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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
苏理云  孙唤唤  王杰  阳黎明 《物理学报》2017,66(9):90503-090503
构建了一种在混沌噪声背景下检测并恢复微弱脉冲信号的模型.首先,基于混沌信号的短期可预测性及其对微小扰动的敏感性,对观测信号进行相空间重构、建立局域线性自回归模型进行单步预测,得到预测误差,并利用假设检验方法从预测误差中检测观测信号中是否含有微弱脉冲信号.然后,对微弱脉冲信号建立单点跳跃模型,并融合局域线性自回归模型,构成双局域线性(DLL)模型,以极小化DLL模型的均方预测误差为目标进行优化,采用向后拟合算法估计模型的参数,并最终恢复出混沌噪声背景下的微弱脉冲信号.仿真实验结果表明本文所建的模型能够有效地检测并恢复出混沌噪声背景中的微弱脉冲信号.  相似文献   

2.
李广明  吕善翔 《物理学报》2015,64(16):160502-160502
对非线性时间序列进行噪声抑制是从中提取有效信息的前提. 混沌信号的去噪算法不仅要使滤波后的信号具有较高的信噪比, 也要具有较好的不确定性. 从压缩感知的角度出发,提出了一种新的噪声抑制方法. 该方法包括估计噪声方差, 以及依据动态的稀疏度将观测值往确定的过完备字典上投影. 仿真实验表明, 该方法比常用的小波阈值法和局部曲线拟合法具有更高的输出信噪比, 而原始信号的混沌特性也能得到较大程度的恢复.  相似文献   

3.
基于多元局部多项式方法的混沌时间序列预测   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
周永道  马洪  吕王勇  王会琦 《物理学报》2007,56(12):6809-6814
根据Takens定理,把混沌时间序列构造为一组序列对,然后用多元局部多项式方法来预测其序列.这种核估计方法可以结合局域法与全局法的优点,使得预测的精度更高.仿真结果表明,该方法非常有效.  相似文献   

4.
We consider the problem of detection and estimation of chaotic signals in the presence of white Gaussian noise. Traditionally this has been a difficult problem since generalized likelihood ratio tests are difficult to implement due to the chaotic nature of the signals of interest. Based on Poincare's recurrence theorem we derive an algorithm for approximating a chaotic time series with unknown initial conditions. The algorithm approximates signals using elements carefully chosen from a dictionary constructed based on the chaotic signal's attractor. We derive a detection approach based on the signal estimation algorithm and show, with simulated data, that the new approach can outperform other methods for chaotic signal detection. Finally, we describe how the attractor based detection scheme can be used in a secure binary digital communications protocol.  相似文献   

5.
魏恒东  李立萍  郭建秀 《中国物理 B》2010,19(5):50505-050505
It is an important problem in chaos theory whether an observed irregular signal is deterministic chaotic or stochastic. We propose an efficient method for distinguishing deterministic chaotic from stochastic time series for short scalar time series. We first investigate, with the increase of the embedding dimension, the changing trend of the distance between two points which stay close in phase space. And then, we obtain the differences between Gaussian white noise and deterministic chaotic time series underlying this method. Finally, numerical experiments are presented to testify the validity and robustness of the method. Simulation results indicate that our method can distinguish deterministic chaotic from stochastic time series effectively even when the data are short and contaminated.  相似文献   

6.
胡进峰  张亚璇  李会勇  杨淼  夏威  李军 《物理学报》2015,64(22):220504-220504
强混沌背景中的微弱谐波信号检测有重要的工程研究意义. 目前的检测方法主要是基于Takens理论的混沌相空间重构方法, 然而这些方法往往对信干噪比要求高, 且对高斯白噪声敏感等. 本文注意到混沌信号的二阶统计特性是不变的, 根据这个特点提出了一种基于最优滤波器的强混沌背景中的微弱谐波信号检测方法. 该方法首先构建一个数据矩阵, 在频域上对每个频率通道分别检测谐波信号, 从而将信号检测问题转化为最优化问题, 然后利用最优化理论设计滤波器, 使待检测频率通道的信号增益保持不变, 而尽量抑制其他频率通道的信号, 最后通过判断每一频率通道的输出信干噪比来检测谐波信号. 与传统方法相比, 本文方法有如下优点: 1)可以检测更低信干噪比下的微弱谐波信号; 2)可检测的信号幅度范围更大; 3)抗白噪声性能更强. 仿真结果证明了本文方法的有效性.  相似文献   

