搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

级联双稳Duffing系统的随机共振研究

赖志慧 冷永刚 范胜波

引用本文:
Citation:

级联双稳Duffing系统的随机共振研究

赖志慧, 冷永刚, 范胜波

Stochastic resonance of cascaded bistable duffing system

Lai Zhi-Hui, Leng Yong-Gang, Fan Sheng-Bo
PDF
导出引用
  • 研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性, 证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节, 不仅可实现大参数信号的级联随机共振, 而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征, 即参数调节的级联双稳Duffing系统能实现比单级双稳Duffing系统更好的随机共振输出. 此外, 级联双稳Duffing系统对方波信号具有良好的滤波整形作用, 可用于实现含噪方波信号的波形恢复.
    The stochastic resonance of cascaded bistable Duffing system (CBDS) has been studied in this paper. We have shown that with the appropriate adjustment of the parameters of the CBDS, such as the scale transformation coefficient, the damping ratio and the number of cascaded systems, the CBDS can not only achieve large or small parameter stochastic resonance, but also optimize the stochastic resonance result of a single bistable Duffing system (SBDS). That is, with the parameter adjustment, the stochastic resonance effect of the CBDS is much better than that of the SBDS. Furthermore, the CBDS has excellent filtering and smoothing characters for a square wave signal, which can be applied to the recovery of the square wave signal masked by heavy noise.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51275336)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20120032110001)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51275336), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20120032110001).
    [1]

    Beniz R, Sutera A, Vulplana 1981 Phys. A 14 453

    [2]

    Benzi R, Parisi G, Srutera A, Vulpiana A 1982 Tellus 34 11

    [3]

    Fauve S, Heslot F 1983 Phys. Lett. 97A 5

    [4]

    McNamara B, Wiesenfeld K, Roy R 1988 Phys. Rev. Lett. 60 2625

    [5]

    Hu G 1992 Chin. Phys. Lett. 9 69

    [6]

    Nicolis C, Nicolis G, Frisch H L 1998 Phys. Lett. A 249 443

    [7]

    Gong Y F 1998 Phys. Lett. A 243 351

    [8]

    Gammaitoni L, Hanggi P, Jung P, Marchesoni F 1998 Rew. Mod. Phys. 70 223

    [9]

    Leng Y G, Wang T Y, Guo Y, Wang W J, Hu S G 2005 Acta Phys. Sin. 54 1118 (in Chinese) [冷永刚, 王太勇, 郭焱, 汪文津, 胡世广 2005 物理学报 54 1118]

    [10]

    Wang F Z, Wen X D, Li R, Qin G R 1996 Jour. Beijing Normal Uni. (Nature Science) 32 47 (in Chinese) [王辅忠, 温孝东, 李蓉, 秦光戎 1996 北京师范大学学报 (自然科学版) 32 47]

    [11]

    Lai Z H, Leng Y G, Sun J Q, Fan S B 2012 Acta Phys. Sin. 61 050503 (in Chinese) [赖志慧, 冷永刚, 孙建桥, 范胜波 2012 物理学报 61 050503]

    [12]

    Kang Y M, Xu J X, Xie Y 2004 Acta Mech. Sin. 36 247 (in Chinese) [康艳梅, 徐健学, 谢勇 2004 力学学报 36 247]

    [13]

    Zhang G J, Xu J X, Yao H 2006 Acta Mech. Sin. 38 283 (in Chinese) [张广军, 徐健学, 姚宏 2006 力学学报 38 283]

    [14]

    Karatzas I Shreve S E 1991 Brownian Motion and Stochastic Calculus (2nd ed) (Berlin: Springer Press)

    [15]

    Holmes P 1979 Philosophical Transactions of the Royal Soeiety of London Series A London,United Kingdom,October 23,1979 292(1394) p419

    [16]

    Leng Y G, Lai Z H, Fan S B, Gao Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 230502 (in Chinese) [冷永刚, 赖志慧, 范胜波, 高毓璣 2012 物理学报 61 230502]

