改进型类Lorenz系统在弱信号检测中的应用

混沌系统具有一定的抑制噪声能力,且对初始条件敏感。因此在弱信号检测方面,相比于传统检测方法混沌系统具有很大的优势。对一种新型的类Lorenz混沌系统进行了改进,通过加入周期扰动的方法,使得改进后的系统对正弦信号幅值变化更加敏感,以满足检测微弱周期信号的条件。同时,引入了0-1测试算法来进一步确认系统混沌状态的阈值,使得改进后的系统对弱信号振幅检测精度达到10^(-4)V。通过计算状态变量方差,实现了对未知频率信号的检测。仿真结果表明,该混沌系统可检测最低信噪比为-63.01 dB。

基于Lorenz系统的微弱谐和信号检测

基于非共振参数激励混沌抑制原理,利用受控Lorenz系统实现强噪声背景下微弱谐和信号的检测。根据检测系统经平均法和重整化方法处理后的参数等效关系,确定使系统动力学行为由周期轨道突变为稳定平衡点的检测参数临界值。仿真结果表明此系统可以准确检测出强噪声背景下的微弱谐和信号。相比于现有的混沌振子检测方法,此方案可由理论分析得到参数阈值的准确范围,且判决准则简单,有利于实现自动检测。

基于受控Lorenz系统的微弱脉冲信号检测

利用Lorenz系统的参数非共振激励混沌抑制原理,实现强噪声背景下微弱周期脉冲信号的检测.将频率远大于系统特征频率的脉冲信号作为系统内置激励信号,根据平均法和重整化方法得到受控Lorenz系统与原系统的参数等效关系,并确定使系统由混沌状态突变为周期状态的检测参数临界值.仿真结果表明此系统可以达到较低的信噪比工作下限.此方法可根据理论分析结果预测参数临界值范围,检测方式简便易行,适于在目标探测和故障诊断领域推广应用.

一种基于Lorenz系统的混沌加密算法的设计和分析

混沌信号具有天然的随机性,可以作为序列密码应用于信息加密。文章基于混沌理论,从应用的角度出发,设计了一种混沌加密算法,并对该算法的性能进行了分析。

Lorenz混沌系统的弱故障信号检测方法研究

针对机械系统早期故障信号较弱,难以准确判断提取的问题,提出了一种基于Lorenz混沌系统初值敏感性的弱故障信号检测法。将设备早期弱故障信号做为初始值的微弱扰动输入Lorenz系统,随着混沌系统的演变,Lorenz吸引子将产生巨变,从而达到检测设备弱故障的目的。为验证其有效程度,进行了仿真分析和转子冲击故障的检测结果表明,此方法可以有效地检测到转子冲击故障,为混沌弱信号检测提供了一种新方法和思路。

给定矢量信号实现分数阶超混沌Lorenz系统的广义投影同步

论文在非线性观测器的设计思想基础上,改进了四维分数阶超混沌Lorenz系统实现广义投影同步的条件。在分数阶超混沌Lorenz驱动系统和响应系统中给定一个同步传输的矢量信号,然后通过极点配置设计一个四维自治常微分方程形式的控制器,从而实现了分数阶超混沌Lorenz系统的广义投影同步。最后,通过数值仿真验证了设计控制器的有效性。

基于类Lorenz的微弱信号检测及其电路实现

传统的微弱信号检测方法,其输入信号的信噪比难以降低,受到一定限制。而基于混沌理论的微弱信号检测可以改善上述不足,达到极低的输入信噪比,提高检测精度。用一种新的混沌系统来检测微弱信号,根据特定混沌系统对于参数敏感而对噪声免疫的特性,利用双参数控制方法,构造了一种类Lorenz系统的微弱信号检测模型,结合中低频微弱周期信号检测对模型进行了理论分析和数值仿真。根据理论模型设计制作了混沌检测电路,实验结果与理论分析基本吻合,实现了利用电路从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号。

基于Lorenz振子的微弱周期信号联合检测方法

分析了传统自相关方法在噪声环境下的微弱信号检测性能,对噪声环境中的Lorenz振子进行了特性分析。提出了运用自相关和Lorenz振子的微弱周期信号检测方法。首先将待测信号进行自相关处理,提高其信噪比;然后利用比例微分控制策略下的Lorenz振子对检测信号进行检测。实验结果表明:相较运用Duffing阵子阵列的频率检测方法,能有效检测出信噪比达-60 d B的周期信号的频率,具有复杂度低和可同时检测多个周期信号的优点。

脑电时间序列的非线性重构

脑电信号的非线性特征量的提取以其非线性重构为基础,对脑电信号的进行非线性重构的关键是正确选择重构参数时间延迟和嵌入维数.确定重构参数的方法很多,并各有其优缺点.C-C方法是一种可以同时确定最佳时间延迟和最佳嵌入维数的新方法,以Lorenz模型数据和脑电时间序列为计算对象,对这种方法进行了验证与比较.

级联自适应局部投影降噪方法

针对具有非线性、非平稳性特征的信号,提出一种邻域半径自适应局部投影和小波阈值去噪级联的降噪方法.首先,利用经验模态分解得到信号中的高频分量并以此估计噪声水平;再根据噪声水平确定邻域半径;最后,利用该半径进行局部投影处理并结合小波阈值方法进行细节平滑.Lorenz系统时间序列的降噪结果表明,本方法能够提高信噪比并降低均方误差,并在信号结构失真时恢复其原始吸引子形态,去噪和还原信号特征的能力皆优于小波阈值去噪方法.对桡、颈、肱动脉脉搏信号、心电信号的降噪结果展示了本方法在生理信号噪声抑制和特征保留方面的优越性能.

