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双稳随机共振系统的实用特性研究及应用

刘小娜  
【摘要】:多年以来,随机共振现象在信号处理领域一直倍受关注。它打破了传统的线性系统的信号检测规则,在非线性系统开辟了新的途径。其原理也独树一帜,按照传统的信号检测机理,消除噪声是必不可少的环节。而随机共振则利用噪声、信号和非线性系统的协同作用,将噪声能量转化为信号能量,将被测信号检测出来。 目前研究随机共振的系统有多种,但大多讨论的都是理想白噪声对随机共振的影响。本人针对实际系统中信号与噪声存在的特点,进一步深化了双稳系统随机共振实用特性的研究,重点做以下工作: (1)对双稳随机共振系统进行了深入的理论分析,特别讨论了噪声的能量分布对随机共振特性的影响,并对随机共振的评价方法进行总结,为后续的研究和应用奠定了基础。 (2)噪声是随机共振发生必不可少的条件,实际系统中存在的噪声并非理想白噪声,通过滤波技术模拟了实际系统可能存在的几种噪声,分别讨论了不同类型的噪声对随机共振特性的影响,并进行仿真实验,结合噪声能量分布理论总结出一些有价值的结论。 (3)针对随机共振不适于大频率信号检测的问题,把调制原理引入随机共振系统,根据实际系统中噪声存在的特性,模拟了只存在于信号周围的噪声,研究其对随机共振的影响;同时研究了多频信号的随机共振检测方法,并给出仿真结果。 (4)根据以上的研究成果,研究了未知大频率信号的随机共振检测方案,利用自适应原理对随机共振系统参数自动调节,利用多随机共振进一步改善检测效果,最后,应用于涡街流量检测中,仿真结果表明,取得了很好的检测效果。


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