基于Duffing振荡器阵列的同频音频广播节目识别

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基于小波分解和Duffing振子的变尺度微弱信号检测

基于小波分解和Duffing振子的变尺度微弱信号检测

基于小波分解和Duffing振子的变尺度微弱信号检测程凯;董雪【摘要】传统的时频分析方法在对周期性微弱信号进行检测时,提取的信息具有信噪比不高的缺点,从而影响了检测效果,为此,利用Duffing振子混沌系统对噪声的强免疫力的特征,提出了一种基于小波分解和混沌阵子的混合微弱信号检测方法;首先,采用小波变换对信号进行分解,通过小波变换的平滑作用实现对含噪微弱信号的离散处理,并设计了一种根据阈值来确定分解层数的方法,然后将降噪后的重构信号作为Duffing阵子的周期驱动力并入混沌系统,采用混沌Duffing阵子阵列实现在强噪声背景下的微弱信号检测,并提出了一种临界状态策动力幅值和初始相位的自适应确定方法;在Matlab7仿真环境下进行实验,结果表明:文中方法能有效地对湮没在强噪声下的微弱信息进行检测,具有信号检测信噪比高,重构信号频率较其它方法更接近于真实频率,具有较强的可行性.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2014(022)006【总页数】3页(P1732-1734)【关键词】小波分解;微弱信号检测;噪声;混沌系统【作者】程凯;董雪【作者单位】河南教育学院信息技术系,郑州 450046;河南教育学院院长办公室,郑州 450046【正文语种】中文【中图分类】TP3120 引言从具有强噪声背景的信号中提取出有用信息,提高信噪比和抑制噪声已经成为了信号检测的重点问题[1-3]。

传统的信号处理方法往往采用重复测量取平均值的方法[4],但其在去除噪声的同时丢失了信号的瞬态分量,因此,不能准确地分辨出信号的高频细节信息和噪声。

时频分析是处理非平稳信号的重要方法,可以提取出观测信号的时间-频率联合特征以及时域频域信息和信号频率随着时间轴变化的规律[5-6],其缺点是只有当基函数与信号尺度函数相匹配时,才能检测出信号轮廓。

文献[7]提出了一种结合小波[8]核函数和SVM 的信号检测方法,采用谐波小波函数对信号进行降噪分析,并通过SVM 回归从而实现小样本情况下的微弱信号检测。

基于Duffing振子检测频率未知微弱信号的新方法

基于Duffing振子检测频率未知微弱信号的新方法

淹没在强 噪声背景 中频率未知微弱信号的一种新方法 。从分析混沌系统结构参数 的阈值入手 , 讨论 了周期策动力 的频率 、 初始 相位和噪声对系统运行状态 的影响 ; 研究 系统输 出值方差 与系统状 态的对应关 系 , 探讨待测信号频率以及与周期 策动力之 间相
位差对状态变量方差和状态转换时 间的影响 。由此 , 提出采用具有相位偏移 的 D u f i f n g振子阵列覆盖全相位 , 并 结合遗传算法 ,
f r e q u e n c y s i g n a l b y c o m b i n i n g t h e v a r i a n c e p e a k v a l u e o f t h e D u f f i n g o s c i l l a t o r a n d g e n e t i c a l g o r i t h m( G A) .F i r s t l y ,t h e i m p a c t o f
优化求解不 同频率输入信号下 系统输 出值方差 的极值 , 以此得到待测信 号频率 的方 法。该方法解决 了现有混沌振子 类检测方 法必须 已知信号频率 的限制 。实验结果证 明了本方法 能准 确 、 快 速地检测 待测信 号频率 。新方 法 的状 态判定简便 、 检测 精度
高、 更为灵活 、 适应性强 , 为微 弱信号的检测提供了新的手段。
L i Gu o z h e n g, Zh a ng Bo
( T h e S c h o o l o fE l e c t r i c P o w e r , S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y fT o e c h n o l o g y , G u a n g z h o u5 1 0 6 4 0 , C h i n a)

