Duffing振子

摘要： 为有效干扰伪码调相引信,提出基于Duffing振子参数盲估计的重构式引信欺骗式干扰方法。在建立Duffing振子输出信号、引信信号的伪随机码信号、引信信号与Duffing振子内策动力信号差频信号的乘法关系式基础上,基于Duffing振子隐含周期性实现对伪码调相引信载频和伪随机序列的盲参数估计。根据高精度估计的结果重构引信干扰信号,理论分析了该干扰信号对伪码调相引信的作用过程和欺骗式干扰效果。将所提盲参数估计方法与重构信号的干扰效果进行仿真分析和半实物实验验证。结果表明,盲估计方法在-35 dB信噪比下仍具有良好的参数估计性能,并能进一步重构出引信干扰信号,干扰效果明显优于其他的传统引导式干扰信号。

摘要： 在轧辊磨削过程中,选择稳态叶图边界曲线附近的参数易发生颤振,使得轧辊磨削工艺参数选择过于保守,导致磨削效率严重降低的问题。为此,通过引入Duffing振子,构建三自由度非线性轧辊磨削动力学模型。采用数值计算的方法,研究过程参数在稳态边界附近变化对轧辊磨削颤振的影响;为抑制轧辊磨削颤振,提出混沌摄动方法抑制颤振。结果表明:所提方法有良好的颤振抑制效果,为实际加工过程中参数选择和轧辊磨削颤振抑制提供参考。

摘要： 声能量非互易传递机理及声非互易系统构建是近年来声学领域的研究热点.本文开展了由非线性薄膜和两个不同尺寸声腔组成的实验系统中声能量非互易传递的实验研究.该系统利用简化为Duffing振子的薄膜频响函数的不对称性,实现了声能量的非互易传递.采用复化平均法获得系统频响函数的渐近解,理论计算结果与实验测量结果吻合.理论计算和实验结果表明:该系统理论上存在最大9.1倍的非互易量,实验测得的最大非互易量为4.3倍,归一化跳变区频率带宽为0.56.研究结果揭示了实验系统中声能量非互易传递机理,为实现空气介质声系统中声能量的非对称传递提供了一种新方法.

摘要： 局部放电信号在检测前需去除其噪声,且为了进一步识别局放信号的模式,去噪时还应尽可能保留其波形特征。所以噪声抑制能力和波形恢复能力是局放信号去噪的两个关键指标。提出了一种适用于局部放电信号去噪的由三个Duffing振子构成的耦合同步系统,该系统具有耦合程度高、同步速度快的特点。仿真实验表明,该Duffing振子系统可以适应各种类型信号的去噪。应用到局放信号去噪时,该系统可以在-25 dB的信噪比下恢复局放信号,且信号的关键波形细节还原较好。此外,该系统的求解速度很快,可以应用于局放信号的实时处理。

摘要： 研究了含有分数阶微分项的Duffing振子的分岔与混沌行为,利用等效刚度和等效阻尼的概念对分数阶微分项进行处理,将分数阶微分项等效成三角函数与指数函数的形式,用Melnikov方法分析了分数阶Duffing振子产生分岔与混沌的必要条件,得到了其解析结果.进行了解析解和数值解的比较,证明了解析结果的精确度,并通过仿真计算研究了分数阶的阶次和系数对系统产生混沌必要条件的影响.在数值模拟过程中,还发现分数阶Duffing振子中存在双稳态特性,从两个稳态解出发,随着外激励参数的变化都能通过倍周期分岔到达混沌的状态.通过分析系统的动力学响应验证了这一现象.

