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《重庆邮电大学》 2018年
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基于随机共振和小波分析的微弱信号检测研究

易甜  
【摘要】:微弱信号检测技术在不同领域具有广泛的应用,例如无线通信、故障检测、雷达系统、地质学和生物医学等。微弱信号检测的对象是常规和传统方法不能检测的微弱量。随着科学技术的发展,对弱信号检测的需要日益迫切,可以说微弱信号检测是发展高新技术、探索自然规律的重要手段。非线性系统、输入信号和噪声之间的协同效应被称为随机共振,它将一部分噪声能量转移给微弱信号使得微弱信号能量增强,这改变了以往在微弱信号检测中噪声的不利局面,因此随机共振可以作为微弱信号检测领域中的一个重要研究方向。论文在详细介绍文章中所涉及的相关基本理论和已取得研究成果的基础上,分别从噪声、控制方式和输入信号三个不同的角度出发,研究了在随机共振微弱信号检测中的应用。论文的主要工作及创新点如下:(1)研究色噪声背景下多稳态随机共振的微弱信号检测。首先,分析了色噪声的产生方法以及多稳态随机共振系统模型。然后,采用信噪比增益作为测量指标对多稳态随机共振进行深入的研究。最后,对不同信号的仿真实验表明该系统模型具有良好的检测效果,可以有效提取微弱信号的特征频率信息。(2)为进一步增强随机共振对微弱信号的处理能力,本文研究了多尺度噪声控制的多稳态随机共振检测技术。首先,提出了一种基于小波包变换(Wavelet Packets Transform,WPT)的多尺度噪声调节随机共振方法,利用小波的多分辨能力将输入信号通过WPT调节成为多尺度成分。然后,对小波系数进行处理,进而对信号进行合成。最后,仿真结果表明该方法能够克服传统参数调节方法的限制,使目标信号得到增强从而实现对信号的检测。(3)以冲击信号为研究对象,研究了二阶增强型随机共振的冲击信号检测方法。首先,分析了二阶增强型随机共振的系统模型和输出信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。然后,将峭度和相似度指标相结合,构造出了一种新的冲击信号特征系数,该系数指标不仅兼顾了两者的优势又避免了峭度作为随机共振测量指标的漏检情况。最后,仿真结果与实际测量表明,此方法具有较好的检测效果和应用价值,克服了传统随机共振处理方法对微弱信号有所抑制的弊端,实现了对冲击分量的有效提取。
【学位授予单位】:重庆邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN911.23

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【参考文献】
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