duffing方程微弱信号检测算法原理

duffing方程微弱信号检测算法原理

duffing方程微弱信号检测算法原理一、Duffing方程简介Duffing方程是一种描述受迫振动的非线性微分方程,广泛应用于物理、工程、生物等领域。

在微弱信号检测中,Duffing方程常被用作信号模型,以提取微弱信号中的有用信息。

二、微弱信号检测原理微弱信号检测是指从强噪声环境中提取弱信号的过程。

常用的微弱信号检测方法有匹配滤波法、调制频率法、自相关法等。

在这些方法中,基于Duffing方程的检测算法是一种有效的手段。

该算法通过建立Duffing方程与待测信号的匹配关系,利用其非线性特性实现对微弱信号的检测。

1. 参数估计:首先,根据Duffing方程的参数,如振动幅度、频率、阻尼等,对系统进行参数估计。

这可以通过最小二乘法、卡尔曼滤波等方法实现。

2. 噪声抑制:利用估计得到的参数,通过调整系统参数,实现对噪声的抑制。

这可以通过自适应滤波等方法实现。

3. 微弱信号提取:在噪声抑制的基础上,通过观察Duffing方程的解,寻找与微弱信号匹配的模式,实现对微弱信号的提取。

这需要借助频谱分析、小波变换等工具。

4. 算法实现:在实际应用中,可以根据需要选择合适的数值求解方法(如龙格库塔法)来求解Duffing方程,并采用合适的滤波器来实现噪声抑制和微弱信号提取。

值得注意的是,Duffing方程的非线性特性可能导致其解的不稳定性,因此在实际应用中需要对算法进行稳定性分析和优化。

同时,对于不同的问题和场景,可能需要选择不同的Duffing方程模型和参数估计方法,以适应不同的需求和约束条件。

此外,由于Duffing方程微弱信号检测算法涉及到物理、工程、数学等多个领域的知识,因此在实际应用中需要综合考虑各种因素,并进行充分的实验验证和性能评估。

总之,Duffing方程微弱信号检测算法是一种有效的手段,通过利用Duffing方程的非线性特性,可以实现微弱信号的检测和提取。

在实际应用中,需要根据具体问题选择合适的算法和参数估计方法,并进行充分的实验验证和性能评估。

基于Duffing振子的直接序列扩频信号检测及参数估计

基于Duffing振子的直接序列扩频信号检测及参数估计

基于Duffing振子的直接序列扩频信号检测及参数估计
金虎;王可人
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2007(29)11
【摘要】针对直接序列扩频信号检测中信号特征提取的问题,提出了利用Duffing
振子对小信号的敏感性和对噪声的免疫性来检测信号的这些特征信息.以基于Duffing振子的载波检测为例,进行了分析和仿真,给出了直接序列扩频信号的幅度、相位和载频的估计值.仿真表明,所提的方法可以获得很好的检测性能,能检测到信噪比为-38.35 dB的DSSS/BPSK信号.
【总页数】4页(P1823-1826)
【作者】金虎;王可人
【作者单位】合肥电子工程学院信息工程系,安徽,合肥,230037;合肥电子工程学院
信息工程系,安徽,合肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.23
【相关文献】
1.基于模糊函数的直接序列扩频信号参数估计改进方法 [J], 杨双;嵇建波;周菊碹
2.基于Duffing振子的直接序列扩频信号载波检测方法 [J], 金虎;王可人
3.基于谱相关的直接序列扩频信号参数估计 [J], 刘孟孟;张立民;钟兆根
4.基于Duffing振子的弱Chirp信号检测与参数估计 [J], 文忠;李立萍
5.基于强耦合Duffing振子的微弱脉冲\r信号检测与参数估计 [J], 曹保锋;李鹏;李小强;张雪芹;宁王师;梁睿;李欣;胡淼;郑毅
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基于新型Duffing振子的电网基波频率检测方法

