双Hilbert变换与分数阶双Hilbert变换在混合范数空间上的有界性

研究双Hilbert变换在边界情况的具有混合范数Lebesgue空间上、分数阶双Hilbert变换在一般的具有混合范数Lebesgue空间上和在一种混合范数边界情况等3类有界性问题.

分数阶双输入Buck变换器的逆向解耦PIλ控制

为提高分数阶双输入Buck变换器的动静态性能,提出一种逆向解耦PIλ控制。首先,基于状态空间平均法建立双输入Buck变换器的分数阶数学模型,推导其分数阶小信号等效模型。随后,分析能量间的耦合关系。基于逆向解耦方法实现变量间的解耦,并推导实现分数阶逆向解耦的必要条件。最后,对解耦系统分别设计分数阶PI控制器,并结合分数阶系统的Nyquist判据证明控制系统的稳定性。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的抗干扰性能和动静态调节特性。

基于分数阶小波变换的电力系统谐波检测方法

针对稳态和暂态谐波检测易受噪声干扰的问题,提出一种基于分数阶小波变换(fractional wavelet transform,FRWT)的电力系统谐波检测方法。首先,通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)检测出各频谱的频率,根据频率确定分解层数;其次,利用FRWT对信号进行分解和重构,实现基波与各次谐波分量的分离;最后,对各次谐波分量进行Hilbert变换(Hilbert transform,HT),获取各次谐波分量的频率和幅值检测结果以及暂态扰动的起止时刻。对多种谐波信号的仿真试验结果表明,FRWT方法可以有效实现对含噪信号中稳态和暂态谐波的检测,即使信噪比较低也能保证各项结果的检测精度,证明FRWT方法是检测谐波的一种有效新方法。

基于分数阶Hilbert变换的模拟电路双层故障特征提取方法

利用分数阶p值的灵活性和解析信号能提取信号的细部特征,本文提出基于分数阶Hilbert变换的模拟电路双层故障特征提取新方法,提取分数阶Hilbert变化后解析信号的幅值、相位和瞬时频率的熵值作为特征值。首先根据Fisher准则和遗传算法找到正常样本与其他故障样本之间区分性最大的最优分数阶p1值,提取特征后用二类支持向量机SVM诊断出正常样本,然后采用相同的方法找出不同故障样本之间区分性最大的最优分数阶p2值,提取特征后用多类SVM诊断出各类故障样本。实验结果表明该方法能有效提高故障诊断的准确率。

基于分数阶Hilbert变换的电路故障诊断研究

为了解决非平稳信号频谐分析引起的频谱成分重叠问题,以及滚动轴承故障信号的多载波调制特性,结合轴承故障特点,采用一种基于希尔伯特包络和阶次分析的调制阶次提取方法。首先,利用希尔伯特变换求出了一种具有异响问题的车辆的加速度状态,对包络进行等角度的重新取样,得到与速度无关的包络线,并在角域频谱分析中求出调制阶,并根据各个轴承的故障特性,找出故障的根源;其次,利用分数阶希尔伯特变换对被测信号进行弹性特性和细节特性的提取,利用分数阶希尔伯特变换对二次损伤进行特征提取,并利用分数阶希尔伯特变换对待测信号进行幅度、相位和瞬时频率的提取;再次,利用Fisher的序列和遗传算法,找到了一个最优的pn分类值,在抽取了特征点后,利用两种不同的参数向量机对正常的样品进行了诊断;最后,利用相同的方法,找到具有最大识别能力的最优等级p2值,并据此对各种类型的故障进行分类。试验结果证明:所提出的方法能有效地提高系统的故障诊断精度。

分数阶Fourier域的二维广义Hilbert变换及Bedrosian定理

多维解析信号分析和Hilbert变换在现代信号处理理论和工程应用中有着重要的意义.该文根据解析信号在广义频域内的能量分布,提出了二维信号的方向广义Hilbert变换、全向广义Hilbert变换以及单象广义Hilbert变换等定义,并证明了时域和分数阶Fourier域内它们之间的对应关系以及推导出类似于传统Hilbert变换中的性质.同时,给出了解析信号中具有重要意义的二维广义Bedrosian定理和相应的理论证明.

