基于Duffing混沌系統(tǒng)的弱信號檢測.pdf

1、水聲對抗和目標隱身技術(shù)的不斷發(fā)展使得水下微弱目標信號的檢測面臨嚴峻挑戰(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。微弱的包絡(luò)隨機起伏的水下目標信號的檢測是亟待解決的問題。對水聲信號進行非線性建模與處理，利用混沌系統(tǒng)對微弱周期信號敏感性的檢測原理，實現(xiàn)較低信噪比下水下目標信號的混沌化檢測的研究具有重要意義。
　　本文對常規(guī)Duffing混沌系統(tǒng)進行改進，給出一種針對實測包絡(luò)隨機起伏信號的Duffing混

2、沌系統(tǒng)檢測方法。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)置策動力角頻率為1且經(jīng)尺度變換后可以檢測任意頻率信號的Duffing混沌系統(tǒng)躍變閾值的計算公式。仿真結(jié)果驗證了系統(tǒng)躍變閾值求解

3、公式的準確性。其次，為了降低由于待測信號與內(nèi)置策動力合成的總策動力幅值小于躍變閾值時出現(xiàn)的漏報誤判概率，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)計判別結(jié)果。最后，針對包絡(luò)起伏信號引起的Duffing混沌系統(tǒng)誤判問題，提出利用變幅值系數(shù)的短時Duffing振子陣列進行檢測的解決方法。對信號加時間窗以保證窗內(nèi)信號近似平穩(wěn)，短時窗內(nèi)信號周期延拓，確保信號激發(fā)Duffing混沌系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)，進而根