu P, Yang B J, Zhao X P 2006 Acta Phys. Sin. 55 1672 (in Chinese) [李月, 路朋, 杨宝俊, 赵雪平 2006 物理学报 55 1672]

    [4]

    Chen L, Wang D S 2007 Acta Phys. Sin. 56 5098 (in Chinese) [谌龙, 王德石 2007 物理学报 56 5098]

    [5]

    Chen Z, Zeng Y C, Fu Z J 2008 Acta Phys. Sin. 57 46 (in Chinese) [陈争, 曾以成, 付志坚 2008 物理学报 57 46]

    [6]

    Xing H Y, Jin T L 2010 Acta Phys. Sin. 59 140 (in Chinese) [行鸿彦, 金天力 2010 物理学报 59 140]

    [7]

    Xu Y C, Yang C L, Qu X D 2010 Chin. Phys. B 19 030516

    [8]

    Jia H Y, Chen Z Q, Ye F 2011 Acta Phys. Sin. 60 010203 (in Chinese) [贾红艳, 陈增强, 叶菲 2011 物理学报 60 010203]

    [9]

    Feng C W, Cai L, Kang Q, Zhang L S 2011 Acta Phys. Sin. 60 030503 (in Chinese) [冯朝文, 蔡理, 康强, 张立森 2011 物理学报 60 030503]

    [10]

    Lorenz E N 1963 J. Atmos. Sci. 20 130

    [11]

    Chen G, Ueta T 1999 Int. J. Bifur. Chaos 9 1465

    [12]

    Liu C X, Liu L, Liu K 2004 Chaos, Soliton and Fractals 22 1031

    [13]

    Tang L R, Li J, Fan B, Zhai M Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 785 (in Chinese) [唐良瑞,李静,樊冰,翟明岳 2009 物理学报 58 785]

    [14]

    Yu F, Wang C H, Yin J W, Xu H 2012 Acta Phys. Sin. 61 020506 (in Chinese) [余飞, 王春华, 尹晋文, 徐浩 2012 物理学报 61 020506]

    [15]

    Ueta T, Chen G R 2000 Int. J. Bifur. Chaos 10 1917

    [16]

    Li Y, Yang B J 2004 Introduction of Detection Methods with Chaotic Oscillator (1st Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp49-51 (in Chinese) [李月, 杨宝俊 2004 混沌振子检测引论 (第1版) (北京: 电子工业出版社) 第49-51页]

    [17]

    Lima R, Pettini M 1990 Phys. Rev. A 41 726

    [18]

    Chacón R, Bejarano J D 1993 Phys. Rev. Lett. 71 3103

    [19]

    Soong C Y, Huang W T, Lin F P, Tzeng P Y 2004 Phys. Rev. E 70 0162111

    [20]

    Choe C U, Hohne K, Benner H, Kivshar Y S 2005 Phys. Rev. E 72 0362061

    [21]

    Wang M J, Zeng Y C, Chen G H, He J 2011 Acta Phys. Sin. 60 0105091 (in Chinese) [王梦蛟, 曾以成, 陈光辉, 贺娟 2011 物理学报 60 0105091]

    [22]

    Liu Y Z, Chen L Q 2001 Nonlinear Vibrations (1st Ed.) (Beijing: High Education Press) pp73-82 (in Chinese) [刘延柱, 陈立群 2001 非线性振动 (第1版) (北京: 高等教育出版社) 第73-82页]

    [23]