    [17]

    Hu G 1994 Stochastic Forces and Nonlinear System (Shanghai: Shanghai Science & Technology Education Press) pp222-229 (in Chinese) [胡岗 1994 随机力与非线性系统(上海: 上海科技教育出版社) 第222–第229页]

    [18]

    Leng Y G, Leng Y S, Guo Y 2006 Journal of Sound and Vibration 292 788

    [19]

    Leng Y G 2011 Acta Phys. Sin. 60 020503 (in Chinese) [冷永刚 2011 物理学报 60 020503]

    [20]

    Leng Y G, Wang T Y 2007 Mechanical Systems and Signal Processing 21 138

  • [1]

    Beniz R, Sutera A, Vulplana 1981 Phys. A 14 453

    [2]

    Benzi R, Parisi G, Srutera A, Vulpiana A 1982 Tellus 34 11

    [3]

    Fauve S, Heslot F 1983 Phys. Lett. 97A 5

    [4]

    McNamara B, Wiesenfeld K, Roy R 1988 Phys. Rev. Lett. 60 2625

    [5]

    Hu G 1992 Chin. Phys. Lett. 9 69

    [6]

    Nicolis C, Nicolis G, Frisch H L 1998 Phys. Lett. A 249 443

    [7]

    Gong Y F 1998 Phys. Lett. A 243 351

    [8]

    Gammaitoni L, Hanggi P, Jung P, Marchesoni F 1998 Rew. Mod. Phys. 70 223

    [9]

    Leng Y G, Wang T Y, Guo Y, Wang W J, Hu S G 2005 Acta Phys. Sin. 54 1118 (in Chinese) [冷永刚, 王太勇, 郭焱, 汪文津, 胡世广 2005 物理学报 54 1118]

    [10]

    Wang F Z, Wen X D, Li R, Qin G R 1996 Jour. Beijing Normal Uni. (Nature Science) 32 47 (in Chinese) [王辅忠, 温孝东, 李蓉, 秦光戎 1996 北京师范大学学报 (自然科学版) 32 47]

    [11]

    Lai Z H, Leng Y G, Sun J Q, Fan S B 2012 Acta Phys. Sin. 61 050503 (in Chinese) [赖志慧, 冷永刚, 孙建桥, 范胜波 2012 物理学报 61 050503]

    [12]

    Kang Y M, Xu J X, Xie Y 2004 Acta Mech. Sin. 36 247 (in Chinese) [康艳梅, 徐健学, 谢勇 2004 力学学报 36 247]

    [13]

    Zhang G J, Xu J X, Yao H 2006 Acta Mech. Sin. 38 283 (in Chinese) [张广军, 徐健学, 姚宏 2006 力学学报 38 283]

    [14]

    Karatzas I Shreve S E 1991 Brownian Motion and Stochastic Calculus (2nd ed) (Berlin: Springer Press)

    [15]

    Holmes P 1979 Philosophical Transactions of the Royal Soeiety of London Series A London,United Kingdom,October 23,1979 292(1394) p419

    [16]

    Leng Y G, Lai Z H, Fan S B, Gao Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 230502 (in Chinese) [冷永刚, 赖志慧, 范胜波, 高毓璣 2012 物理学报 61 230502]

    [17]

    Hu G 1994 Stochastic Forces and Nonlinear System (Shanghai: Shanghai Science & Technology Education Press) pp222-229 (in Chinese) [胡岗 1994 随机力与非线性系统(上海: 上海科技教育出版社) 第222–第229页]

    [18]

    Leng Y G, Leng Y S, Guo Y 2006 Journal of Sound and Vibration 292 788

    [19]

    Leng Y G 2011 Acta Phys. Sin. 60 020503 (in Chinese) [冷永刚 2011 物理学报 60 020503]

    [20]