摘要： 为了提高电力系统稳定运行的可靠性,针对基于电力系统故障状态下微弱信号检测的方法展开了一系列研究,提出了基于Duffing混沌振子模型的微弱信号检测策略.利用系统存在噪声影响时观测微弱信号的变化规律,建立一种基于Duffing混沌振子的微弱信号检测模型,并在系统出现故障时对系统内所出现的微弱信号变化进行观测,包括时域波形以及相平面轨迹,还构造混沌检测模型对策动力幅值进行仿真计算.其仿真结果得到:在系统中存在白噪声或微弱正弦信号情况下,混沌运行轨迹以及大尺度周期运行轨迹仍保持着一定规律,进而能够得到待检测的微弱信号的变化情况;当系统内出现强噪声的情况下,此检测模型仍可以准确观测到微弱信号,有效屏蔽了噪声对信号的影响.结果表明,该方法能够有效适应不同环境且不受噪声影响,提高了检测的效率和准确率,对保障电力系统稳定运行有重要意义.

摘要： 主动声纳探测水下目标时,目标散射特性以及水声传播特性会对接收回波产生影响.针对水中沉底与掩埋目标探测时存在的混响干扰强、信混比低等问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的变频Duffing振子检测方法.在发射LFM信号探测水下目标时,目标回波信号为多个LFM信号线性叠加的形式,不符合Duffing振子的单频检测条件.基于FRFT理论,提出了在最佳FRFT域上对LFM回波信号进行傅里叶逆变换的解调频方法.并根据亮点模型,推导了多亮点LFM回波信号解调频后的信号形式.由理论分析可知,解调频后的单频信号数量与亮点数量一致,频率大小与亮点时延及发射信号参数有关,为未知参量.针对解调频后频率及数量未知这一问题,提出了变频Duffing振子系统检测模型,通过改变系统内置策动力频率,自主地搜索单频信号信息,实现了低信混比下LFM目标回波信号的检测及亮点数量的估计.湖试沉底及海试掩埋实验数据处理结果验证了方法的有效性及可行性.

摘要： 为了提高电力系统稳定运行的可靠性,针对基于电力系统故障状态下微弱信号检测的方法展开了一系列研究,提出了基于Duffing混沌振子模型的微弱信号检测策略。利用系统存在噪声影响时观测微弱信号的变化规律,建立一种基于Duffing混沌振子的微弱信号检测模型,并在系统出现故障时对系统内所出现的微弱信号变化进行观测,包括时域波形以及相平面轨迹,还构造混沌检测模型对策动力幅值进行仿真计算。其仿真结果得到:在系统中存在白噪声或微弱正弦信号情况下,混沌运行轨迹以及大尺度周期运行轨迹仍保持着一定规律,进而能够得到待检测的微弱信号的变化情况;当系统内出现强噪声的情况下,此检测模型仍可以准确观测到微弱信号,有效屏蔽了噪声对信号的影响。结果表明,该方法能够有效适应不同环境且不受噪声影响,提高了检测的效率和准确率,对保障电力系统稳定运行有重要意义。

摘要： 在磨削加工过程中,颤振的发生通常使得工件表面出现振纹,严重降低工件的表面质量,而且加剧机床的磨损,缩短砂轮的使用寿命,因此,抑制磨削加工中的颤振具有重要意义.通过将Duffing振子考虑为砂轮的结构非线性项,建立了2自由度非线性磨削动力学模型.首先,采用数值仿真的方法,做出了磨削系统的稳态图和分岔图,研究了磨削工艺参数对磨削稳定性的影响;之后,为了抑制磨削颤振,采用主动控制策略来降低系统的振幅,仿真结果表明,主动控制策略很好地抑制了颤振,从而极大地提高了磨削工件的表面质量.

摘要： 针对为提高在强噪声环境下应答器上行链路传输信号的检测精度,利用混沌系统对初始条件敏感以及对噪声免疫的特性,将混沌振子应用到应答器上行链路信号检测解调中.结合微弱信号Duffing振子检测原理和应答器上行链路信号特征,给出了使用Duffing振子检测应答器信号的方法和步骤,并使用Lyapunov指数算法计算Duffing振子检测系统的临界阈值,定量判断系统的输出状态,实现应答器信号的解调.在理论分析的基础上,进行了实验仿真验证.仿真结果表明,基于Lyapunov指数算法的应答器信号混沌振子检测方法提高了阈值设置的准确性和效率,并确保了应答器信号检测的可靠性.