基于分数阶logistic映射与随机变换的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步安全加密,提高密文在网络传输中的抗攻击能力,提出了基于离散分数阶logistic映射与混沌随机变换的双图像加密算法.将分数阶理论引入到Logistic映射,建立了离散分数阶Logistic映射,设置不同的初始条件,通过对其迭代,输出两个随机序列,对输入明文进行置乱,混淆像素位置;并将其中一个置乱图像进行编码,获取纯相位掩码,联合另外一个置乱图像,输出复合明文信号;随后,再次迭代离散分数阶Logistic映射,将其输出的两个混沌序列转变为矩阵,通过设计相位掩码函数,得到两个混沌掩码;最后,基于混沌分数阶随机变换,构建了加密函数,输出合成密文.实验结果显示:本算法可对多幅图像进行同步加密,具有较高的安全性.

基于离散分数阶角变换与关联混沌映射的双图像加密算法

为了实现对两个明文进行同步安全加密,提出了联合离散多参数分数阶角变换与低维映射的双图像加密算法。基于离散余弦变换(DCT)与Zigzag扫描建立了复合系数矩阵模型,通过反离散余弦变换(IDCT)将两个明文融合成一幅图像;通过耦合Logistic映射,利用明文像素均值与外部密钥计算其初始条件值,并迭代该耦合映射,输出2个随机序列;分别对这2个随机序列进行排序,设计位置数组扰乱机制对复合明文进行置乱;将置乱密文分解为2个新分量,利用Logistic映射与初始明文分别生成混沌随机与调制相位掩码,将2个新分量融合成临时密文;基于离散分数角变换构建了新的2D多参数分数阶角变换,设计加密模型并完成图像加密。结果表日月,与已有双图像加密机制相比所提算法的保密性更佳,有更好的抗明文攻击特性。

二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密算法

针对现今分数阶Fourier变换和传统混沌加密的不足,提出了一种基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密算法。该算法首先借助明文图像信息生成辅助密钥矩阵与输入密钥相结合得到混沌序列,再将生成的中间密文作为二维离散分数阶Fourier变换输入,最后进行置乱操作,使得明文信息得到很好的隐藏。通过实验仿真表明,该算法不仅能有效抵抗统计特征攻击、差分攻击,而且大大改善经传统分数阶Fourier变换后直方图像不平滑的缺点,达到很好的加密效果。

基于分数阶Hilbert变换二维纹理特征的罗音检测算法

为了自动化地检测肺音中间断性异常呼吸音——罗音,基于新兴的分数阶Hilbert变换信号分析手段,提出一种新的检测算法。在不同阶数下,将分数阶Hilbert变换作用于肺音信号,由此可生成一个与该信号对应的二维纹理图像,纹理图像中呈现的明暗相间条纹组合的特征与罗音信号特征相对应,据此可实现罗音检测。分别进行两组检测实验,一组采用仿真的罗音叠加于实际肺音上进行罗音检测,100%的罗音被检测出,另一组采用美国胸科学会教学数据库包含真实罗音的肺音信号进行检测,敏感性指标达到97%,从而验证基于分数阶Hilbert变换的方法检测罗音的有效性。

离散分数阶随机变换与加权直方图交叉置乱的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步加密,降低传输负载并提高密文的抗明文攻击能力,提出了离散分数阶随机变换与加权像素混沌置乱的双图像加密算法。将2个分阶参数引入到Tent映射中,设计了新的Tent映射;根据明文像素值,构建加权像素直方图模型,联合位外部密钥,生成改进的Tent映射的初值;再利用初值对分数阶Tent映射进行迭代,输出2组随机序列,对2幅明文进行位置交叉混淆,获取2个置乱密文;基于DWT(discrete wavelet transform)技术,对2个置乱密文进行稀疏表示;根据混沌序列,定义随机循环矩阵,联合稀疏表示,获取2个置乱密文对应的测量矩阵。根据随机掩码与调制相位掩码,建立数据融合模型,将2个测量矩阵组合为复合矩阵;基于离散分数阶随机变换,对复合图像进行扩散,获取密文。测试数据显示:与已有的多图像加密方案相比,该算法的抗明文攻击能力与用户响应值更理想,密文的NPCR、UACI值分别达到了99.83%、34.57%。该算法具有较高的加密安全性,能够有效抵御网络中的外来攻击,确保图像安全传输。

Boost变换器的双闭环分数阶PI控制研究

为提高Boost变换器输出电压的控制性能和抗干扰性,提出一种电压环和电流环均采用分数阶比例积分(PI)控制器的双闭环控制方法.该方法在建立的双闭环分数阶PI控制系统数学模型基础上,结合控制系统频域设计理论设计出电流环、电压环的分数阶PI控制器参数,并利用Bode图分析了被控系统的稳定性和鲁棒性.Boost变换器的双闭环分数阶PI控制仿真结果表明,即使在电源电压、负载,以及期望输出电压的变化条件下,相比双闭环整数阶PI,以及电压环分数阶PI、电流环整数阶PI的两种控制情形,该方法能实现变换器具有更好的输出电压性能和控制鲁棒性.