基于新型Duffing振子的电网基波频率检测方法

go o d p e r f o r ma nc e a pp l i e d t o de t e c t f u nd a me nt a l f r e qu e n c y o f po we r g r i d.Si m ul a t i o n r e s ul t s s h ow t ha t t h e ne w Duf f i ng os c i l l a t o r n ot o nl y ha s g oo d no i s e i mm un i t y c ha r a c t e r i s t i c s,b ut a l s o e f f e c —
i ng os c i l l a t o r wa s p r op o s e d i n t hi s pa p e r .The me a s ur e me n t e r r o r wa s a n a l y z e d i n t he o r y,a nd t he me t ho d t o i mp r ov e t he me a s ur e me nt pr e c i s i o n wa s pr o po s e d .Compa r i n g wi t h t h e t r a di t i o na l Duf — in r g os c i l l a t o r,t he p r op o s e d n e w Du f f i n g os c i l l a t o r ha s t wo s i gn i f i c a n t f e a t u r e s .On e i s t ha t t he c r i t i c a l c h a o t i c a mp l i t ud e d oe s no t s i g ni f i c a nt l y va r y wi t h c ha n ge s of t he dr i vi n g f r e qu e nc y a n d s a mpl i n g f r e q ue nc y,a nd t he ot h e r i s t ha t i t c a n e f f e c t i v e l y s ur pa s s t he l i mi t a t i o n of t he t r a d i t i o n a l

基于扩展型Duffing振子的高精度测频方法

基于扩展型Duffing振子的高精度测频方法

: / / h t t www. a e s i n f o . c o m 8 p p 1 -
( ) 2 0 1 5, 3 9 1 6
· 学术n g 振子在微弱信号检测中的局限性 尽管基于传统 D u f f i n g振 子 的 检 测 方 法 可 以 检 但该方法仍 测含有噪声的微弱 周 期 或 准 周 期 信 号 , 存在以下几方面的局限性 。 ) 系统临界混沌幅值的多变性 1 系统 临 界 混 沌 幅 值 Ad 的 取 值 依 赖 于 D u f f i n g 系统的各参 数 条 件 , 即 完 全 由 阻 尼 系 数、 初始状态 · ) 、 ( 、 初始状态的一阶导 数 x 周期驱动力角频 x( 0 0) 率以及 R u n e u t t a法的计算步长等因素共同决 g -K 定 。 上述任何一个因 素 发 生 改 变 都 会 引 发 Ad 的 改 变。 ) 系统临界混沌幅值的不确定性 2 在保 持 其 他 参 数 不 变 的 情 况 下 , 如果系统的激 励频率不 同 , 相 应 的 Ad 也 不 同 。 当 待 测 信 号 的 频 率未知时 , 系统 的 周 期 驱 动 频 率 难 以 确 定 , 因 此 Ad 也就难以确定 。 ) 不良的动态响应品质与检测效果 3 / 参数条 D u f f i n 1r a d s 左右 ) g 系统仅在小频率 ( 件下具有良好的动 态 特 性 和 检 测 效 果 , 实际工程中 实际 则较难满足小频 率 成 分 的 条 件 。 通 常 情 况 下 , 信号可能为宽频 带 信 号 。 在 该 条 件 下 , 系统的动态 响应特性会恶化 , 将给信号检测带来较大的困难和 误差 。 ) 噪声免疫功能失效 4 在保持 其 他 参 数 不 变 的 情 况 下 , 如果 R u n e g - 即待测信 号 采 样 步 长) 改 变, K u t t a法的计 算 步 长 ( 会引发 Ad 的 改 变 , 甚至会使噪声免疫特性明显变 ] 差, 文献 [ 对该观点进行了仿真验证 。 1 7 基于 上 述 局 限 性 , 本文提出了扩展型 D u f f i n g 振子模型 。 1. 2 扩展型 D u f f i n g 振子模型 对方程 ( 进 行 广 义 时 间 尺 度 变 换, 设t=ω 1) τ, · / ( / ) / 。 , 则有 x 同 理 ¨ =d xd t = 1ω d xd x= τ