摘要： 非线性动力学被广泛运用在自然界各个不同的动力学系统。在离子阱中,如果将囚禁离子偏离平衡位置,它可以被看作一个具有非线性特性的动态振子。自行研制的芯片离子阱中观察到了单个40Ca+离子的振动耦合现象和不同的非线性效应,并提出了一个带有耦合项的复杂的Duffing振子理论模型,通过多尺度方法解出的稳态解,可以很好地解释实验现象。

摘要： 非线性动力学被广泛运用在自然界各个不同的动力学系统。在离子阱中,如果将囚禁离子偏离平衡位置,它可以被看作一个具有非线性特性的动态振子。自行研制的芯片离子阱中观察到了单个40Ca+离子的振动耦合现象和不同的非线性效应,并提出了一个带有耦合项的复杂的Duffing振子理论模型,通过多尺度方法解出的稳态解,可以很好地解释实验现象。

摘要： 非线性动力学被广泛运用在自然界各个不同的动力学系统。在离子阱中,如果将囚禁离子偏离平衡位置,它可以被看作一个具有非线性特性的动态振子。自行研制的芯片离子阱中观察到了单个40Ca+离子的振动耦合现象和不同的非线性效应,并提出了一个带有耦合项的复杂的Duffing振子理论模型,通过多尺度方法解出的稳态解,可以很好地解释实验现象。

摘要： 非线性动力学被广泛运用在自然界各个不同的动力学系统。在离子阱中,如果将囚禁离子偏离平衡位置,它可以被看作一个具有非线性特性的动态振子。自行研制的芯片离子阱中观察到了单个40Ca+离子的振动耦合现象和不同的非线性效应,并提出了一个带有耦合项的复杂的Duffing振子理论模型,通过多尺度方法解出的稳态解,可以很好地解释实验现象。

摘要： 针对低信噪比下毫米波辐射计信号去噪问题,提出使用基于Duffing振子的随机共振的方法.文章首先介绍了基于Duffing振子的随机共振微弱信号检测的基本方法,针对毫米波辐射计信号频率较高的实际情况,采用变尺度方法是系统实现随机共振.调节阻尼系数和噪声强度等系统参数,可以使系统实现随机共振从而达到消噪的目的.实验表明选取合适的系数可以获得最优的去噪效果.

摘要： 针对低信噪比下毫米波辐射计信号去噪问题,提出使用基于Duffing振子的随机共振的方法.文章首先介绍了基于Duffing振子的随机共振微弱信号检测的基本方法,针对毫米波辐射计信号频率较高的实际情况,采用变尺度方法是系统实现随机共振.调节阻尼系数和噪声强度等系统参数,可以使系统实现随机共振从而达到消噪的目的.实验表明选取合适的系数可以获得最优的去噪效果.

摘要： 针对低信噪比下毫米波辐射计信号去噪问题,提出使用基于Duffing振子的随机共振的方法.文章首先介绍了基于Duffing振子的随机共振微弱信号检测的基本方法,针对毫米波辐射计信号频率较高的实际情况,采用变尺度方法是系统实现随机共振.调节阻尼系数和噪声强度等系统参数,可以使系统实现随机共振从而达到消噪的目的.实验表明选取合适的系数可以获得最优的去噪效果.

摘要： 针对低信噪比下毫米波辐射计信号去噪问题,提出使用基于Duffing振子的随机共振的方法.文章首先介绍了基于Duffing振子的随机共振微弱信号检测的基本方法,针对毫米波辐射计信号频率较高的实际情况,采用变尺度方法是系统实现随机共振.调节阻尼系数和噪声强度等系统参数,可以使系统实现随机共振从而达到消噪的目的.实验表明选取合适的系数可以获得最优的去噪效果.

