非线性相位耦合的切片谱分析方法

本文提出利用维谱方法对二次相位耦合进行分析，该方法同原有双诸方法相比具有计算量小，执行简便，易于获得较高的分辨率等优点;本文还将二次相位耦合的研究拓广到复数域，根据累积量的不同定义方式得到了不同的结果，最后本文定义了维谱，对另外一种重要的非线性相位耦合──三次相位耦合进行了分析，取得了良好的效果仿真实验验证了文中结论。

二次相位耦合的1维谱分析

二次相位耦合的识别在ＥＥＧ数据分析，海洋地理、声纳和生物医学等领域有着广泛的应用。本文在原有利用双谱对二次相位耦合进行分析的基础上，提出了维谱分析方法。模拟实验结果表明，该方法分辨率高，计算方法简单、运算速度快。

基于EEMD降噪与二次相位耦合的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承出现故障时故障信号常常被强的背景噪声所淹没,故障特征难以准确提取的问题,提出了一种基于总体平均经验模态分解(EEMD)降噪与二次相位耦合的故障诊断方法.对原始信号进行EEMD分解,通过相关系数-峭度值的大小选取EEMD分解后得到的固有模态函数(IMF).对筛选出来的IMF进行了重构从而达到降噪的目的.对重构后的包络信号进行1.5维谱分析,提取二次相位耦合产生的非线性特征,从而得到滚动轴承故障特征频率信息.通过实测滚动轴承数据验证了该方法可以有效地提取轴承内圈和外圈的故障特征,从而识别轴承的故障.

基于1(1/2)维谱的二次相位耦合分析

介绍了三阶累积量和1(1/2)维谱定义及估计算法。1(1/2)维谱可以抑制高斯噪声,保留信号的相位信息,而功率谱不能保留相位信息,但可以利用1(1/2)维谱识别二次相位耦合现象。仿真信号和齿轮振动信号验证了1(1/2)维谱检验二次相位耦合的有效性,可以用来识别出故障齿轮。

对角切片谱法分析信号中相位耦合的频率分量

给出了三阶累积量对角切片谱的性质,分析了水中目标辐射信号的特点,并将3阶累积量对角切片谱法应用于提取水下目标辐射信号中相位耦合的频率分量。以水下某目标辐射噪声的实测数据为例,进行了仿真研究。结果表明,该方法在提取水下运动目标辐射信号中的参加相位耦合的频率分量和相位耦合产生的频率分量、抑制环境噪声和非耦合的频率分量等方面的性能优于自相关谱法。

基于1.5维谱的脑电非线性相位耦合分析

应用随机信号的1.5维谱分析脑电信号,旨在克服脑电功率谱分析的缺陷,同时保留高阶谱分析的优良特性。对五种不同思维状态(放松、启发式写信、两位数乘、数字擦除重绘、三维旋转)下的脑电进行1.5维谱分析,并对分析结果作了初步的讨论。分析显示,所有脑电均出现明显的平方相位耦合结构,但在不同思维状态下的脑电平方相位结构存在明显的差异,结果表明相位耦合信息可能为研究脑电提供新的途径。

胃消化间期压力活动的相位耦合分析

目的了解胃消化间期压力活动的对角切片谱分布情况。方法应用随机信号的对角切片谱分析胃消化间期压力活动,这种方法可克服功率谱分析缺少相位信息的缺陷,同时保留高阶谱分析包含相位信息的优良特性。结果胃消化间期移行性复合运动(MMC)Ⅲ期压力活动表现明显的平方相位自耦合结构,而Ⅰ期的压力活动几乎没有相位耦合。结论胃消化间期压力活动可能存在着非线性平方相位耦合关系,并从细胞分子水平上的胃肌电活动(GMA)对这种耦合现象发生的机理作了讨论。

混响和水下目标回波的相位耦合性

双相干谱分析是一种随机信号的现代分析方法,它保留了信号的相位信息且能有效地抑制高斯噪声,描述信号的非线性相位耦合.该文利用双相干谱对水下目标回波进行相位耦合性分析,提取纯混响和目标回波的双相干谱的最大值,将最大值及其对应的频率分布作为特征向量,在三维空间对纯混响和2类沉底目标回波进行了分类、实验数据证明了利用双相干谱特征可以有效地区分混响和目标回波,提高水下目标识别率.

