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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 578 毫秒
1.
吴勇峰  张世平  孙金玮  Peter Rolfe  李智 《物理学报》2011,60(10):100509-100509
研究非周期信号激励下Duffing振子动力学行为变化特征时,发现处于倍周期分岔的环形耦合Duffing振子系统,在一定的参数条件下,脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象.利用这种现象可以快速检测出强噪声背景中的微弱脉冲信号,从而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词: 瞬态同步突变 微弱信号检测 脉冲信号 Duffing振子  相似文献   

2.
Duffing振子微弱信号检测方法研究   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
刘海波  吴德伟  金伟  王永庆 《物理学报》2013,62(5):50501-050501
在前期实验工作的基础上,从理论分析的角度,提出了利用Duffing振子从大周期态向混沌态的相变 作为判据的微弱周期信号检测方法,给出了检测原理,并论证了其可行性;从过渡带影响和检测概率两方面 将该方法与传统的检测方法进行了比较分析,并对两者的检测性能进行了仿真对比.分析和仿真结果都显示,相同条件下, Duffing振子从大周期态向混沌态的相变受过渡带影响更小,所提方法具有更好的检测性能. 实验数据还表明, Duffing振子检测微弱信号只能基于单向相变, 利用阵发混沌进行频差检测只适用于待测信号信噪比较高的情况. 关键词: Duffing 混沌 检测 过渡带  相似文献   

3.
吴勇峰  黄绍平  金国彬 《物理学报》2013,62(13):130505-130505
以双向环形耦合Duffing振子系统为对象, 研究脉冲信号激励下耦合振子间动力学行为变化特征时, 发现其与单向环形耦合Duffing振子系统类似, 在一定的参数条件下, 脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象. 基于这种现象, 提出了一种微弱脉冲信号检测的新方法, 用于检测强噪声背景中的局部放电脉冲信号. 实验测试表明, 利用本文方法对不同放电电极的局部放电脉冲信号进行检测时, 在低信噪比条件下可取得良好的检测效果, 进而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词: 耦合Duffing 振子 微弱信号检测 瞬态同步突变 局部放电脉冲信号  相似文献   

4.
曹保锋  李鹏  李小强  张雪芹  宁王师  梁睿  李欣  胡淼  郑毅 《物理学报》2019,68(8):80501-080501
耦合Duffing振子在检测强噪声中的微弱脉冲信号时具有可检测信噪比低等优点,但目前检测模型还存在系统性能与初始状态有关、只能工作在倍周期分岔状态等缺陷.为此本文构建了一种能克服上述缺点的新的微弱脉冲信号检测模型,通过对两个Duffing振子同时施加较大的恢复力和阻尼力耦合,可使振子间产生广义的"阱内失同步"现象,基于这种现象可实现微弱脉冲信号的检测与恢复.以信噪比改善和波形相似度为衡量指标,研究了周期策动力幅值与周期、耦合系数、计算步长、阻尼系数等参量对模型信号检测与波形恢复效果的影响.对方波、双指数脉冲和高斯导数脉冲进行检测和恢复的实验结果表明,本文所构建的模型能够在较低信噪比条件下有效地检测并恢复出高斯白噪声背景中的微弱脉冲信号,进而改善了现有的Duffing振子对非周期脉冲信号的检测能力并扩展了其应用领域.  相似文献   

5.
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   

6.
混沌振子的广义旋转数和同步混沌的Hopf分岔   总被引:9,自引:1,他引:8       下载免费PDF全文
对应于混沌振子的各个Lyapunov指数,在切空间中定义了广义相位和广义旋转数.广义旋转数和Lyapunov指数相结合,可以更完整地描述混沌吸引子的各个运动模式的运动特征,包括伸缩与旋转.用耦合Duffing振子研究了时空混沌系统在同步混沌失稳时发生的分岔行为.结果表明,耦合振子的同步混沌态可以发生一种Hopf分岔,在Hopf分岔后,系统的功率谱中出现了一个特征频率,其值恰好等于分岔前临界横模的广义旋转数. 关键词:  相似文献   