7.
Detecting a weak signal from chaotic time series is of general interest in science and engineering. In this work we introduce and investigate a signal detection algorithm for which chaos theory, nonlinear dynamical reconstruction techniques, neural networks, and time-frequency analysis are put together in a synergistic manner. By applying the scheme to numerical simulation and different experimental measurement data sets (Henon map, chaotic circuit, and NH(3) laser data sets), we demonstrate that weak signals hidden beneath the noise floor can be detected by using a model-based detector. Particularly, the signal frequencies can be extracted accurately in the time-frequency space. By comparing the model-based method with the standard denoising wavelet technique as well as supervised principal components analysis detector, we further show that the nonlinear dynamics and neural network-based approach performs better in extracting frequencies of weak signals hidden in chaotic time series.  相似文献   

8.
郝崇清  王江  邓斌  魏熙乐 《物理学报》2012,61(14):148901-148901
提出了一种噪声环境下复杂网络拓扑估计方法, 仅利用含噪时间序列估计未知结构混沌系统的动力学方程和参数, 以及由混沌系统组成的复杂网络的拓扑结构、节点动力学方程、所有参数、 节点间耦合方向和耦合强度.通过采用动力学方程的统一形式, 将动力系统方程结构和参数估计看成线性回归问题的系数估计, 该估计问题利用贝叶斯压缩传感的信号重建算法求解, 含噪信号的模型重建使用相关向量机方法,即通过稀疏贝叶斯学习求解稀疏欠定线性方程得到上面提到的可估计对象.以单个Lorenz系统及由200个 Lorenz系统组成的无标度网络为例说明方法的有效性. 仿真结果表明,提出的方法对噪声有很强的鲁棒性,收敛速度快,稳态误差极小, 克服了最小二乘估计方法收敛速度慢、 稳态误差大以及压缩传感估计方法对噪声鲁棒性不强的缺点.  相似文献   

9.
Lu F  Xu D  Wen G 《Chaos (Woodbury, N.Y.)》2004,14(4):1050-1055
Tracing back to the initial state of a time-evolutionary process using a segment of historical time series may lead to many meaningful applications. In this paper, we present an estimation method that can detect the initial conditions, unobserved time-varying states and parameters of a dynamical (chaotic) system using a short scalar time series that may be contaminated by noise. The technique based on the Newton-Raphson method and the least-squares algorithm is tolerant to large mismatch between the initial guess and actual values. The feasibility and robustness of this method are illustrated via the numerical examples based on the Lorenz system and Rossler system corrupted with Gaussian noise.  相似文献   

10.
利用小波多尺度分解算法实现混沌系统的噪声减缩   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
应用小波多尺度分解算法进行噪声减缩,从混沌背景中分离周期信号、噪声及其他混沌信号.小波多尺度分解算法能够区分不同尺度的信号是利用小波变换在时、频两域具有突出信号特征的能力以及小波变换是一线性变换的特点.提出的方法仅利用信号的尺度特性,克服了先前的噪声减缩要知道产生混沌信号的数学模型,并且要求叠加在混沌背景中的其他信号的幅度相对混沌背景信号的幅度很小的假定.给出了从Lorenz混沌背景中提取正弦信号、白噪声和Chua's电路产生的混沌信号的计算机模拟结果. 关键词:  相似文献   