多频激励Duffing系统振动状态研究

多频激励Duffing系统振动状态研究
析分析较 为一致的结论。
关键 词 :混沌 ; 非线性 ; u ig系统 ; D fn 多频 中圈分类号 :0 2 32 文献标识码 :A
Dufi y t m i r to ha i r un r m ulif e ue y e ct to f ng s se v b a i n be v o de t-r q nc x ia i n
摘 要 :通过多尺度法对 D f g u i 系统的幅频响应特性进行研究可知, n 多频外激励改变了单频激励条件下系统的
振动状态, 使系统的主共振曲线产生了偏移 ; 经过分析可以得知, u n D f g系统主共振幅频特性曲线改变的大小与加人多 i f
频激励 的幅度 和频 率有 关。利用数值仿 真对硬 弹簧特性 D f g ul 系统具体算例进行 了计算 . 真结果表 明 , n 仿 加入的多频外 激励项 改变了原有单频激励 下系统的振动状态 , 比研究 了不 同多频激励 参数对 系统振 动状态改 变的情况 , 对 取得 了 与解
i n g系统 , 并通 过 M lio enkv函数 给 出 了多频 外激 励 条件
fe u n y e ctt n c a g s t e vb ai n b h vo ft e D r n y t m u d rsn l — e u n y e ctt n;t e vb a i r q e c x i i h n e i r t e a iro u g s se n e i ge f q e c x i i ao h o h i r ao h ir t n o b h vo s o e S se wi i e e tp r mae so l —r q e c x i t n a e c mp r d ,a d t e t e r t a n ls s e a i r ft y tm t d f r n a a tr ' mu t f u n y e c t i r o a e h h f i e ao n h h oe i la ay e c a e v r e t u r a i lt n . r e f d wi n me i lsmu ai s i i h c o

基于铷振荡器的标准频率与时间调整方法[发明专利]

基于铷振荡器的标准频率与时间调整方法[发明专利]

专利名称:基于铷振荡器的标准频率与时间调整方法专利类型:发明专利
发明人:黄杰,焦群,何迎利,冯宝英,陈军
申请号:CN201010543522.8
申请日:20101111
公开号:CN102064827A
公开日:
20110518
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:基于铷振荡器的标准频率与时间调整方法,铷原子振荡器被选为基准频率源后,FPGA对基准频率源进行倍频和分频工作,得到本地产生的秒脉冲信号。

FPGA以外部输入的秒脉冲信号作为基准,对本征秒信号进行相差测量运算。

测得的相差值被赋值给FPAG内部指定的寄存器,通过数据总线,传送给ARM。

ARM计算本征秒信号和外部输入秒信号的相差随时间的变化值,根据差值计算出铷原子振荡器与外部标准频率的频差。

ARM计算得到的频差值通过数据总线反馈给FPGA。

FPGA依据收到的频差值,对铷原子振荡器进行调频操作,使铷原子振荡器的输出频率溯源同步到上级时间频率基准。

本发明有益效果在于能提供高性能、高稳定和高精度的时间信号。

申请人:国网电力科学研究院,南京南瑞集团公司
地址:210003 江苏省南京市鼓楼区南瑞路8号
国籍:CN
代理机构:南京知识律师事务所
代理人:汪旭东
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一种识别Duffing非线性系统刚度的新方法

