基于混沌与随机共振的微弱信号检测方法的研究

摘要

传统的信号检测方法不能检测出信噪比较低的微弱信号，也无法检测噪声分布情况未知的微弱信号，为了解决上述问题，本文提出了利用非线性系统中典型的混沌系统与随机共振系统来检测微弱信号的特性，并对它们实现微弱信号检测的方法进行仿真验证与应用研究。
　　介绍了混沌现象、混沌的特点和混沌的定量描述，研究了Duffing系统的运动状态并进行Simulink建模仿真，验证了在周期信号输入下，可以检测出信号的幅值。同时，介绍了随机共振现象、双稳态系统、随机共振的衡量指标和随机共振的分类，研究了周期信号输入下的随机共振效应，验证了Matlab编程和Simulink建模方法可检测出信号的频率；并研究了在非周期信号输入下利用随机共振效应可检测出信号的大致波形。
　　将混沌与随机共振理论相结合，利用随机共振效应检测周期信号的频率，将检测出的频率值设置为Duffing系统的周期策动力的角频率，然后检测周期信号的幅值，实现了周期信号的幅值和频率的检测，从而开创出一条微弱信号检测的新途径。

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第一章 绪论

1.1 非线性系统理论

1.2 微弱信号检测的意义与传统技术

1.3 混沌理论的提出与发展

1.4 随机共振理论的提出与发展

1.5 工程实践

1.6 本文主要研究内容及安排

第二章 混沌基本理论

2.1 混沌现象

2.2 混沌的特点

2.3 混沌的定量描述

2.4 混沌信号检测理论

2.5 本章小结

第三章 基于Duffing方程的混沌理论微弱信号检测

3.1 Matlab软件简介

3.2 Duffing系统及其数学模型

3.3 Duffing系统运动状态的仿真

3.4 基于Duffing方程检测周期信号

3.5 本章小结

第四章 随机共振基本理论

4.1 随机共振现象

4.2 随机共振的衡量指标

4.3 双稳态系统

4.4 随机共振的分类

4.5 本章小结

第五章 基于双稳态模型的随机共振微弱信号检测

5.1 双稳态系统结构参数对势垒的影响

5.2 Matlab编程检测周期信号

5.3 Simulink建模检测周期信号

5.4 非周期信号的检测

5.5 本章小结

第六章 混沌和随机共振微弱信号检测方法的结合

6.1 理论基础

6.2 仿真验证

6.3 实际应用

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文