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基于混沌同步的混沌噪声背景下谐波参数估计方法研究

祝林林  
【摘要】:近二十年来,自然界和实际应用中的很多信号被证明具有混沌特性,这些具有混沌特性的信号有的是有利的,有的是有害的。在一些情况下,我们所感兴趣的目标信号被具有混沌特性的信号淹没;而在另一些情况下,我们人为的把目标信号淹没在某种混沌信号中,从而实现对目标信号的安全可靠传输。这两种情况的不同点在于,第一种情况中的混沌噪声的模型是未知的,第二种情况中的混沌载波的模型是已知的。这两种都要求我们把谐波信号从混沌背景噪声中提取出来,处理的时候都是把去除混沌信号作为工作的重点。正是因为这两种情况的模型分别是已知和未知的,提取谐波信号的时候采用的思想是不同的。在第一种情况下,基于混合信号具有混沌特性的前提,利用相空间重构和非线性预测的方法把混合信号中的混沌背景噪声预测出来,比较常用的预测方法就是神经网络方法;在第二种情况下,基于混合信号中的混沌背景信号模型已知的前提,利用混沌同步的方法把混合信号中的混沌背景信号估计出来,这种思想的重要理论依据就是混沌同步系统的鲁棒性。本文对混沌噪声背景下谐波参数估计的方法进行了研究。文中对混沌理论在信号处理领域的应用现状做了介绍,并介绍了混沌和混沌同步的基本知识。文中利用经典的非线性系统受扰稳定性理论对混沌同步系统的鲁棒性进行了一定的分析。对收缩理论进行了介绍,并将其应用到混沌同步控制器的设计中,发现用收缩理论去分析某些混沌系统的同步问题是很方便的。对混沌噪声为lorenz混沌信号和rossler混沌信号的情况进行了研究,分别研究了混沌噪声模型参数已知和噪声模型参数未知情况下的谐波参数估计,并利用传统的功率谱分析方法周期图法对淹没在这两种混沌噪声中的谐波信号的频率进行了提取,提取的谐波参数的效果是由混沌同步系统的鲁棒性决定的。本文做了大量的仿真实验,仿真实验结果证明了混沌同步系统具有一定的鲁棒性,也证明了利用混沌同步的方法提取混沌噪声背景中谐波信号的频率是有效的。


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