一种识别Duffing非线性系统刚度的新方法

一种识别Duffing非线性系统刚度的新方法刘景良;郑文婷;黄文金;黄志伟【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2017(037)003【摘要】振动响应的频率变化与位移、速度、振幅息息相关,基于非线性振动系统的这一主要特征提出一种新的识别Duffing非线性系统刚度的方法.该方法首先通过Lindestedt-Poincaré法建立Duffing非线性系统瞬时幅值与瞬时频率的关系式,然后分别采用Hilbert变换和最大坡度法提取非线性系统响应的瞬时幅值和瞬时频率.在此基础上,应用最小二乘优化算法识别非线性系统的线性和立方体刚度.通过一个Duffing非线性系统数值算例对所提出的新方法进行验证,结果表明:即使在信号被噪声干扰的情况下,该方法仍然能够有效识别Duffing非线性系统的刚度.【总页数】7页(P72-77,106)【作者】刘景良;郑文婷;黄文金;黄志伟【作者单位】福建农林大学交通与土木工程学院,福州 350002;福建工程学院土木工程学院,福州 350118;福建农林大学交通与土木工程学院,福州 350002;福建农林大学交通与土木工程学院,福州 350002【正文语种】中文【中图分类】P315.96;TU311.3【相关文献】1.一种用实验模态数据识别结构系统支承刚度的新方法 [J], 向锦武;周传荣2.局部非线性刚度阻尼系统参数识别的一种新方法 [J], 王勇;周明刚;黄其柏;胡溧3.环境激励下剪切型结构层间刚度识别的新方法 [J], 王卓;闫维明4.一种基于特定Duffing振子的MPSK信号调制识别算法 [J], 靳晓艳;周希元5.非线性系统控制器综合的一种新方法 [J], 蔡光斌;胡昌华;段广仁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于Duffing振子的轨道移频信号检测方法研究

基于Duffing振子的轨道移频信号检测方法研究

基于Duffing振子的轨道移频信号检测方法研究齐雁;武晓春【摘要】针对电气化铁路中强干扰环境下ZPW-2000移频信号的检测问题,分析基于快速傅里叶变换方法的传统检测方法的不足。

根据混沌系统对噪声免疫及对初始条件敏感的特性,选取 Holmes 型 Duffing 振子检测 ZPW-2000移频信号。

利用混沌系统输出信号的方差与内策动力频率之间的规律及对时域输出的过零点间距的判断检测出上下边频、载频以及低频。

最后利用Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明,利用该方法检测 ZPW-2000移频信号较传统检测方法具有更好的抗干扰能力和较高的检测精度。

%Concerning the problem of ZPW-2000 frequency-shift signal detection in strong noise interference of electric railway, this paper analyzes the insufficiency of traditional detection methods based on Fast Fourier Transform. According to characteristics of the chaos system immune to the noise and sensitive to initial condition, Holmes type Duffing oscillator is selected to detect ZPW-2000 frequency-shift signal. The regularities between the chaotic system output signal variance, the driving force frequency, and the judgment of the zero distance in time domain to detect the high and low frequency and carrier frequency. Finally a simulation model is established with Matlab/Simulink, and the simulation results show that the proposed method of testing ZPW-2000 has better anti-noise ability and higher detection precision than traditional detection method.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P106-109,150)【关键词】轨道电路;移频信号检测;达芬振子;方差极值【作者】齐雁;武晓春【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州 730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TN911.23ZPW-2000无绝缘轨道电路是我国铁路闭塞系统的主要设备,对ZPW-2000移频信号的正确检测是列车行车安全的重要保证。

基于Duffing振子的弱正弦信号检测的改进

基于Duffing振子的弱正弦信号检测的改进

基于Duffing振子的弱正弦信号检测的改进任志玲;刘银报;史旭鹏【摘要】A new algorithm is proposed for weak sinusoidal signal detecting based on Duffing chaotic oscillator. In order to detect frequency of weaker sinusoidal signal, we adjust the parameters of Duffing system to make the threshold of Duffing system and the amplitude of weak sinusoidal signal at the same level. Furthermore, we make the threshold of Duffing system small by changing relative parameters of Duffing system, reduce the oscillator frequency ratio among oscillators, and increase the number of oscillators to get higher accuracy. Numerical simulation shows it can detect as low as 0. 002V weak amplitude sinusoidal signal.%提出了一种基于Duffing混沌振子弱正弦信号的检测方法;为了能够检测更加微弱正弦信号的频率,对Duffing系统相关参数加以调整,使系统阈值与微弱正弦信号幅值大致相当;采用Duffing振子阵列法检测微弱正弦信号频率,在检测精度较高的前提下,缩小振子间频率比,增加振子数量;实验仿真表明可以检测幅值最低为0.002V的弱正弦信号.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】3页(P1301-1303)【关键词】Duffing系统;振子;微弱信号检测【作者】任志玲;刘银报;史旭鹏【作者单位】辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛,125105;辽河油田物资公司,辽宁盘锦,124010【正文语种】中文【中图分类】TN911.70 引言微弱或极其微弱的信号在物理、化学、生物医学、雷达、声纳、故障诊断通信等领域的研究中大量存在,提取出真实的弱信号是相当困难的,特别是当微弱的信号被强噪声淹没时。

