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分数阶双稳系统中的非周期振动共振

杨建华 马强 吴呈锦 刘后广

分数阶双稳系统中的非周期振动共振

杨建华, 马强, 吴呈锦, 刘后广
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  • 在受二进制非周期信号和周期方波信号激励的分数阶双稳系统中,研究了非周期振动共振问题,用于微弱非周期信号的检测和增强.当非周期信号脉宽较大时,系统为小参数,通过调节周期方波信号的幅值,能够实现非周期振动共振.当非周期信号脉宽较小时,分别通过变尺度法和二次采样法实现了非周期振动共振.使用变尺度法,得到的大参数等价系统能够匹配任意小的非周期信号脉宽,其中变尺度系数是该方法在使用过程中需要选择的关键参数.使用二次采样法,二次采样后得到的非周期信号具有较大的脉宽,能够匹配原先的小参数系统,其中二次采样频率比是该方法使用过程中的关键参数.这两种方法虽然实现非周期振动共振的物理过程不同,但能够达到相同的效果.系统阶数对振动共振产生影响,随着阶数的增大,发生最佳振动共振时所需要的辅助信号幅值变大,同时系统输出的最佳时间序列与输入非周期信号之间的相似性增强.
      通信作者: 马强, maqiang@hebeu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11672325)、中国矿业大学基本科研业务费学科前沿科学研究专项(批准号:2015XKMS023)、江苏高校优势学科建设工程和江苏高校品牌建设工程资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-16
  • 修回日期:  2018-01-04
  • 刊出日期:  2018-03-05

分数阶双稳系统中的非周期振动共振

  • 1. 中国矿业大学机电工程学院, 徐州 221116;
  • 2. 密歇根大学机械工程系, 安娜堡 MI48109, 美国;
  • 3. 中国矿业大学, 江苏省矿山机电装备重点实验室, 徐州 221116;
  • 4. 河北工程大学机械与装备工程学院, 邯郸 056038
  • 通信作者: 马强, maqiang@hebeu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11672325)、中国矿业大学基本科研业务费学科前沿科学研究专项(批准号:2015XKMS023)、江苏高校优势学科建设工程和江苏高校品牌建设工程资助的课题.

摘要: 在受二进制非周期信号和周期方波信号激励的分数阶双稳系统中,研究了非周期振动共振问题,用于微弱非周期信号的检测和增强.当非周期信号脉宽较大时,系统为小参数,通过调节周期方波信号的幅值,能够实现非周期振动共振.当非周期信号脉宽较小时,分别通过变尺度法和二次采样法实现了非周期振动共振.使用变尺度法,得到的大参数等价系统能够匹配任意小的非周期信号脉宽,其中变尺度系数是该方法在使用过程中需要选择的关键参数.使用二次采样法,二次采样后得到的非周期信号具有较大的脉宽,能够匹配原先的小参数系统,其中二次采样频率比是该方法使用过程中的关键参数.这两种方法虽然实现非周期振动共振的物理过程不同,但能够达到相同的效果.系统阶数对振动共振产生影响,随着阶数的增大,发生最佳振动共振时所需要的辅助信号幅值变大,同时系统输出的最佳时间序列与输入非周期信号之间的相似性增强.

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参考文献 (22)

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