7.
一种基于新型间歇混沌振子的舰船线谱检测方法   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
丛超  李秀坤  宋扬 《物理学报》2014,63(6):64301-064301
为了实现低信噪比下未知频率的舰船辐射线谱的检测,对常规型间歇混沌振子列检测方法进行了改进,提出了一种基于适应步长型间歇混沌振子的信号检测方法.该方法可以只用一个Duffing振子,通过设定一组能够覆盖待测信号所在频段的求解步长序列,实现对未知频率、具有任意初相位的微弱周期信号的搜索检测.为进一步提高系统的弱信号检测性能,分析了Holmes型Duffing方程在不同频率内置策动力下对弱信号灵敏度的差异.综合理论分析和仿真研究结果给出了Duffing振子在内置策动力角频率为0.4 rad/s时对弱信号检测性能最佳,并据此对所采用的Duffing振子进行了优化;仿真结果表明,改进后的Duffing振子的弱信号检测性能提高了12 dB.最后将此方法应用于一组含有舰船辐射线谱的实船数据,结果表明此方法可以实现低信噪比下的未知频率微弱线谱检测.  相似文献   

8.
耦合相振子的同步研究对理解复杂系统自组织协同的涌现具有重要的理论意义.相比于传统耦合振子的两体成对耦合,多重耦合近年来得到广泛的关注.当相振子间的多重耦合机制起主要作用时,系统会涌现一系列去同步突变,这一新颖的动力学特性对理解复杂系统群体动力学提供了重要的理论启示.本文研究了平均场的三重耦合Kuramoto系统的同步动力学,发现了去同步转变具有不可逆性,并利用平均场自洽方法和无序态线性稳定性分析揭示了不可逆去同步突变的动力学机制.进一步研究发现,随着振子自然频率分布半宽度的变化,系统会经历一系列去同步驻波态的转变.在相变临界点,系统在高维相空间会通过鞍结分岔导致同步态失稳而塌缩至稳定的低维不变环面.本文的研究揭示了多重耦合函数作用的振子系统的各种协同态及其相变机制,同时可为理解其他复杂系统(如超网络结构)协同态的动力学转变提供理论借鉴.  相似文献   

9.
一种Duffing弱信号检测新方法及仿真研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
研究了利用混沌相变进行弱信号检测的理论及仿真试验.对基于Duffing振子初值敏感性检测弱信号的方法分析后指出,过渡过程会影响检测性能,提出一种改进的弱信号检测方法.对仿真输入噪声生成和仿真步长选择进行研究后建立了仿真模型,在典型噪声背景下检测弱正弦信号.实验结果表明:所提出的方法有较好检测性能;混沌临界态的Duffing系统对噪声敏感导致相变方法难以精确确定最小检测幅值.指出了这类方法的局限性. 关键词: 混沌 信号检测 周期信号 白噪声  相似文献   

10.
曾喆昭  周勇  胡凯 《物理学报》2015,64(7):70505-070505
目前, 小波阈值去噪法、数字滤波法、傅里叶频域变换法等常用的微弱信号检测方法所能达到的最低检测信噪比为-10 dB, 而双向环形耦合Duffing振子能达到的最低检测信噪比为-20 dB. 但是, 现场检测时常常会出现更低信噪比的放电脉冲信号, 因此现有检测方法就很难满足信号检测的实际需求. 为了有效解决该难题, 研究了一种扩展型Duffing振子的微弱脉冲信号检测的新方法. 该方法的主要思想是使用广义时间尺度变换, 将Duffing振子模型变换为扩展型Duffing振子模型, 有效扩展了微弱信号的频率检测范围. 仿真结果表明, 扩展型Duffing振子不仅具有良好的噪声免疫特性, 而且能有效检测到信噪比低至-40 dB的局部放电微弱脉冲信号, 进一步扩展了现有Duffing振子微弱信号检测方法的检测范围和应用领域.  相似文献   

11.
Synchronization of coupled oscillators exhibiting the coexistence of chaotic attractors is investigated, both numerically and experimentally. The route from the asynchronous motion to a completely synchronized state is characterized by the sequence of type-I and on-off intermittencies, intermittent phase synchronization, anticipated synchronization, and period-doubling phase synchronization.  相似文献   

12.
We construct a new RC phase shift network based Chua's circuit, which exhibits a period-doubling bifurcation route to chaos. Using coupled versions of such a phase-shift network based Chua's oscillators, we describe a new method for achieving complete synchronization (CS), approximate lag synchronization (LS), and approximate anticipating synchronization (AS) without delay or parameter mismatch. Employing the Pecora and Carroll approach, chaos synchronization is achieved in coupled chaotic oscillators, where the drive system variables control the response system. As a result, AS or LS or CS is demonstrated without using a variable delay line both experimentally and numerically.  相似文献   

