微弱信号混沌检测的自跟踪扫频控制方法

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1、第31卷第2期控制理论与应用Vol.31No.22014年2月ControlTheory&ApplicationsFeb.2014DOI:10.7641/CTA.2014.30105微微微弱弱弱信信信号号号混混混沌沌沌检检检测测测的的的自自自跟跟跟踪踪踪扫扫扫频频频控控控制制制方方方法法法赵文礼1y,范剑2;3,吴敏1,王万强1(1.杭州电子科技大学机械工程学院,浙江杭州310018;2.河北工业大学机械工程学院,天津300401;3.台州学院机械工程学院,浙江台州318000)摘要:当利用混沌理论进行微弱信号的检

2、测时,针对不同频率的信号只能分别构建不同的检测系统进行检测,势必使其检测效率低下.本文阐述了一种分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法实现了自跟踪扫频检测.为此,首先分析了微弱信号混沌检测方法中的变阈值法和定阈值法,指出了这两种方法的优缺点,然后提出了分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法开展了微弱信号的自跟踪扫频检测控制的研究,设计制作了微弱信号自跟踪扫频检测控制电路,并进行了微弱信号自跟踪扫频混沌检测的实验研究.结果表明该检测控制系统可以实现在噪声背景下的中低频率微弱周期信号的自跟踪扫频检测.关键词:混

3、沌理论;信号检测;自跟踪扫频控制;微弱信号;Duffing振子中图分类号:TP273文献标识码:ASelf-tracing-frequencycontrolinweaksignalchaoticdetectionZHAOWen-li1y,FANJian2;3,WUMin1,WANGWan-qiang1(1.SchoolofMechanicalEngineering,HangzhouDianziUniversity,HangzhouZhejiang310018China;2.SchoolofMechanicalEngi

4、neering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401China;3.SchoolofMechanicalEngineering,TaizhouUniversity,TaizhouZhejiang318000China)Abstract:Chaoticdetectioncanbeappliedtoextracttheweaksinusoidalsignalsubmergedinnoisebackground.However,therearefeweffectiveways

5、toconstructthechaoticdetectionsystemfordetectingacontinuousfrequencybandsignal.Weelaboratetwochaoticdetectionmethods,thefixed-threshold-valuemethodandthefloating-threshold-valuemethod,andanalyzetheiradvantagesandshortcomings.Onthisbasis,weproposethemulti-frequen

6、cy-bandthreshold-valuetransformmethodtodealwiththeproblemsexistingintheabovetwomentionedmethods,anddesigntheself-frequency-tracingcircuitryaccordingly.Theoperationofthiscircuitryisvalidatedbyhardwareexperiments.Experimentalresultsshowthatweakmedium-lowfrequenc

7、ysignalscanbedetectedfromthebackgroundnoisebyusingthismethod.Keywords:chaostheory;signaldetection;self-tracing-frequency;weaksignal;Duffingoscillator1引引引言言言(Introduction)等人利用混沌测量系统实现了白噪声背景下信噪比从强噪声背景中检测微弱的有用信号是工程应用低达¡66dB的正弦信号的测量,成功提取了谐波信号[5–6],2004年李月、杨宝俊等提出了在有

8、色噪声背景中的重要内容.所谓微弱信号是指有用信号的幅值相对于噪声十分微弱,因此也很难检测.传统的基于线下nV级正弦信号、方波信号、周期脉冲信号的混沌测量方法[7–8].文献[9–11]作了基于Duffing振子系统的性理论的信号检测方法由于对噪声背景下的输出信噪比难以提高而存在局限性,尤其对强噪声背景下的电路仿真试验研究.文献[12]开展了微弱信号混沌检微弱信