基于Duffing振子的低压电力线载波信号检测系统

基于Duffing振子的低压电力线载波信号检测系统

基于Duffing振子的低压电力线载波信号检测系统吴勇峰;徐英花【摘要】针对低压电力线载波通信中各种噪声干扰和信号衰减较强的问题,引入了混沌检测微弱信号理论,利用混沌振子对强噪声背景下特定频率的微弱信号十分敏感的特性,将微弱载波信号作为混沌振子的系统参数,系统参数在临界值附近微小的变化将会引起系统状态的改变,根据状态改变所需条件估计出微弱载波信号的参数.依据此原理,通过对Duffing振子(一种混沌振子系统)的系统参数进行定量分析,建立基于Duffing振子的低压电力线QPSK(正交相移键控)载波信号检测系统,并通过在低压电力线传输模型上对该检测系统进行测试,实验表明,在低压电力线噪声环境下该检测系统能够准确检测15mV以上的QPSK载波信号的相位分量,而且能有效地抵抗背景噪声干扰,并对典型的持续时间在120 μs以下的脉冲噪声也有很好的抑制作用,大大降低了数据传输中因脉冲噪声引起的比特(位)错误和突发错误.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)013【总页数】7页(P224-229,234)【关键词】Duffing振子;微弱载波信号;相位分量【作者】吴勇峰;徐英花【作者单位】湖南工程学院电气信息学院风力发电机组及控制湖南省重点实验室,湘潭411101;湖南工程学院电气信息学院风力发电机组及控制湖南省重点实验室,湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TM935低压电力线通信是采用已有的电力线作为传输介质,进行数据和话音信号传输。

近些年来研究人员虽然在这方面也做了大量的研究[1,2],并取得了很多进展,但因容性负载的接入、线路阻抗不断变化以及传输距离和分岔结点的增加,使载波信号的衰减和干扰都很强。

当信号衰减到50 mV以下时,在各种噪声特别是脉冲噪声干扰较强的情况下,传统的相干解调和非相干解调都很难准确地提取微弱载波信号的各种特征量,容易引起传输数据的比特(位)错误和突发错误。

变幅值系数的短时Duffing振子阵列检测方法

变幅值系数的短时Duffing振子阵列检测方法

变幅值系数的短时Duffing振子阵列检测方法李楠;李秀坤;刘彩红【摘要】The conventional detection method for a Duffing oscillator can determine if a weak signal exists and can determine the amplitude value of that signal but gives no distribution information in the time domain. wrongful judg-ments of the system are caused by the envelope fluctuation of this signal. A detection method of a short-time Duffing oscillator array detection method of a with variable amplitude coefficients is proposed for the above problems. By u-sing a cross-ambiguity function, we observed that the influence of the envelope fluctuation factors on the detection performance of the Duffing oscillator can be reduced by short-time processing. Adding a short-time window ensures that the signal in the window is approximately stable. Simultaneously, distribution information on the measured sig-nal in the time-domain is obtained by window analysis. To overcome the shortcomings of the phase diagram discrimi-nation method in quantitative analysis and to reduce the error probability caused by the amplitude of the total driv-ing force being less than the jump threshold, a Poincare mapping set identification method with variable amplitude coefficients is proposed and quantitative statistical results are given. Simulation and experimental results show that the signal can be detected even when the signal to noise ratio is -33 dB.%常规Duffing振子检测方法只能确定待测弱信号的有无及幅值大小,却无法给出其在时域上的分布信息,且待测信号包络有起伏时会引起Duffing振子系统的误判。

