舰船辐射噪声的混沌特征提取方法研究

发布时间：2017-03-30 04:25

  本文关键词：舰船辐射噪声的混沌特征提取方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水下目标特征提取技术在现代水声信号处理领域具有十分重要的意义。将混沌理论应用于水下信号处理，通过相空间重构、混沌特征参数提取等非线性时间分析方法可以达到对舰船信号识别的目的。本文以基于混沌理论的非线性时间序列分析为基础，围绕舰船辐射噪声的特征提取这一主题，进行了如下工作： 1．在相空间重构的基础上，对Takens嵌入定理进行了研究，并对重构的两个参数—延迟时间和最小嵌入维数进行了估计。利用平均互信息法确定相空间重构的时间延迟。利用伪最邻近点法确定相空间重构的最小嵌入维数。介绍了非线性动力系统状态变量之间的信息流概念，有助于进一步了解非线性的本质。 2．研究了基于相空间重构的非线性局部投影滤波方法，该方法的原理是将低维的时间序列拓展到高维的相空间，，将高维相空间分解为两个正交的子空间，将具有较小特征值的特征矢量所在的流形向较大的特征值所在的特征矢量投影。利用局部投影滤波方法对舰船辐射噪声进行降噪，可以较好地恢复波形和相空间轨迹。 3．研究了舰船辐射噪声的特征提取方法。通过对舰船辐射噪声进行关联维数、最大Lyapunov指数、h_2熵等混沌特征参数的提取，结果表明：利用关联维数的确可以对不同的舰船目标进行分类；由于舰船辐射噪声具有正的最大Lyapunov指数及正的h_2熵，说明舰船辐射噪声中确实有混沌成分存在。 4．研究了基于相空间重构的递归图及定量递归分析。通过对舰船辐射噪声递归图的分析及对定量递归分析特征量的计算，得出：舰船辐射噪声的递归图与其混沌特征量如关联维数之间存在着某种关系；定量递归分析的特征量，如确定率、递归率和熵等，可以作为混沌特征参数对实际舰船信号进行识别、分类：定量递归分析的特征量与混沌特征参数之间具有某种对应关系；提出：递归分析是一种新的非线性方法分析的有效工具。
【关键词】：混沌 非线性时问序列分析 相空间重构 平均互信息法 伪最邻近点法 非线性局部投影滤波 关联维数 最大Lyapunov指数 h_2熵 递归图 定量递归分析
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U666.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 研究动态及现状8-9
• 1.3 本文主要工作9-11
• 第二章 混沌理论基础11-19
• 2.1 混沌的起源和发展11-12
• 2.2 混沌的定义12-13
• 2.3 周期倍增分岔与Feigenbaum普适常数13-15
• 2.3.1 周期倍增分岔13-14
• 2.3.2 Feigenbaum普适常数14-15
• 2.4 混沌运动的特性15-16
• 2.5 奇怪吸引子16-17
• 2.5.1 耗散系统16
• 2.5.2 状态空间16-17
• 2.5.3 奇怪吸引子17
• 2.6 本章小结17-19
• 第三章 基于混沌理论的非线性时间序列分析19-43
• 3.1 相空间重构19-24
• 3.1.1 相空间重构的理论基础19-20
• 3.1.2 Takens延时嵌入重构理论20-21
• 3.1.3 平均互信息法21-23
• 3.1.4 伪最邻近点法23-24
• 3.2 状态变量的信息流24-28
• 3.3 非线性局部投影滤波28-36
• 3.3.1 非线性局部投影滤波理论28-30
• 3.3.2 非线性局部投影滤波仿真30-36
• 3.4 非线性时间序列分析在舰船噪声上的应用36-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 混沌信号的特征量提取43-60
• 4.1 关联维数43-46
• 4.1.1 关联维数的理论43-44
• 4.1.2 关联维数改进算法44-45
• 4.1.3 关联维数的仿真45-46
• 4.2 Lyapunov指数46-50
• 4.2.1 最大Lyapunov指数的定义47-48
• 4.2.2 改进的最大Lyapunov指数计算方法48-50
• 4.3 时间序列的熵50-53
• 4.3.1 熵的理论基础50-51
• 4.3.2 时间序列的h_2熵51-53
• 4.4 实际舰船信号的特征提取53-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 混沌信号的递归分析60-68
• 5.1 递归分析理论基础60-61
• 5.2 定性递归分析—递归图法61-64
• 5.2.1 递归图原理61-62
• 5.2.2 典型信号的递归图62-63
• 5.2.3 实际舰船信号的递归图63-64
• 5.3 定量递归分析64-67
• 5.3.1 定量递归分析理论64-66
• 5.3.2 定量递归分析计算66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 全文总结68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研情况73-74
• 致谢74-75
• 西北工业大学业 学位论文知识产权声明书75
• 西北工业大学 学位论文原创性声明75

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