摘要： 在分析五次谐波优缺点的基础上,提出了克服系统故障前含有五次谐波分量的干扰,防止造成选线的不准确。采用混沌理论对故障信号进行建模,为有效地提取微弱的五次谐波,提出一种基于Duffing振子的混沌弱信号检测方法和选线方法,从算例方法验证了本方法的可行性。

摘要： 在分析五次谐波优缺点的基础上,提出了克服系统故障前含有五次谐波分量的干扰,防止造成选线的不准确。采用混沌理论对故障信号进行建模,为有效地提取微弱的五次谐波,提出一种基于Duffing振子的混沌弱信号检测方法和选线方法,从算例方法验证了本方法的可行性。

摘要： 本申请涉及一种耦合Duffing振子快速数字信号检测方法。该方法包括：获取待检测信息，将待检测信息输入耦合Duffing振子系统中；基于耦合Duffing振子系统，通过二阶精度的递推算法进行并行求解，获得求解结果；根据求解结果进行分析，确定信号检测结果。通过二阶精度的递推算法进行并行求解，每个变量的递推只需要计算两次微分方程，而且采用了并行计算，实际每个变量的计算时长为一次微分方程的求解时间，是采用定步长4阶龙格库塔法的常规Duffing振子信号检测方法的计算时间的四分之一，且在工程计算中能得到正确的信号检测结果，对于采用该二阶精度的递推算法进行求解的数字电路，其规模可以更小，运算速度可以更快。

摘要： 本发明公开了一种基于改进型Duffing振子混沌模型的电动汽车充电桩谐波检测算法；首先对Duffing振子模型进行仔细的分析，并针对在强噪声环境下进行谐波检测的特点对振子的模型进行改进；其次根据系统输出间歇混沌信号时系统策动力合力的表达式，分析出间歇混沌信号的周期，从而确定待测信号的频率估计值；最后通过比较过零点间距，找出系统由混沌进入周期状态的时间以及由周期进入混沌的时间，从而确定相位估计值，以及过零点间距法找出大尺度周期状态和混沌状态的时间，进一步确定未知信号的幅值。该方法不仅快速、准确有效地检测出待测谐波信号，而且大幅提高了系统检测谐波的抗噪声能力。

摘要： 本发明提供了一种基于双Duffing振子正交系统的水中弱目标矢量声定向方法，利用双正交Duffing振子，通过改变已知内置策动力的大小，实现了对矢量声信号X与Y通道信号幅度与相位值的估计。同时利用Duffing振子对高斯白噪声的鲁棒性，大大提高了对水中弱目标方向估计的精度与距离。结果表明，采用本发明公开的方法对水中弱目标进行定向是一种行之有效的方法，具有估计精度高、距离远等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于Duffing振子和本征模式分量的滚动轴承故障诊断方法，首先，采集正常运行信号，然后对正常运行信号进行分析处理，再建立标准的Duffing振子阵列模型，通过标准的Duffing振子阵列模型对待测信号进行运算，进而判断滚动轴承是否故障。本发明基于Duffing振子和本征模式分量的滚动轴承故障诊断方法，不仅可以区分出滚动轴承体故障、外圈故障、内圈故障的类型，还可以识别不同故障的信号；且检测精准率高、检测过程简单，并具有工程应用价值。

摘要： 本发明是一种强噪声背景下参数未知的多线谱Duffing振子检测及频率识别方法，其特点是，包括基于Poincare映射特征函数的Duffing振子相态的定量判别、基于频率切片小波变换的检测系统性能提升和对多线谱成分的变参数Duffing振子检测等内容，能够满足实际工程中快速性及实时性的要求，同时可降低漏报及误判的概率，实现低信噪比背景下参数未知的多线谱检测与频率估计。具有方法科学合理，适用性强，效果佳等优点。

