基于Duffing混沌系統(tǒng)的弱信號(hào)檢測(cè).pdf

1、水聲對(duì)抗和目標(biāo)隱身技術(shù)的不斷發(fā)展使得水下微弱目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于水介質(zhì)的不均勻性和界面的不平整性，聲吶接收到的是畸變的包絡(luò)起伏信號(hào)。微弱的包絡(luò)隨機(jī)起伏的水下目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)是亟待解決的問題。對(duì)水聲信號(hào)進(jìn)行非線性建模與處理，利用混沌系統(tǒng)對(duì)微弱周期信號(hào)敏感性的檢測(cè)原理，實(shí)現(xiàn)較低信噪比下水下目標(biāo)信號(hào)的混沌化檢測(cè)的研究具有重要意義。
　　本文對(duì)常規(guī)Duffing混沌系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，給出一種針對(duì)實(shí)測(cè)包絡(luò)隨機(jī)起伏信號(hào)的Duffing混

2、沌系統(tǒng)檢測(cè)方法。首先，求解Duffing混沌系統(tǒng)從混沌狀態(tài)到大尺度周期狀態(tài)躍變閾值的解析方法是目前Duffing混沌理論亟需解決的問題，而此系統(tǒng)躍變閾值的確定是Duffing混沌系統(tǒng)應(yīng)用的重要理論依據(jù)。應(yīng)用諧波分析方法，給出了Duffing混沌系統(tǒng)從混沌狀態(tài)到大尺度周期狀態(tài)躍變閾值的解析求解公式。特別地，確定了內(nèi)置策動(dòng)力角頻率為1且經(jīng)尺度變換后可以檢測(cè)任意頻率信號(hào)的Duffing混沌系統(tǒng)躍變閾值的計(jì)算公式。仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)躍變閾值求解

3、公式的準(zhǔn)確性。其次，為了降低由于待測(cè)信號(hào)與內(nèi)置策動(dòng)力合成的總策動(dòng)力幅值小于躍變閾值時(shí)出現(xiàn)的漏報(bào)誤判概率，克服相圖判別法定性分析的不足，提出變幅值系數(shù)的Poincare映射集判別方法，給出量化統(tǒng)計(jì)判別結(jié)果。最后，針對(duì)包絡(luò)起伏信號(hào)引起的Duffing混沌系統(tǒng)誤判問題，提出利用變幅值系數(shù)的短時(shí)Duffing振子陣列進(jìn)行檢測(cè)的解決方法。對(duì)信號(hào)加時(shí)間窗以保證窗內(nèi)信號(hào)近似平穩(wěn)，短時(shí)窗內(nèi)信號(hào)周期延拓，確保信號(hào)激發(fā)Duffing混沌系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而根