duffing振子在zpw-2000移频信号检测中的应用研究

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1、、公开ＴＰ９１１．２３中图分类号；：密级ＵＤＣ：本校编号；菊Ｗ义遷乂＃硕±学位论文－论文题目ＤｕｆｆｉｎＺＰＷ２０００移频信号：ｇ振子在检测中的应巧研究．０２１２４５０研究生化名：齐雁；学号副教授学校指导教师姓名：武晓春职称：工学硕壬学位交通信息工程及控制申请学位等级：；专业２０１５．６．１０：２０１５．６．１２论文答辩日期；论文提交日期＿独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字曰期：年月／２曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权苗州巧通大学可＾＾＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：

3、？文：签字日期：山巧年月＾日签字日期方＾年月／＞日１＾硕士学位论文Duffing振子在ZPW-2000移频信号检测中的应用研究ApplicationResearchonDuffingOscillatorinZPW-2000FrequencyShiftSignalDetection作者姓名：齐雁学科、专业：交通信息工程及控制学号：0212450指导教师：武晓春副教授完成日期：2015年4月15日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着我国铁路信号技术的不断升级，在区间ZPW-2000型轨道电路代替其它制式的轨道电路已

4、广泛应用于铁路闭塞系统中，正确检测ZPW-2000移频信号是保证列车行车安全的前提。但目前在电气化高速铁路中，信号系统这样的弱电设备受牵引电流的干扰随区间追踪列车数量及运量的增长而增大。轨道电路环境的愈加复杂造成传统方法对移频信号的检测受轨道电路中强噪声的干扰出现检测质量差、检测结果误差大，甚至检测错误导致信号升级显示。因此，本文提出了一种抗噪能力强的检测方法以保证移频信号在强噪声环境下检测的可靠性。基于混沌理论的Duffing振子在强干扰环境下对正弦及2FSK(2binarysystemFreq-uencyShiftKey,二进制移频键控)信号检测SNR(SignalNois

5、eRatio,信噪比)门限可以低至−66dB，具有较好的抗干扰能力。本文根据Duffing振子对参数敏感和对噪声免疫特性，将Duffing振子用于低SNR条件下ZPW-2000移频信号载频及低频的检测，并以Matlab软件为仿真平台搭建Duffing振子检测模型，实现了对ZPW-2000移频信号的检测。首先，本文详细介绍了ZPW-2000型自动闭塞系统的工作原理和ZPW-2000型轨道电路的系统构成，分析了ZPW-2000移频信号的特点，并对常用的轨道电路移频信号检测方法进行分析。根据对ZPW-2000型轨道电路常见干扰的分析和ZPW-2000移频信号特点，确定将检测过程分为载

6、频检测和低频检测两部分。其次，分析了Duffing振子的动力学特性，利用变尺度法对Duffing方程进行改进，以适用于任意频率信号的检测，并分析利用Duffing振子检测一般2FSK信号的原理。此外，在对几种常用混沌判别方法阐述的基础上，总结了各种判别方法的优劣。最后，结合Duffing振子对噪声免疫的特点，给出了ZPW-2000移频信号基于方差极值法载频检测和基于适应步长间歇混沌法低频检测的Duffing振子检测步骤。利用Simulink仿真软件搭建了Duffing振子检测模型，分别对无噪声干扰、牵引电流谐波干扰以及白噪声干扰下的ZPW-2000移频信号Dufiing振子检测

7、法进行实验仿真分析，并与传统检测方法进行误码率比较。实验结果表明Duffing振子检测方法能够解决低SNR条件下移频信号译码能力弱的问题，并且具有较高的检测精度和较好的抗噪性能。关键词：Duffing振子；ZPW-2000移频信号；检测；方差极值；间歇混沌论文类型：应用技术研究-I-Duffing振子在ZPW-2000移频信号检测中的应用研究AbstractWiththecontinuousupgradeofrailwaysignaltechnologyinChina,intheinterv