微带线系统中基于相位耦合机制的类量子干涉行为

基于对相位耦合机制的旁路微带线结构中类量子干涉行为的理论研究。通过格林函数框架下的界面响应理论,解析、计算了该结构中的波传播特性,得出了3种具有代表性的类量子干涉现象:两个谐振结构之间的干涉增强导致的反射加强,两者的干涉相消导致的类电磁诱导透明行为,以及谐振结构与波导结构的干涉导致的类Fano共振现象。引入相位耦合机制为结构中的波传播特性提供了更加丰富的调控手段,有望设计成新型调控器件。

相位耦合振子模型下的AUV自适应编队控制算法

针对多水下机器人编队问题,提出一种基于相位耦合振子模型的自适应控制算法。根据人工势场法和振子相位一致性算法,设计了多水下机器人队形保持和艏向一致的编队控制算法。考虑建模误差,采用反步法设计了自适应舵角控制律。设计了多水下机器人编队控制的仿真实验,以及多水下机器人进行曲线运动和梳状扫描的仿真试验。仿真结果表明,设计的多水下机器人编队自适应控制算法有较好的稳定性,对于多水下机器人编队研究及多种海洋探测应用具有重要的意义。

基于四阶累量的三次相位耦合特性分析

应用四阶累量分析三次相位耦合于舰船辐射噪声的特性提取。首先给出了四阶累量的一种特殊定义，然后分析其对角切片的傅立叶变换（维谱）在提取三次相位耦合特征方面的优良特性，最后将此方法应用于实际舰船辐射噪声的特征分析。结果表明：利用该方法分析三次相位耦合，具有运算量小、计算速度快的特点和良好的抗噪性。实际舰船辐射噪声数据分析表明该方法可用于不同类型舰船的分类识别。

特定相位关系下谐波信号的二次相位耦合分析

从理论上推导出当谐波信号中某一分量的相位等于另外两分量的相位和加上一个固定值时,其三阶累量不为零,利用基于三阶累量的双谱估计对该信号进行检验分析时,其三维双谱图会出现峰值。数字仿真的结果表明:该条件下谐波信号的三维双谱图出现了峰值,实验结果与理论分析相吻合。

基于信噪歪度比的二次相位耦合信号增强新算法

提出了信噪歪度比分析法,在这个分析法中用三阶累积量切片首次定义了信噪歪度比的概念,导出了其理论计算公式。从理论分析可知:当背景噪声为对称分布噪声时,信噪歪度比为无限值;当背景噪声为非对称分布噪声时,在一定条件下,其大于等于输入信噪比。理论分析和仿真结果表明:用三阶累积量切片从非高斯非对称分布的噪声中提取二次相位(动态)耦合信号是有效的,且无需对背景噪声的分布作任何假定.这在工程实践中是非常有意义的.

电容耦合相位鉴频器性能仿真分析

针对电容耦合相位鉴频器节点电压波形转换抽象和传统实验调试难的问题,采用软件建立电路虚拟仿真模型,通过匹配输入信号和电路参数对应关系,获得了关键节点的节点波形和输出波形,通过测试不失真数据和失真数据获得了鉴频特性曲线,通过多个参数的步进扫描方式逐步获得了电路各个元件的最佳参数,实践证明,这种电路可视化的虚拟仿真调试方法能形象直观地展示节点波形,能有效验证抽象理论知识,提升学习质量。

基于脑疲劳的Delta-Gamma相位幅值耦合研究

脑疲劳是大脑长期处于精神高度集中后机体无法专心高效率完成任务的一种状态,极度影响着人们的生活和健康。但至今都没有简便有效的检测方法,而近期研究发现,低频与高频之间的相位幅值耦合(PAC)可能与相关脑认知活动的信息交流整合有关,可为脑疲劳检测提供新信息。对疲劳前后低频delta节律和高频gamma节律采用相位幅值耦合方法进行研究,使用Neuroscan 64导脑电仪采集脑电并用配对t检验对14名被试结果进行统计分析,结果显示,全脑区90%以上的delta相位共同调制多个脑区的gamma幅值,其中对前额叶区、顶枕叶区、顶叶区的耦合作用在脑疲劳后发生显著性下降,而对额叶区的耦合作用则显著上升。研究表明,delta-gamma相位幅值耦合值能很好地预测脑疲劳引起的宏观行为表现变化能力,为脑疲劳的检测提供新指标。

非对角切片谱法提取平方相位动态耦合信号研究

将三阶累积量非对角切片谱法应用到水下目标辐射相位动态耦合信号的特征提取中。文中研究了三阶累积量非对角切片谱的性质 ,定义了相位动态耦合的概念 ,提出了基于三阶累积量非对角切片谱提取水中目标辐射平方相位动态耦合信号谱的方法 ,进行了仿真研究 ,并与自相关谱方法进行了比较。结果表明 :该方法成功地从拉普拉斯噪声环境中提取了参加平方相位动态耦合的信号谱和平方相位动态耦合产生的信号谱 ;有效地抑制了拉普拉斯噪声 ;这种方法计算量小。