11.
混沌背景中信号参数估计的新方法   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
怎样提取混沌背景中信号的参数具有重要意义.在重构的相空间中,叠加有其他信号的混沌信号时间序列重构的点集会偏离混沌吸引子所在光滑流形,依据这一性质并综合利用混沌背景中信号本身的特性,提出一种参数估计的新方法:最小相对奇异值(MRSV)法.该方法先建立逆滤波器,由其输出重构相空间,然后改变其参数,使输出信号在嵌入空间中作局部奇异值分解的相对奇异值最小,来实现参数估计.AR模型参数和正弦信号频率估计的仿真结果验证了该方法的有效性. 关键词: 混沌 参数估计 最小相对奇异值(MRSV) 逆滤波器  相似文献   

12.
为了确保电力系统能够安全稳定的运行,实时检测故障中的微弱信号。通过噪声干扰情况下微弱信号的不同变化进行研究,得到了一种微弱信号的DUFFING混沌检测模型。系统发生故障时会产生相应的微弱信号,运用DUFFING混沌振子法分析不同情况下微弱信号的时域波形和相平面轨迹变化规律,并建立数学检测模型,对其幅值进行混沌检测仿真。结果表明,当r=0.8264V,w=1rad/s时将白噪声和微弱正弦信号同时加入后,此时,混沌状态、大尺度周期状态的相平面运行轨迹依然在进行有规律的运行,可以清晰的观察出需要检测的微弱信号。在强噪声存在于系统中时,该方法明显克服了噪声对信号稳定性的干扰,能精确有效检测微弱信号。系统在应对不同工作环境、仪器设备老化等情况时,提高了检测效率,保证系统的稳定运行。  相似文献   

13.
陈志光  李亚安  陈晓 《物理学报》2015,64(20):200502-200502
利用Duffing振 子从混沌到间歇混沌的相变及其对策动力和待检测信号频差较小的周期信号的敏感性, 研究了强海洋背景噪声下微弱周期信号的检测. 通过构造混沌振子列的方法对频率未知信号进行扫频, 从而提取待检测信号的频率范围, 最后利用希尔伯特变换, 实现对间歇混沌的包络检测, 并计算出待检测信号的频率. 计算机仿真与实测水声信号处理结果表明, 利用基于希尔伯特变换的间歇混沌振子对水声微弱信号检测, 其检测信噪比比一般的间歇混沌振子提高了至少4.4 dB, 验证了所提方法的有效性.  相似文献   

14.
In this paper, we perform theoretical and experimental studies of parameter estimation based on chaos feedback synchronization. The Chua chaotic system is applied as the original system, and its time series of a single variable is applied as a feedback variable to drive a simulative system. The simplex method is employed to minimize the synchronization error in the simulative system to iteratively approach the original system parameters. Furthermore, the effects of feedback function, feedback weight, and noise are investigated. The parameter estimation method based on feedback synchronization shows its robustness to noise perturbation. Finally, the circuit experiment of parameter estimation is implemented in order to examine its practical applicability. The original Chua circuit parameters can be well approached from its recorded time series of a single variable. The results show the parameter estimation method based on feedback synchronization may be capable of estimating real system parameters from a chaotic time series.  相似文献   

15.
行鸿彦  程艳燕  徐伟 《物理学报》2012,61(10):100506-100506
为了从混沌背景中检测微弱信号,研究分析了复杂非线性系统的相空间重构理论,提出了一种基于广义窗函数的最小二乘支持向量机的预测法. 该方法以广义嵌入窗为基础,利用自关联函数法确定Lorenz系统的嵌入维数和时间延迟, 实现相空间重构,结合最小二乘支持向量机建立Lorenz系统的误差预测模型, 检测微弱目标信号(瞬态和周期信号).仿真实验表明,该方法的预测模型具有较小的误差, 能够有效地从混沌背景噪声中检测出微弱目标信号,减小噪声对目标信号的影响. 与传统方法相比,在降低检测门限的同时,能够有效地提高预测的精度, 在混沌噪声下信噪比为-87.41 dB的情况下,相对于传统支持向量机方法所得的均方根误差0.049(-54.60 dB时)降低近两个数量级至0.000036123(-87.41 dB时).  相似文献   