基于Duffing振子大周期态相轨迹的频率测量方法

基于Duffing振子大周期态相轨迹的频率测量方法

基于Duffing振子大周期态相轨迹的频率测量方法刘海波;吴德伟;卢虎;王永庆;蒋文婷【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2013(000)010【摘要】对Duffing振子大周期态相轨迹特性进行了研究,提出了一种利用Duffing振子大周期相轨迹运动实现频率测量的方法。

仿真结果表明,该方法的检测信噪比下限要高于现有的基于强参考模式的检测方法,但该方法不存在检测盲区问题,在单振子频率覆盖方面也有了大幅提高,极大降低了检测系统的设计难度,而且单振子即可实现对chirp信号的检测,拓展了Duffing振子检测技术的应用。

%The characteristics of Duffing oscillator′s phase trajectory in great periodic motion are analyzed ,base on which ,a new frequency measuring method is proposed .The simulation results indicate ,the detecting signal-to-noise ratio lower limit of the proposed method is higher than that of the existed strong referential detecting method .However ,the proposed method has no blind angle ,and the frequency detection range is greatly enlarged .As a result ,the complexity of the measuring system can be reduced on a large scale .In this method ,one Duffing oscillator is capable of measuring chirp signal ,which is an exploration for the application of the detection technologies based on Duffing oscillators .【总页数】6页(P2010-2015)【作者】刘海波;吴德伟;卢虎;王永庆;蒋文婷【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】TP302.7【相关文献】1.基于双Duffing振子差分的微弱信号频率检测 [J], 王玫;颜勇;张慧峰2.基于2倍本征频率调制的光纤陀螺本征频率测量方法 [J], 王曦;高延滨;霍亮3.基于Duffing振子的弱信号频率检测研究 [J], 刘林芳;芮国胜;张洋;孙文军4.基于Duffing振子检测频率未知微弱信号的新方法 [J], 李国正;张波5.基于TEO的Duffing振子混沌相变瞬时频率判别研究 [J], 孙文军;芮国胜;张嵩;张洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于Duffing系统方波信号频率检测