改进的耦合同步罗仑兹混沌遮掩保密通信电路

给出一种改进的罗仑兹混沌保密通讯电路系统。该系统利用耦合同步罗仑兹混沌电路进行数字信号的混沌遮掩传送,在发送端和接收端之间只需传送一个带有数字信息的混沌信号即可实现高质量保密传送信息。模拟实验表明:在接收端将信息检出经整形处理后可无失真地恢复所传送的数字信号,与Yn P Lookman T设计的电路相比,隐蔽性更好、电路更简单、实用性更强。

基于非线性状态空间投影的混沌序列消噪算法

针对混沌信号和噪声在状态空间中吸引子的不同表现形式,研究了一种基于非线性状态空间投影的混沌时间序列消噪算法.对仿真信号和实际测量信号都进行了实验,得到了较好的噪声消除效果.其中仿真信号是受到50%高斯白噪声污染的Lorenz信号;实测信号是从孕妇腹部测得的一导联混合信号.模拟仿真和半实物仿真都体现了该算法在混沌信号消噪方面的应用价值.

非线性时间序列复杂性测度的稳定性

复杂性测度是刻画非线性时间序列最重要的动力学指标,复杂度的计算涉及时间序列长度、复杂度阶次等参数的选择,合适地选择这些计算参数是保证计算结果真实与稳定的前提.以Lorenz方程所产生的时间序列和临床脑电时间序列为例,在数值计算的基础上,讨论了参数选择对计算结果的影响,并给出了参数选择的参考.

基于数学形态学的混沌信号分数维提取研究

针对具有混沌分形特性的时间序列求取分数维的研究,提出了一种新的基于数学形态学的提取方法。该方法计算速度快,对Lorenz等系统进行的试验表明,其相关维与给出的新算法的计算结果很接近,为快速提取混沌分形特征提供了可能。在选择膨胀和腐蚀的尺度时要注意选择的尺度越合适,计算精度越高,并且越能反映时间序列的局部特性。

基于高阶复杂性测度的心率变异信号分析

心率变异性反映了交感神经和迷走神经对心血管系统的综合调节作用,是评价心血管系统功能的重要指标.复杂度是描述时间信号序列信息量的一个重要参数,传统算法中的过分粗略化会丢失大量的有用信息,而高阶复杂度的引入可较大程度地避免这一问题.在利用Lorenz模型数据仿真的基础上,分别对25例正常人样本和25例充血性心力衰竭病人样本的心率变异信号的1～15阶Kolmogorov复杂度进行了计算,通过对比分析后确定,5阶Kolmogorov复杂度在临床医学上可以为分析心率变异信号获得更为理想的效果.

基于PIC16F877A的混沌信号发生器的设计

混沌信号源的实现对生物医学、非线性信号处理等领域有着极其重要的意义。提出一种基于PIC16F877A的混沌信号源的解决方案,具有数字化、保密性好、电路简单、信号稳定等优点。具体阐述基于该方案的混沌信号源的硬件和软件的设计和实现过程。以Lorenz混沌方程作为数学模型产生混沌信号源。通过D/A转换、电压放大、混频、调制、功率放大、PCB设计和电路验证,得到能应用于医疗器械的混沌信号源,通过调试,结果表明该设计方案是行之有效的。

一种混沌加密算法的设计与实现

从网络安全及应用代价出发,基于Lorenz系统方程,设计了一种高速低代价且易于软件实现的混沌加密算法,分析了混沌加密的效率及安全性,给出对图像文件进行加密的效果,对其性能进行评估,并将该算法和当前通用的加密算法进行比较.

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。

基于类洛伦茨系统的微弱信号检测及其电路实现

基于一种类洛伦茨(Lorenz)混沌系统,利用周期微扰的混沌控制方法,应用于微弱信号的检测。首先,构建一个受控的类Lorenz检测系统,通过调节系统两参数可将混沌系统控制可在所期望的周期轨道内。利用李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱及分岔图分析,选择适当的两个参数值,将系统控制在混沌临界状态,当加入混有高斯白噪声的微弱信号时,系统发生相变,由混沌临界状态转变为周期三状态,从而检测出与外加激励信号同频率的微弱正弦信号。此方法不需要利用梅尔尼科夫(Melnikov)方法计算复杂的系统发生相变的激励信号幅值的精确解,实现方法简单易行,MATLAB仿真结果表明该系统可以实现极低的信噪比。在理论和数值分析的基础之上,该文设计了微弱信号检测电路,仿真和实验结果表明,该方法能够有效实现微弱正弦信号的检测。

一种低旁瓣混沌雷达波形设计方法

传统的线性调频雷达波形,其自相关函数旁瓣较高,虽然可以经过切趾滤波处理降低旁瓣,但有一定程度的信噪比损失。针对这一问题,本文提出利用初始值优化过后的Lorenz系统的变量进行混沌调频,不但可以得到更好的自相关特性,而且没有信噪比损失,同时保持了混沌信号的类随机特性和较强的抗干扰性能(ECCM)。仿真结果表明,在没有加窗处理的情况下,可得到具有-39.53dB峰值旁瓣的Lorenz混沌调频雷达信号,比切趾滤波后的线性调频波旁瓣更低,是理想的雷达信号。