基于分数阶Hilbert变换的多路加密

基于分数阶Hilbert变换的单边带通信可以同时将分数阶旋转角度作为加密密钥,从而保证通信安全。但基于分数阶Hilbert变换的单边带通信加密技术只能让信号使用一个加密密钥。为了达到增大密钥空间以更有效地保证信息安全的目的,采用多通道滤波器组分路处理的方法,在减少了系统计算复杂度的基础上增大了密钥空间。

基于分数阶Fourier变换的经验模式分解方法研究

在分析了经验模式分解(EMD)及分数阶Fourier变换的基础上,提出了一种基于分数阶Fourier变换的经验模式分解方法,并且深入探讨了该方法的分解特性。对仿真和实际振动信号的分析结果表明,对直接采用经验模式分解分析结果不够明确的信号,基于分数阶Fourier变换的经验模式分解方法对信号进行分析是比较有效的方法。

基于分数阶傅立叶变换的图像加密研究

介绍了分数阶傅立叶变换理论和基于DFT核矩阵特征分解的分数阶傅立叶变换离散化方法;提出了一种基于分数阶傅立叶变换理论和双随机相位编码技术的图像加密方法,该方法不仅可以有效地对图像进行加密,而且能够准确地再现原图像,恢复后的图像和原图像一致。分数阶傅立叶域双随机相位编码对解码参数误差比较敏感,这样就提高了图像的保密性。最后通过实验验证了该方法的有效性。

任意阶分数傅里叶变换光学系统

由菲涅耳衍射原理导出利用双透镜系统实现任意阶分数傅里叶变换的条件,给出分数傅里叶变换的阶及族参数与系统参数之间的一般关系,并对几种特殊情况进行了讨论。

一种基于分数阶傅里叶变换的改进图像加密算法

针对目前基于分数阶傅里叶变换的图像加密算法中存在的不足,设计了一种基于分数阶傅里叶变换和混沌系统的图像加密新算法。图像加密过程分两个步骤:首先将原始图像的分数阶傅里叶变换系数经过双随机相位加密,然后利用混沌系统生成的置乱矩阵对图像进行置乱加密后得到最终的加密图像。方案的安全性依赖于随机相位掩膜、分数阶傅里叶变换阶数以及混沌系统的初始参数。理论分析和模拟实验结果表明该方案具有良好的图像加密效果。

基于混沌系统和分数阶傅里叶变换的图像加密算法

设计一种基于混沌系统和FRFT(Fractional Fourier Transform)的图像加密算法。图像加密过程分两个步骤:首先利用混沌系统生成的置乱矩阵对图像进行置乱加密,然后利用FRFT将置乱加密的图像进行双随机相位加密得到最终的加密图像。该方案的安全性依赖于混沌系统的参数敏感性、相位掩膜和FRFT阶的随机性。理论分析和仿真实验表明,该方案具有良好的图像加密效果。

基于分数阶Hilbert倒谱特征提取的非侵入式负荷监测研究方法

针对非侵入式负荷监测中特征近似的用电设备识别率不高的问题,以家庭用电负荷为研究对象,提出一种基于分数阶Hilbert变换的倒谱特征,利用分数阶Hilbert变换中阶数P选择的灵活性和提取信号细部特征的能力提取信号倒谱特征,有效增大特征数据的区分度。首先对采集的信号作分数阶Hilbert变换,将原信号映射到分数空间;然后通过计算类内和类间距离,结合PSO算法对阶数进行寻优;最后计算得到最优阶数下的倒谱特征并将其作为多分类SVM的输入向量,不同用电设备种类作为SVM的输出。实验结果表明,在负荷特征相近的场景下,所提出的方法可实现较好的分类效果,有效提高了负荷识别的准确率。

医院网络信息双混沌系统安全加密方法研究

相比其他种类的医疗信息,医院网络信息的安全问题常常被忽视,为了及时发现外部恶意入侵医院的行为,实现对医院网络信息安全加密,设计一种医院网络信息双混沌系统安全加密方法。通过结合多策略非阻塞页面爬取技术与Heritrix框架设计医院网络信息采集策略,采集医院网络信息。设计由信息预处理单元、初始化单元、信息重组单元等构成的数据动态压缩算法,对采集数据压缩处理。基于分数阶Fourier变换与双混沌系统设计数据安全加密算法,实现信息的加密处理。测试结果表明,该方法的密匙敏感性很高,加密后信息的信息熵值接近于8,抗统计攻击性良好。