基于Duffing系统方波信号频率检测

基于Duffing系统方波信号频率检测
许碧荣
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2008(028)004
【摘要】为了完整地研究一类特定的Duffing-Holmes 方程所建立的系统用于确定微弱方波未知频率,通过论证了方程存在周期解且该解唯一,建立仿真模型,用定向过零技术计算方波频率.经过对计算结果相对误差的分析,得出该项技术是可行的.同时指出在检测频率后,进一步检测方波幅值的可能性,以及在噪声环境下测量任意周期信号的频率检测的可能性.
【总页数】5页(P308-312)
【作者】许碧荣
【作者单位】武夷学院,电子工程系,福建,武夷山,354300
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.23;TM935
【相关文献】
1.基于新型 Duffing 振子的电网基波频率检测方法 [J], 刘强;李果繁;曾喆昭
2.基于双Duffing振子差分的微弱信号频率检测 [J], 王玫;颜勇;张慧峰
3.基于最小二乘法的电力系统频率检测 [J], 刘建婷; 张森; 王秋晨; 王帅
4.基于傅里叶分析法的音频电网频率检测系统的设计 [J], 王怀钰; 付炳坤; 吴章龙; 金绪鹏; 余卓璞
5.基于Duffing振子的弱信号频率检测研究 [J], 刘林芳;芮国胜;张洋;孙文军
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广播安全播音中,节目监测是一个重要环节。现有的同频音频广播监测采用切断相关的节目源方法,不能自动监测;而数字水印方法实验中音质严重下降,不适于音频广播。 Duffing振荡器具有检测微弱周期信号的功能[1]。音频信号是一个随机数[2],与微弱正弦周期信号有很大的差异,它们对处于临界状态的Duffing系统有不同的影响。此外,轨道跟踪法计算李雅普诺夫指数受噪声影响大[3]。因此,提出在音频广播节目源间歇地添加确知的微弱正弦周期信号作为识别信息,使用不同阈值的Duffing振荡器阵列对确知弱正弦波信号进行检测并确定时隙内Duffing振子运动状态的翻转次数,实现同频音频广播节目的识别。 Duffing振荡器弱信号检测:在驱动力f从小到大变化中得到阈值fc,它是系统从混沌运动到长周期运动跃变时驱动力临界值。处于临界状态的Duffing系统,对输入到系统的周期信号非常敏感,即使幅度很小的周期信号也能使系统的相图发生跃变。因此,Duffing振荡器运动状态是否跃变可判断输入信号是否存在微弱的周期信号。图1是系统的两种状态。
②一个频率音频节目同时用两部发射机播出情况 设Duffing系统频率为ω=1,输入s(t)=acos(ωt)+bcos(3ωt)+4z(1:length(t)),即一部发射机节目源加入微弱周期信号的频率为ω,与Duffing系统固有频率相同,另一部发射机节目源加入微弱周期信号的频率为3ω。输入信号幅值、计算的重建相空间的嵌入维数m和时间延迟tau、最大李雅普诺夫指数值?姿1和Duffing振荡器运动状态翻转次数如表2所示。 (3)信噪比分析 实验的第一种情况采用2倍的音频信号幅值,第二种情况采用4倍的音频信号幅值。由信噪比定义SNR=20log,大多数音频片段的信噪比在46 dB~52 dB之间。 从仿真结果和分析可以看出,Duffing振荡器阵列对带有微弱正弦周期信号的音频节目的检测,能输出稳定的李雅普诺夫指数值,在时隙内检测到的李雅普诺夫指数值跃变次数与间歇加入的微弱正弦周期信号的次数一致,实现了音频节目的识别。信噪比在46 dB~52 dB之间,符合音频广播节目信噪比的要求;识别信息加入方法简单。该同频音频节目识别方法可行。
2 间歇地添加弱正弦信号的音频广播节目识别 为监测发射机播音情况,对不同发射机的信号源间歇地添加不同频率的微弱正弦信号,接收端解调出带有微弱周期信息的音频信号,振荡器阵列检测时隙内添加识别信息的次数。 (1)识别信号的添加 正弦波发生器产生微弱的单频正弦信号,通过开关电路形成间歇的微弱正弦波信号,控制开关频率以产生时隙内正弦波的次数,。
基于Duffing振: 为识别同频音频广播节目,提出在节目源间歇地添加确知的微弱正弦周期信号作为识别信息,Duffing振荡器阵列检测解调的音频信号中弱正弦周期信号并确定时隙内Duffing振子运动状态的跃变次数,以识别音频广播节目。使用16个音频进行仿真,从仿真结果可以看出,Duffing振荡器阵列检测到的李雅普诺夫指数值跃变次数与间歇加入的微弱正弦周期信号的次数一致;信噪比在46 dB~52 dB之间,符合音频广播的信噪比要求,该识别方法可行。关键词: Duffing振荡器阵列;弱信号检测;音频广播节目;李雅普诺夫指数
(2)信号的解调 获取微弱正弦波的识别信息,需将调制信号解调,解调的信号中将含有大幅度的音频信号和微弱的正弦周期信号,。
(4)判决 固定时隙内,各发射机信号源加入的弱周期信号的频率和次数不同,据Duffing振荡器阵列检测到的李雅普诺夫指数值跃变次数,可识别播出音频节目的发射机。3 材料和实验 (1)实验材料 实验中,使用16个音频片段(9个语音,7个音乐),格式为wav,幅值在[-1,1]之间。 (2)仿真实验 ①一个频率音频节目用一部发射机播出情况 设系统频率为ω=1,输入s(t)=acos(ωt)+2z(1:length(t)),ψ等于系统固有频率,z是音频片段信号。a=[0,0.01,0,0.01,…]是时隙内加入的10次正弦信号。振荡器阵列检测到Lyapunov指数值从正数或0跃变到负数的次数也是10次。输入信号幅值、计算的相空间嵌入维数m和时间延迟tau、最大李雅普诺夫指数值1和振荡器运动状态翻转次数如表1所示。
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