微弱特征信号检测的随机共振方法与应用研究
发布时间：2021-08-02 15:00
微弱特征信号检测是实现机电系统状态监测与故障早期检测的关键技术之一,对于保证大型机电设备及武器装备可靠运行,避免重大事故的发生具有重要作用。但是,机电设备特征信号往往非常微弱,加之机电系统工作环境比较恶劣,噪声干扰大,造成信号信噪比较低,同时对信号检测的实时性要求较高,使得机电系统的微弱特征信号检测成为难点。如何实现强噪声背景下微弱特征信号的快速检测一直是研究者们不懈努力的方向。 随机共振是一种利用噪声使得微弱信号得到增强传输的非线性现象,与线性方法相比能够检测更低信噪比的信号。随机共振模型算法快速、高效,并可通过硬件实现,具有实时检测能力。因此,随机共振在微弱特征信号检测中的应用具有重要意义。 本文来源于国家自然科学基金项目——“基于随机共振的机械故障早期检测”,以机电系统典型微弱特征信号检测为目标,研究基于随机共振原理微弱特征信号检测的方法及其应用。论文首先阐述了随机共振的理论基础,分析了随机共振数值模型的稳定性条件。然后针对微弱周期信号、微弱非周期冲击信号以及微弱数字脉冲信号等三类特征信号的检测,通过数值仿真,系统研究了各参数对检测性能的影响规律,给出了基于双稳系统随...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
20=4,b=1系统轴出波
图3:3输入信噪比固定，信噪比增益随参数a的变化接下来固定参数a=1，改变参数b，计算相应信噪比增益的变化情况。如图3..35所示，其中横坐标为对数坐标。从图.3.35可以看到，信噪比增益也在b的某一特定值取得极大值。当b在区间(0.01，.05)内时，变化较为复杂，但总体上信噪比增益小于1。当b>.05以后，SNRI迅速增加，并在b=1附近达到最大值。随后，随着b的继续增加，信噪比增益缓慢下降，直到b=100时，SNRI下降为1左右。总体而言，参数b的影响正好与参数a的影响相反，取值较小时的影响比b取值较大时的影响要大。这一点从势垒高度的表达式△V=aZ/b4可以看出，a、b对势垒的作用是相反的。
吞图.3.35输入信噪比固定，信噪比增益随参数b的变化进一步研究信噪比增益在参数a，b平面上的整体变化情况，如图.3.36所示。图中纵坐标b为对数坐标，信噪比增益的大小用颜色的深浅表示。图.3.36输入信噪比固定，信噪比增益随参数a，b变化关系由图可知，对于A=.05，介.01比，。=5的微弱周期信号，当参数取a=1.6
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用随机共振进行海洋噪声背景下的信号检测[J]. 李华锋,鲍荣浩,徐博候. 浙江大学学报(工学版). 2004(05)
[2]非周期随机共振抑噪应用研究[J]. 段江海,宋爱国,王一清. 数据采集与处理. 2004(01)
[3]双稳随机动力系统信号调制噪声效应的数值分析[J]. 肖方红,闫桂荣,韩雨航. 物理学报. 2004(02)
[4]Hilbert-Huang变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 于德介,程军圣,杨宇. 中国机械工程. 2003(24)
[5]随机共振在微弱信号检测中的数值仿真[J]. 杨定新,胡茑庆. 国防科技大学学报. 2003(06)
[6]随机共振新实例——卫星热红外温度异常点的发现及其意义[J]. 徐好民,王煜. 国际地震动态. 2003(12)
[7]变尺度随机共振用于电机故障的监测诊断[J]. 冷永刚,王太勇,李瑞欣,彭永胜,邓学欣. 中国电机工程学报. 2003(11)
[8]基于小波变换相干积累的微弱信号检测[J]. 孙永军,吕福平. 电子对抗技术. 2003(05)
[9]二次采样用于随机共振从强噪声中提取弱信号的数值研究[J]. 冷永刚,王太勇. 物理学报. 2003(10)
[10]利用随机共振在强噪声下提取信息信号[J]. 祝恒江,李蓉,温孝东. 物理学报. 2003(10)
博士论文
[1]双稳态系统，单稳态系统，耦合振子系和混沌系统的随机共振现象[D]. 张雪娟.北京大学 2002
[2]转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D]. 胡茑庆.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]基于高阶统计量的舰船辐射噪声特征提取及分类识别研究[D]. 张义军.西北工业大学 2001
本文编号：3317774
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
20=4,b=1系统轴出波
图3:3输入信噪比固定，信噪比增益随参数a的变化接下来固定参数a=1，改变参数b，计算相应信噪比增益的变化情况。如图3..35所示，其中横坐标为对数坐标。从图.3.35可以看到，信噪比增益也在b的某一特定值取得极大值。当b在区间(0.01，.05)内时，变化较为复杂，但总体上信噪比增益小于1。当b>.05以后，SNRI迅速增加，并在b=1附近达到最大值。随后，随着b的继续增加，信噪比增益缓慢下降，直到b=100时，SNRI下降为1左右。总体而言，参数b的影响正好与参数a的影响相反，取值较小时的影响比b取值较大时的影响要大。这一点从势垒高度的表达式△V=aZ/b4可以看出，a、b对势垒的作用是相反的。
吞图.3.35输入信噪比固定，信噪比增益随参数b的变化进一步研究信噪比增益在参数a，b平面上的整体变化情况，如图.3.36所示。图中纵坐标b为对数坐标，信噪比增益的大小用颜色的深浅表示。图.3.36输入信噪比固定，信噪比增益随参数a，b变化关系由图可知，对于A=.05，介.01比，。=5的微弱周期信号，当参数取a=1.6
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用随机共振进行海洋噪声背景下的信号检测[J]. 李华锋,鲍荣浩,徐博候. 浙江大学学报(工学版). 2004(05)
[2]非周期随机共振抑噪应用研究[J]. 段江海,宋爱国,王一清. 数据采集与处理. 2004(01)
[3]双稳随机动力系统信号调制噪声效应的数值分析[J]. 肖方红,闫桂荣,韩雨航. 物理学报. 2004(02)
[4]Hilbert-Huang变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 于德介,程军圣,杨宇. 中国机械工程. 2003(24)
[5]随机共振在微弱信号检测中的数值仿真[J]. 杨定新,胡茑庆. 国防科技大学学报. 2003(06)
[6]随机共振新实例——卫星热红外温度异常点的发现及其意义[J]. 徐好民,王煜. 国际地震动态. 2003(12)
[7]变尺度随机共振用于电机故障的监测诊断[J]. 冷永刚,王太勇,李瑞欣,彭永胜,邓学欣. 中国电机工程学报. 2003(11)
[8]基于小波变换相干积累的微弱信号检测[J]. 孙永军,吕福平. 电子对抗技术. 2003(05)
[9]二次采样用于随机共振从强噪声中提取弱信号的数值研究[J]. 冷永刚,王太勇. 物理学报. 2003(10)
[10]利用随机共振在强噪声下提取信息信号[J]. 祝恒江,李蓉,温孝东. 物理学报. 2003(10)
博士论文
[1]双稳态系统，单稳态系统，耦合振子系和混沌系统的随机共振现象[D]. 张雪娟.北京大学 2002
[2]转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D]. 胡茑庆.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]基于高阶统计量的舰船辐射噪声特征提取及分类识别研究[D]. 张义军.西北工业大学 2001
本文编号：3317774
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3317774.html