    Kivshar Yu S, Rodelsperger F, Benner H 1994 Phys. Rev. E 49 319

  • [1] 贺娟, 曾以成, 陈光辉, 王梦蛟. Chen系统的非共振参数控制. 物理学报, 2011, 60(1): 010509. doi: 10.7498/aps.60.010509
    [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] 胡进峰, 张亚璇, 李会勇, 杨淼, 夏威, 李军. 基于最优滤波器的强混沌背景中谐波信号检测方法研究. 物理学报, 2015, 64(22): 220504. doi: 10.7498/aps.64.220504
    [4] 王永生, 姜文志, 赵建军, 范洪达. 一种Duffing弱信号检测新方法及仿真研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2053-2059. doi: 10.7498/aps.57.2053
    [5] 行鸿彦, 徐 伟. 混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法. 物理学报, 2007, 56(7): 3771-3776. doi: 10.7498/aps.56.3771
    [6] 谌 龙, 王德石. Chen系统的自适应追踪控制. 物理学报, 2007, 56(10): 5661-5664. doi: 10.7498/aps.56.5661
    [7] 姜海波, 张丽萍, 陈章耀, 毕勤胜. 脉冲作用下Chen系统的非光滑分岔分析. 物理学报, 2012, 61(8): 080505. doi: 10.7498/aps.61.080505
    [8] 张晓芳, 韩清振, 陈小可, 毕勤胜. 慢变控制下Chen系统的复杂行为及其机理. 物理学报, 2014, 63(18): 180503. doi: 10.7498/aps.63.180503
    [9] 张国山, 牛弘. 一个基于Chen系统的新混沌系统的分析与同步. 物理学报, 2012, 61(11): 110503. doi: 10.7498/aps.61.110503
    [10] 邵仕泉, 高 心, 刘兴文. 两个耦合的分数阶Chen系统的混沌投影同步控制. 物理学报, 2007, 56(12): 6815-6819. doi: 10.7498/aps.56.6815
    [11] 余跃, 张春, 韩修静, 姜海波, 毕勤胜. 周期切换下Chen系统的振荡行为与非光滑分岔分析. 物理学报, 2013, 62(2): 020508. doi: 10.7498/aps.62.020508
    [12] 梁国龙, 陶凯, 王晋晋, 范展. 声矢量阵宽带目标波束域变换广义似然比检测算法. 物理学报, 2015, 64(9): 094303. doi: 10.7498/aps.64.094303
    [13] 申永军, 杨绍普, 邢海军. 含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析(Ⅱ). 物理学报, 2012, 61(15): 150503. doi: 10.7498/aps.61.150503
    [14] 韦鹏, 申永军, 杨绍普. 分数阶van der Pol振子的超谐共振. 物理学报, 2014, 63(1): 010503. doi: 10.7498/aps.63.010503
    [15] 温少芳, 申永军, 杨绍普. 分数阶时滞反馈对Duffing振子动力学特性的影响. 物理学报, 2016, 65(9): 094502. doi: 10.7498/aps.65.094502
    [16] 刘进军, 冷永刚, 赖志慧, 谭丹. 基于频域信息交换的随机共振研究. 物理学报, 2016, 65(22): 220501. doi: 10.7498/aps.65.220501
    [17] 申永军, 杨绍普, 邢海军. 含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析 . 物理学报, 2012, 61(11): 110505. doi: 10.7498/aps.61.110505
    [18] 杨宝俊, 李 月, 林红波, 刘晓华. 基于特定混沌系统微弱谐波信号频率检测的理论分析与仿真. 物理学报, 2005, 54(5): 1994-1999. doi: 10.7498/aps.54.1994
    [19] 杨宝俊, 李 月, 徐 凯, 袁 野, 吴 宁. 混沌振子系统周期解几何特征量分析与微弱周期信号的定量检测. 物理学报, 2008, 57(6): 3353-3358. doi: 10.7498/aps.57.3353
    [20] 周薛雪, 赖莉, 罗懋康. 基于分数阶可停振动系统的周期未知微弱信号检测方法 . 物理学报, 2013, 62(9): 090501. doi: 10.7498/aps.62.090501
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-03
  • 修回日期:  2012-02-29
  • 刊出日期:  2012-09-20

Chen系统在微弱信号检测中的应用

  • 1. 湖南人文科技学院物理与信息工程系, 娄底 417000;
  • 2. 湘潭大学材料与光电物理学院, 湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60972147)和湖南人文科技学院青年基金(批准号: 2011QN14)资助的课题.

摘要: 微弱谐波信号的灵敏检测具有重要的实际应用意义, 本文利用受控Chen系统来实现强噪声背景下的这种检测. 因动力系统可分解为慢变系统与快变系统的叠加, 这里用平均法对检测系统进行处理得到慢变系统, 并获取使系统由周期轨道突变为稳定平衡点的检测参数临界值. 通过调节检测参数, 观测系统状态变量的变化可判断待测信号是否存在. 仿真结果表明, 此方法可以准确检测出强噪声背景下的微弱谐波信号. 与目前其他基于混沌振子的检测方法相比, 该方案对噪声具有更强的免疫性, 而且可通过理论分析得出检测参数阈值的准确范围, 有利于在相关领域推广应用.

English Abstract

参考文献 (23)

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