16.
基于Bernstein多项式的自适应混沌时间序列预测算法   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
闫华  魏平  肖先赐 《物理学报》2007,56(9):5111-5118
提出了利用Bernstein多项式对混沌时间序列的动力学方程进行建模的方法,并将该方法与递推最小二乘(RLS)算法相结合,从而可以自适应地逼近混沌时间序列的动力学特性,以达到预测的目的.理论分析和仿真实验表明该方法对一些常见的混沌时间序列具有较高的预测精度和较理想的准确预测率.由于RLS算法的收敛速度较快,因此该方法比较适合于对短混沌时间序列进行实时预测. 关键词: 混沌 预测 Bernstein多项式 RLS算法  相似文献   

17.
朱胜利  甘露 《物理学报》2016,65(7):70502-070502
由于混沌时间序列和随机过程具有很多类似的性质, 因而在实际中很难将两者区分开来. 混沌信号检测与识别是混沌时间序列分析中一个重要的课题. 混沌信号是由确定性的混沌映射或混沌系统产生的, 相比于高斯白噪声序列, 其在非完整的二维相空间中表现出更加丰富的结构特性. 本文通过研究混沌时间序列和高斯白噪声序列在非完整二维相空间中的分布特性, 利用混沌信号的非线性动力学特性, 提出了一种基于非完整二维相空间分量置换的混沌信号检测方法. 该方法首先由接收序列得到非完整的二维相空间, 基于第一维分量大小关系实现对第二维分量的置换与分组, 进一步求得F检验统计量. 然后利用混沌系统的局部特性, 获取非完整二维相空间的动力学结构信息, 实现对混沌序列的有效检测. 在高斯白噪声条件下对多种混沌信号进行了信号检测的数值仿真. 仿真结果表明: 相比置换熵检测, 本文所提算法所需数据量小、计算简单以及具有更低的时间复杂度, 同时对噪声具有更好的鲁棒性.  相似文献   

18.
杨晴  王良  李倩茹  宋志杰 《应用声学》2015,34(4):291-296
针对窄带信号,通过构造互谱时间序列,在互谱域建立了平稳时间序列时延估计的最小方差无畸变响应(MVDR)滤波器模型;利用分段近似处理,类比空间MVDR自适应算法,给出了其具体算法(Algorithm of MVDR in cross spectral domain,CSMVDR);进行了数值仿真实验研究和海上实验数据处理。数值仿真与实验数据处理结果初步验证了CSMVDR时延估计对于舰船辐射噪声的适用性,CSMVDR时延估计有比相关检测更好的时延估计性能,能够提高信噪比增益和时延估计精度。  相似文献   

19.
Chaotic laser radar based on correlation detection is a high-resolution measurement tool for remotely monitoring targets or objects.However,its effective range is often limited by the side-lobe noise of correlation trace,which is always increased by the randomness of the chaotic signal itself and other transmission channel noises or interferences.The experimental result indicates that the wavelet denoising method can recover the real chaotic lidar signal in strong period noise disturbance,and a signal-to-noise ratio of about 8 dB is increased.Moreover,the correlation average discrete-component elimination algorithm significantly suppresses the side-lobe noise of the correlation trace when 20 dB of chaotic noise is embedded into the chaotic probe signal.Both methods have advantages and disadvantages.  相似文献   

20.
混沌时间序列全局预测新方法——连分式法   总被引:13,自引:0,他引:13       下载免费PDF全文
张森  肖先赐 《物理学报》2005,54(11):5062-5068
拓展了多项式逼近理论,利用连分式法建立了混沌时间序列非线性全局预测模型,此模型替代混沌序列的动力学方程,实现对其动力学特性分析,达到预测目的. 理论分析和仿真实验表明,连分式法能够有效预测一些混沌序列,该方法预测精度高,并且能得到显式的预测表达式. 关键词: 混沌时间序列 全局预测 连分式  相似文献   

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