基于新型势阱模型的随机共振微弱信号检测与恢复

发布时间：2023-03-25 06:01

　　基于随机共振的非线性微弱信号检测方法是利用噪声能量转移机制提取和识别淹没在强噪声中的微弱特征信号。目前基于经典双稳模型的随机共振微弱信号检测理论已经日趋成熟,但在研究过程中发现经典双稳模型存在易输出饱和和势垒高的缺点,而现有改进双稳模型的研究成果中还未能同时解决经典双稳模型存在的易输出饱和和势垒高的问题。因此,为进一步提高随机共振系统对信号的增强检测效果,本文基于分段线性化双稳模型和外加信号随机共振模型构建了一种新型势阱模型,并围绕新型势阱模型展开研究。首先对所构建的新型势阱模型进行理论分析,推导克莱默斯逃逸速率以及输出信噪比公式,并对周期信号以及冲击信号驱动的基于新型势阱模型的随机共振系统和经典双稳系统的检测性能进行了对比分析。仿真结果表明基于新型势阱模型的随机共振系统有更好的检测效果;其次阐述了基于新型势阱模型的随机共振系统对微弱信号的检测流程,以输出信噪比和特征系数作为输出衡量指标分别分析了周期信号和冲击信号驱动下系统参数对随机共振系统输出效应的作用规律,并完成对淹没在α噪声环境下的微弱周期信号、冲击信号及超声信号的检测。在对随机共振系统输出进行分析时发现了输出信号时域图中会产生...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 随机共振国内外研究现状
        1.2.1 随机共振的提出及发展
        1.2.2 经典双稳模型的研究现状和发展
        1.2.3 信号恢复的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本章小结
2 新型势阱模型的构建及理论分析
    2.1 经典双稳模型随机共振理论
        2.1.1 随机共振原理
        2.1.2 经典双稳模型
        2.1.3 分段线性化双稳模型
        2.1.4 外加信号随机共振模型
    2.2 新型势阱模型
    2.3 理论分析
    2.4 本章小结
3 基于新型势阱模型的随机共振系统性能分析
    3.1 基于新型势阱模型的随机共振系统
        3.1.1 信号模型
        3.1.2 ?稳定噪声
        3.1.3 基于新型势阱模型的随机共振系统
    3.2 随机共振系统输出衡量指标
        3.2.1 输出信号时频域图
        3.2.2 输出信噪比
        3.2.3 特征系数
    3.3 系统性能仿真分析
        3.3.1 周期信号作用下的系统性能分析
        3.3.2 冲击信号作用下的系统性能分析
    3.4 本章小结
4 基于新型势阱模型的随机共振系统的微弱信号检测
    4.1 随机共振系统检测流程
    4.2 仿真信号检测
        4.2.1 周期信号检测
        4.2.2 冲击信号检测
        4.2.3 超声信号检测
    4.3 本章小结
5 恢复系统
    5.1 波形失真原因分析
    5.2 恢复系统
    5.3 仿真信号恢复
        5.3.1 周期信号恢复
        5.3.2 冲击信号恢复
        5.3.3 超声信号恢复
    5.4 本章小结
6 实际信号应用
    6.1 轴承故障信号检测
        6.1.1 轴承内圈故障信号
        6.1.2 轴承外圈故障信号
        6.1.3 滚动体故障信号
    6.2 轴承故障信号恢复
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果



本文编号：3770691