脑电图相位振幅耦合在癫痫研究中的应用

EEG不同频段的神经振荡并不是独立的,它们之间可以相互影响和调节。不同频段之间的耦合现象叫做交叉频率耦合(CFC),其中包括相位同步、振幅共调节和相位振幅耦合(PAC)。PAC是指高频活动(gamma、ripples、fast ripples)的振幅随着低频活动(delta、theta、alpha、beta)的相位变化发生一定调节。以往研究认为PAC与记忆、认知有关。近几年的研究发现,发作间期和发作期PAC强度的变化可以定位癫痫起始区或致痫区、预测癫痫的发生及手术预后。本文将从PAC的产生机制、PAC的计算方法、生理性PAC、病理性PAC与致痫区的关系几个方面做一文献综述,以总结EEG PAC在癫痫研究中的应用。

注意力缺陷多动障碍儿童静息态脑电theta-gamma相位幅度耦合研究

目的从theta-gamma相位幅度耦合因果脑网络角度探讨注意力缺陷/多动障碍(ADHD)儿童可能的神经电生理机制。方法22例ADHD儿童作为病例组,14例健康儿童作为对照。采集两组受试者静息态脑电,使用平均向量长度方法计算所有导联对间theta节律相位对gamma节律幅度的耦合值,分别构建两受试组的因果连接脑网络,使用非参数检验分析两受试组间的耦合差异。结果ADHD组导联内的耦合强度减弱,Fp1、Fp2导联内的耦合强度显著低于对照组(P<0.05)。两组受试者导联内的耦合强度与其作为幅度导联被其他脑区耦合的平均强度具有极强的正相关关系(对照组rs=0.863,ADHD组rs=0.787,均P<0.001)。对照组以左额区(Fp1、F3)、右枕区(O2)被其他脑区耦合为主,而ADHD组则以枕区(O1、O2)被其他脑区耦合为主。与对照组相比,ADHD组前额区(Fp1、Fp2)被其他多个脑区耦合的强度显著降低,同时还存在脑区内和脑区间耦合模式转变。结论前额区为主的多个脑区内耦合减弱,前额区被其他脑区耦合减弱,被耦合中心部分转移等因果脑网络异常,以及相位幅度耦合模式的转变可能是ADHD儿童静息态脑电特有的神经电生理特征。

耦合回路相位鉴频器鉴频曲线的推导

从相位鉴频器的数学模型,推导鉴频曲线的数学表达式。

基于相位幅度耦合的酒精依赖患者ERP脑网络分析

探索相位幅度耦合和复杂网络方法在酒精依赖患者事件相关电位的脑网络机制研究中的应用。以开源的76例酒精依赖患者和45例健康对照在延迟匹配样本范式中的事件相关电位为研究对象。首先对数据进行预处理,然后使用调制指数方法,计算所有导联对间theta-gamma、alpha-gamma相位幅度耦合(TGC、AGC)强度,构建因果脑网络,并计算网络密度为0.3时的脑网络图论参数。此外,还计算导联内theta、alpha、beta、gamma节律小波包能量,以及疲劳因子,数据以四分位数表示50%(25%, 75%)。结果表明,只有非靶刺激时两组之间的耦合强度有显著差异。酒精依赖患者多个导联对间的TGC、AGC均显著降低(分别占比15.29%、1.29%,均P<0.05),平均耦合强度显著降低,以TGC尤为明显[TGC:0.014(0.011, 0.018) vs 0.012(0.010, 0.014),P=0.002;AGC:0.012(0.010, 0.014) vs 0.011(0.010, 0.012),P=0.005]。在TGC网络中,酒精依赖患者的特征路径长度[84.13(60.96, 110.33) vs 104.24(86.93, 118.98),P=0.005]、直径[222.40(154.78, 254.39) vs 253.39(207.82, 307.99),P=0.003]显著增加,平均聚类系数[0.013(0.010, 0.019) vs 0.009(0.008, 0.012),P<0.001]、全局效率[0.014(0.011, 0.016) vs 0.011(0.010, 0.013),P<0.001]、平均局部效率[0.017(0.013, 0.022) vs 0.013(0.011, 0.017),P<0.001]、传递性[0.011(0.008, 0.016) vs 0.008(0.007, 0.010),P<0.001]均显著降低。AGC网络的结果与TGC网络的结果相似,但是其直径无统计学差异。酒精依赖患者多个导联的theta、alpha、beta节律小波包能量显著降低(分别占比95.08%、100%、50.82%,均P<0.05),部分导联的疲劳因子显著降低(占比45.90%,均P<0.05)。在非靶刺激试验时,酒精依赖患者的皮层兴奋性增强,大脑抑制控制能力减弱,TGC和AGC脑网络的功能分离和整合能力降低,脑网络拓扑组织紊乱。