13.
The dynamic behavior of coupled chaotic oscillators is investigated. For small coupling, chaotic state undergoes a transition from a spatially disordered phase to an ordered phase with an orientation symmetry breaking. For large coupling, a transition from full synchronization to partial synchronization with translation symmetry breaking is observed. Two bifurcation branches, one in-phase branch starting from synchronous chaos and the other antiphase branch bifurcated from spatially random chaos, are identified by varying coupling strength epsilon. Hysteresis, bistability, and first-order transitions between these two branches are observed.  相似文献   

14.
The effect of noise on phase synchronization in small sets and larger populations of weakly coupled chaotic oscillators is explored. Both independent and correlated noise are found to enhance phase synchronization of two coupled chaotic oscillators below the synchronization threshold; this is in contrast to the behavior of two coupled periodic oscillators. This constructive effect of noise results from the interplay between noise and the locking features of unstable periodic orbits. We show that in a population of nonidentical chaotic oscillators, correlated noise enhances synchronization in the weak coupling region. The interplay between noise and weak coupling induces a collective motion in which the coherence is maximal at an optimal noise intensity. Both the noise-enhanced phase synchronization and the coherence resonance numerically observed in coupled chaotic R?ssler oscillators are verified experimentally with an array of chaotic electrochemical oscillators.  相似文献   

15.
The effects of noise on phase synchronization (PS) of coupled chaotic oscillators are explored. In contrast to coupled periodic oscillators, noise is found to enhance phase synchronization significantly below the threshold of PS. This constructive role of noise has been verified experimentally with chaotic electrochemical oscillators of the electrodissolution of Ni in sulfuric acid solution.  相似文献   

16.
杨科利 《物理学报》2016,65(10):100501-100501
本文研究了耦合不连续系统的同步转换过程中的动力学行为, 发现由混沌非同步到混沌同步的转换过程中特殊的多吸引子共存现象. 通过计算耦合不连续系统的同步序参量和最大李雅普诺夫指数随耦合强度的变化, 发现了较复杂的同步转换过程: 临界耦合强度之后出现周期非同步态(周期性窗口); 分析了系统周期态的迭代轨道,发现其具有两类不同的迭代轨道: 对称周期轨道和非对称周期轨道, 这两类周期吸引子和同步吸引子同时存在, 系统表现出对初值敏感的多吸引子共存现象. 分析表明, 耦合不连续系统中的周期轨道是由于局部动力学的不连续特性和耦合动力学相互作用的结果. 最后, 对耦合不连续系统的同步转换过程进行了详细的分析, 结果表明其同步呈现出较复杂的转换过程.  相似文献   

17.
Two types of phase synchronization (accordingly, two scenarios of breaking phase synchronization) between coupled stochastic oscillators are shown to exist depending on the discrepancy between the control parameters of interacting oscillators, as in the case of classical synchronization of periodic oscillators. If interacting stochastic oscillators are weakly detuned, the phase coherency of the attractors persists when phase synchronization breaks. Conversely, if the control parameters differ considerably, the chaotic attractor becomes phase-incoherent under the conditions of phase synchronization break.  相似文献   

18.
张廷宪  郑志刚 《中国物理 B》2009,18(10):4187-4192
The behaviors of coupled oscillators, each of which has periodic motion with random natural frequency in the absence of coupling, are investigated when phase shifts are considered. In the system of coupled oscillators, phase shifts are the same between different oscillators. Synchronization and synchronization transition are revealed with different phase shifts. Phase shifts play an important role for this kind of system. When the phase shift α<0.5π, the synchronization state can be attained by increasing the coupling, and the system cannot reach the synchronization state while α≥q0.5π. A clear scaling between complete synchronization critical coupling strength K_pc and α-0.5π is found.  相似文献   

19.
We study the effects of mutual and external chaotic phase synchronization in ensembles of bursting oscillators. These oscillators (used for modeling neuronal dynamics) are essentially multiple time scale systems. We show that a transition to mutual phase synchronization takes place on the bursting time scale of globally coupled oscillators, while on the spiking time scale, they behave asynchronously. We also demonstrate the effect of the onset of external chaotic phase synchronization of the bursting behavior in the studied ensemble by a periodic driving applied to one arbitrarily taken neuron. We also propose an explanation of the mechanism behind this effect. We infer that the demonstrated phenomenon can be used efficiently for controlling bursting activity in neural ensembles.  相似文献   

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