    Leng Y G, Wang T Y 2007 Mechanical Systems and Signal Processing 21 138

  • [1] 王烨花, 何美娟. 高斯色噪声激励下非对称双稳耦合网络系统的随机共振. 物理学报, 2022, 71(19): 190501. doi: 10.7498/aps.71.20220909
    [2] 谢勇, 刘若男. 过阻尼搓板势系统的随机共振. 物理学报, 2017, 66(12): 120501. doi: 10.7498/aps.66.120501
    [3] 李爽, 李倩, 李佼瑞. Duffing系统随机相位抑制混沌与随机共振并存现象的机理研究. 物理学报, 2015, 64(10): 100501. doi: 10.7498/aps.64.100501
    [4] 赖志慧, 冷永刚. 三稳系统的动态响应及随机共振. 物理学报, 2015, 64(20): 200503. doi: 10.7498/aps.64.200503
    [5] 焦尚彬, 杨蓉, 张青, 谢国. α稳定噪声驱动的非对称双稳随机共振现象. 物理学报, 2015, 64(2): 020502. doi: 10.7498/aps.64.020502
    [6] 季袁冬, 张路, 罗懋康. 幂函数型单势阱随机振动系统的广义随机共振. 物理学报, 2014, 63(16): 164302. doi: 10.7498/aps.63.164302
    [7] 杨明, 李香莲, 吴大进. 单模激光系统随机共振的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(16): 160502. doi: 10.7498/aps.61.160502
    [8] 林敏, 黄咏梅. 双稳系统随机共振的能量输入机理. 物理学报, 2012, 61(22): 220205. doi: 10.7498/aps.61.220205
    [9] 张广丽, 吕希路, 康艳梅. 稳定噪声环境下过阻尼系统中的参数诱导随机共振现象. 物理学报, 2012, 61(4): 040501. doi: 10.7498/aps.61.040501
    [10] 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
    [11] 冷永刚, 赖志慧, 范胜波, 高毓璣. 二维Duffing振子的大参数随机共振及微弱信号检测研究. 物理学报, 2012, 61(23): 230502. doi: 10.7498/aps.61.230502
    [12] 林敏, 孟莹. 双稳系统的频率耦合与随机共振机理. 物理学报, 2010, 59(6): 3627-3632. doi: 10.7498/aps.59.3627
    [13] 林敏, 方利民. 双稳系统演化的时间尺度与随机共振的加强. 物理学报, 2009, 58(4): 2136-2140. doi: 10.7498/aps.58.2136
    [14] 林 敏, 黄咏梅, 方利民. 耦合双稳系统的随机共振控制. 物理学报, 2008, 57(4): 2048-2052. doi: 10.7498/aps.57.2048
    [15] 周丙常, 徐 伟. 关联噪声驱动的非对称双稳系统的随机共振. 物理学报, 2008, 57(4): 2035-2040. doi: 10.7498/aps.57.2035
    [16] 林 敏, 黄咏梅, 方利民. 双稳系统随机共振的反馈控制. 物理学报, 2008, 57(4): 2041-2047. doi: 10.7498/aps.57.2041
    [17] 周丙常, 徐 伟. 周期混合信号和噪声联合激励下的非对称双稳系统的随机共振. 物理学报, 2007, 56(10): 5623-5628. doi: 10.7498/aps.56.5623
    [18] 宁丽娟, 徐 伟. 光学双稳系统中的随机共振. 物理学报, 2007, 56(4): 1944-1947. doi: 10.7498/aps.56.1944
    [19] 冷永刚, 王太勇, 郭 焱, 吴振勇. 双稳随机共振参数特性的研究. 物理学报, 2007, 56(1): 30-35. doi: 10.7498/aps.56.30
    [20] 冷永刚, 王太勇, 郭 焱, 汪文津, 胡世广. 级联双稳系统的随机共振特性. 物理学报, 2005, 54(3): 1118-1125. doi: 10.7498/aps.54.1118
计量
  • 文章访问数:  4953
  • PDF下载量:  641
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-31
  • 修回日期:  2012-12-15
  • 刊出日期:  2013-04-05

/

返回文章
返回