摘要： 本发明提供了一种基于Duffing‑Van derpol忆阻混沌振子的混沌同步电路，该混沌同步电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7、运算放大器U8、运算放大器U9、运算放大器U10、运算放大器U11、运算放大器U12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4、乘法器A5、乘法器A6、乘法器A7、乘法器A8、外围电阻以及两个正弦信号源。本发明的有益效果是：通过将两个含有磁控忆阻器模型的Duffing‑Van der pol忆阻混沌振子电路进行耦合，实现了两个混沌系统的同步。

摘要： 实现声能量非互易传递的Duffing振子型结构声装置及其验证方法，第一正方体声腔居中叠放在第二正方体声腔的顶面上，两者的对应边相互平行；第一正方体声腔的侧面开有第一通孔，第二正方体声腔的侧面开有第二通孔，正向激励时体积速度声源通过第一通孔接入第一正方体声腔中，反向激励时体积速度声源通过第二通孔接入第二正方体声腔中，且声波波长远大于声腔尺寸；第一正方体声腔的底面居中开有第三通孔，第二正方体声腔的顶面居中开有第四通孔，第三通孔对接第四通孔，第一正方体声腔与第二正方体声腔之间设有薄膜，薄膜完全遮蔽第三通孔和第四通孔。本发明还包括实现声能量非互易传递的Duffing振子型结构声装置的验证方法。

摘要： 本发明公开了一种基于Duffing振子的二维微损伤定位方法及装置，包括：在均匀结构件上布置一组PZT压电传感器，组成激励器‑传感器监测通道；采集所有监测通道的结构非线性Lamb波响应信号；将所有监测通道的非线性Lamb波信号输入到调节好的Duffing混沌振子中去并重构相空间计算出最大Lyapunov指数；根据同一路径健康状态下最大Lyapunov指数和损伤状态下最大Lyapunov指数，计算得到这个路径下的损伤指标并作归一化处理；采用计算得到的损伤定位指数对微损伤进行二维平面定位评估。本发明方法能一定程度上监测出由结构非线性引起的非线性信号，提升非线性信号监测效率，评估其当前损伤程度，并完成对结构早期微损伤的初步定位，提高监测结果的准确性。

摘要： 本发明公开了一种自适应Duffing振子磁异常信号检测方法，使用本发明能够克服Duffing振子只能检测强噪声背景下的单一频率的微弱磁异常信号的问题，在海洋的非高斯性强噪声背景下，选用多分辨分析算法去除目标磁异常信号中的高斯白噪声和非高斯白噪声，得到去噪后的目标磁异常微弱信号，提高信噪比；对多分辨分析后的目标进行尺度变换，利用自适应Duffing振子多频微弱信号检测模型，能准确检测出多分辨分析后的目标信号中包含的各个频率成分，并根据此绘制相平面轨迹图，判断其是否进入大周期状态；判断目标信号的频率是否大于设定阈值，是则输出目标信号频率；否则自适应更新频率，并继续进行尺度变换，实现对微弱的目标信号所包含的频率成分的充分提取。

摘要： 本申请涉及一种耦合Duffing振子快速数字信号检测方法。该方法包括：获取待检测信息，将待检测信息输入耦合Duffing振子系统中；基于耦合Duffing振子系统，通过二阶精度的递推算法进行并行求解，获得求解结果；根据求解结果进行分析，确定信号检测结果。通过二阶精度的递推算法进行并行求解，每个变量的递推只需要计算两次微分方程，而且采用了并行计算，实际每个变量的计算时长为一次微分方程的求解时间，是采用定步长4阶龙格库塔法的常规Duffing振子信号检测方法的计算时间的四分之一，且在工程计算中能得到正确的信号检测结果，对于采用该二阶精度的递推算法进行求解的数字电路，其规模可以更小，运算速度可以更快。