一种基于广义Duffing振子的水中弱目标检测方法

海洋环境中,在水下目标的线谱频率未知或者目标辐射噪声的连续谱很弱时,很难实现水中弱目标的准确检测,本文提出基于广义Duffing振子检测系统的水下目标辐射噪声检测方法.通过对传统周期扰动的Duffing振子信号检测系统的分析和推广,提出了一种可输入非周期、非平稳信号的广义Duffing振子检测系统,可检测输入的无先验信息目标信号.为实现广义Duffing振子系统运动状态的精确、有效判断,提出了一种相空间图形的离散分布列计算方法,通过类网格函数实现了利用统计复杂度对系统输出的嵌入式表征,从而实现了无先验信息时的水中弱目标的嵌入式检测.相同条件下与传统检测方法仿真对比可知,本文提出的方法可以检测到更低信噪比下的目标,并能满足水中检测实时性要求.

基于Duffing混沌振子的电缆绝缘劣化监测方法研究

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的绝缘性能与水树枝的形成发展密切相关。为实现对XLPE电缆的绝缘状态监测,本文选择交流电压叠加法,利用Duffing混沌振子模型对噪声抑制而对特定频率信号敏感的特性,建立周期策动力为1 Hz的Duffing混沌振子系统,实现了对1 Hz特征电流的精确测量。仿真结果表明,该系统检测精度能达到10 n A。

Duffing振子检测微弱正弦信号的新方法

针对Duffing振子检测微弱正弦信号时,振子系统相变判别困难、计算机难以自动识别的难题,提出一种简单、利于计算机实现的相变判别方法,并根据逆向相变(由大周期状态跃迁到混沌状态)和振子阵列的原理提出一种基于Duffing振子检测微弱正弦信号的新方法,仿真分析表明,该方法对系统相变的判别准确,对微弱正弦信号检测能力强,具有工程应用潜力。

基于五次谐波和混沌系统的谐振接地系统故障选线

单相接地故障在中性点经消弧线圈接地系统中发生的概率最大,并且接地点的电气故障特征较弱,选线难度大。不同线路的对地电容电流突变量的5次谐波分量的幅值和相位特征差异明显,通过分析比较非故障线路和故障线路之间的这些差异,提出基于电容电流突变量的5次谐波分量和Duffing振子检测原理相结合的选线方法,将每条线路各相的电容电流突变量作为外驱动力加入到Duffing振子系统中,观察本线路各相的相轨迹状态变化的一致性,便可选出故障线路,Matlab仿真结果表明该算法有较高的准确性。

用一类特定的双耦合Duffing振子系统检测强色噪声背景中的周期信号

通过分析耦合参数作用、系统所呈现大尺度周期相态的复杂性以及与系统在无噪声条件下状态的比较,得出耦合振子系统的动力学行为比同类单振子系统的复杂,周期相态更稳定、抗噪能力更强.用构造的一类含特定恢复力项双中强度耦合Duffing振子系统检测色噪声背景中的谐波、方波信号,信噪比分别达到-111·0和-108·45dB.

Duffing振子系统周期解的唯一性与精确周期信号的获取方法

研究Duffing振子系统的周期解的唯一性与精确周期信号的获取方法.应用定性分析方法,获得了一类Duffing振子系统具有唯一周期解的必要条件,同时也得到了一类更广泛的非线性周期系统的周期解的唯一性.在一定条件下,给出了Duffing振子系统精确周期信号的获取方法。

连续时间系统的混沌同步

本文讨论混沌连续时间系统的完全同步问题,提出一个构造混沌同步系统的新方法。这个方法基于线性系统的稳定性分析准则。通过对系统线性项与非线性项的适当分离,当系统的雅可比矩阵的所有特征值都具有负实部时,同步误差e(t)的线性系统是渐进稳定的,即可实现新系统和原系统的完全同步。新方法不需计算条件Lyapunov指数以作为判定同步的条件,因而比通用方法更为简单有效。新方法适用于自治或非自治系统,尤其适用于具有多于两个正Lyapunov指数的超混沌系统。甚至当初始同步误差极大时,也能实现理想的混沌同步。以Lorenz系统,耦合Duffing振子系统和超混沌R(?)ssler系统作为算例。数值计算结果证实所提出方法的有效性和鲁棒性。

基于Duffing系统的谐振式微悬臂梁传感器微弱谐振信号检测

研究了基于Duffing振子系统的微弱信号检测在谐振式微悬臂梁传感器中的应用。根据待测信号频率的不同,通过时间尺度变换建立了任意频率下的Duffing振子数学模型。利用RHR改进算法求解最大Lyapunov指数,并确定系统相变临界阈值,通过监测最大Lyapunov指数符号的变化来检测微弱谐振信号。详细介绍了两种幅值检测算法,通过试验验证了减法算法比加法算法更具优越性,不受大范围幅值的影响。评价了Duffing振子系统在不同噪声水平下检测微弱谐振信号的能力,添加噪声方差0.0001和0.001后,检测相对误差控制在0.0052%以内;当添加噪声方差到0.01时,原有Duffing方程模型无法检测到最大Lyapunov指数符号的变化,检测失效。最后,通过改变原有Duffing方程非线性恢复力项系数,在添加噪声方差到0.5时,依然能够通过求取所测信号频率的平均值准确提取微弱谐振信号。

基于混沌检测原理的高阻接地系统故障选线

中性点经高阻接地系统发生单相接地故障时,受接地电阻、故障位置及故障时刻相位角等因素的影响较大。当上述极端情况出现时,故障线路的稳态零序电流幅值变得很小,难以对其进行检测和分析计算。利用Duffing振子系统对与系统内驱动力同频的外界微弱正弦信号高度敏感的特性,提出基于稳态零序电流和Duffing振子检测原理相结合的选线方法,将各线路稳态零序电流作为外驱动力加入到Duffing振子系统中,通过比较各线路的相轨迹状态一致情况选出故障线路。MATLAB仿真结果表明,算法有较高的抗干扰性。