随机窄带噪声作用下非线性碰撞振动系统的稳态响应研究

研究了随机参激作用下一个非线性碰撞振动系统的随机响应.基于Krylov-Bogoliubov平均法,借助第一类改进的Bessel函数,得到了决定平凡解的几乎确定稳定性的最大Lyapunov指数.模拟结果发现,碰撞振动系统的最大Lyapunov指数特性不同于一般的非碰撞系统,其最小值为负.同时,在确定性情形下,得到了骨架曲线方程和不稳定区域的临界方程.进一步,利用矩方法,讨论了系统的一阶和二阶非平凡稳态矩,发现了碰撞振动系统中有频率岛现象的存在.最后,借助FokkerPlanck-Kolmogorov方程,利用有限差分法,讨论了碰撞振动系统中存在的随机跳现象.在随机强度较小时,稳态概率密度集中于响应振幅的非平凡分支;但是随着随机强度的增加,平凡稳态解的概率会变大.     

光纤陀螺基于本征模态函数筛选的阈值滤波算法

为降低光纤陀螺随机噪声,提高其测量精度,利用周期图法辨识光纤陀螺的随机噪声特征参数,针对其噪声特征,提出了基于本征模态函数筛选的微分经验模态分解阈值滤波算法。以本征模态函数和原始信号二者的概率密度函数的空间距离为判别依据,对所有本征模态函数进行筛选,根据已估计的噪声参数计算阈值大小,采用时间序列阈值的方法对筛选出的本征模态函数进行处理。仿真和实验结果表明,该滤波算法能够在跟踪光纤陀螺信号变化的同时,使其零偏不稳定性下降90.35%,角随机游走下降93.75%,对随机噪声有较好的抑制能力。     

应用主成分分析评估红外高光谱仪器噪声特性

为了考察星载傅里叶变换光谱仪观测实际目标时的噪声水平,研究了通过大气观测光谱的虚部分量估计噪声的方法.采样误差等因素会给虚部光谱样本引入通道相关性噪声,并叠加在固有随机噪声分量上,从而抬升总体噪声水平,甚至超出灵敏度指标.采用主成分分析技术重构相关噪声分量,将两类噪声相互分离.将主成分分析滤出的随机噪声与由定标源光谱统计的噪声进行对比,结果显示,仪器观测不同目标的随机噪声相互一致,并且在三个工作波段均分别满足0.4K、0.7K和1.2K的灵敏度设计指标.     

On the predictability of chaotic systems with respect to maximally effective computation time

The round-off error introduces uncertainty in the numerical solution. A computational uncertainty principle is explained and validated by using chaotic systems, such as the climatic model, the Rossler and super chaos system. Maximally effective computation time (MECT) and optimal stepsize (OS) are discussed and obtained via an optimal searching method. Under OS in solving nonlinear ordinary differential equations, the self-memorization equations of chaotic systems are set up, thus a new approach to numerical weather forecast is described. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (40275031 and 40231006), the National Key Program for Developing Basic Sciences (G1999043408) and the Key Innovation Project of Chinese Academy of Sciences (K2CX1-10-07)     

厅堂声学测量中不同激励声源的比较

基於脉冲响应积分的音乐厅和剧院观众厅声学特性的测量目前有三种使用不同激励声源的测试方法:人工脉冲声源、伪随机噪声序列(MLS)、以及用正弦扫频信号。这些技术各有其优缺点,在实际应用中为了方便根据具体情况选择不同的激励声源,通过在一个音乐厅现场的实测数据比较丁三种声源的实测结果,发现对混响时间测量三种不同的激励声源给出的结果基本一致,但是对明晰度和一些其他的指标,脉冲声源给出的结果与用MLS和扫频信号给出的结果有较明显的差别。对实际中如何选择具体的技术也做了建议。     

谐和与窄带随机噪声联合作用下Duffing系统的参数主共振

研究了Ｄｕｆｉｎｇ振子在谐和与窄带随机噪声联合激励下的参数主共振响应和稳定性问题．用多尺度法分离了系统的快变项，并求出了系统的最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数．本文还分析了失稳及跳跃现象，及系统的阻尼项、非线性项、随机项、确定性参激强度对系统响应的影响．数值模拟表明本文提出的方法是有效的．     

MEMS陀螺随机噪声的多尺度时间序列建模

基于小波多尺度分析方法,使用db4小波,将MEMS陀螺仪输出数据进行深度为4的多尺度分解,在各尺度上进行信号重建,对重建后的各尺度信号进行时间序列建模,各尺度的时间序列模型的输出和作为陀螺仪的随机噪声估计.多尺度时间序列建模方法提高了建模精度,将预测误差的方差降低了一个数量级,该方法已经成功应用到某型微小型飞行器的微导航系统中.     

噪声环境下时滞耦合网络的广义投影滞后同步

时滞和噪声在复杂网络中普遍存在,而含有耦合时滞和噪声摄动的耦合网络同步的研究工作却极其稀少. 本文针对噪声环境下具有不同节点动力学、不同拓扑结构及不同节点数目的耦合时滞网络,提出了两个网络之间的广义投影滞后同步. 首先,构建了更加贴近现实的驱动-响应网络同步的理论框架;其次,基于随机时滞微分方程LaSalle不变性原理,严格证明了在合理的控制器作用下,驱动网络和响应网络在几乎必然渐近稳定性意义下能够取得广义投影滞后同步;最后,借助于计算机仿真,通过具体的网络模型验证了理论推理的有效性. 数值模拟结果表明,驱动网络与响应网络不但能够达到广义投影滞后同步,而且同步效果不依赖于耦合时滞和比例因子的选取,同时也揭示了更新增益和耦合时滞对同步收敛速度的显著性影响. 关键词： 复杂网络 广义投影滞后同步 随机噪声 时滞     

Envelope Solitons Perturbed by Stochastic Noise

We perform langevin dynamics simulation for envelope solitons in an FPU-β lattice, with the nearest- neighbor interaction and quartic anharmonicity. We get the motion equations of our discrete system by adding noise and damping to the set of deterministic motion equations. We define ＂half-time＂ as the time when the amplitude of the envelope soliton decreases by half due to damping. And then the mass, center and half-time of the perturbed envelope soliton are numerically simulated, beginning with the discrete envelope soliton at rest. Results show successfully how noise affects behavior of the envelope soliton.     

随机噪声作用下梁结构的非线性振动研究

考虑随机噪声影响,研究一端固支一端夹支的梁结构在横向外激励扰动下的非线性振动。首先,基于里兹-伽辽金法得到梁的振动控制方程并将其无量纲化,随后引入随机噪声进一步得到系统的随机动力学模型。在此基础上考虑高斯白噪声和有界噪声,分别研究2种随机噪声对梁结构随机动力学行为的影响,并利用随机Melnikov法求出系统的混沌阈值,得到2种随机噪声影响下系统的三维混沌阈值图。由数值计算结果可知,阻尼系数、外激励幅值和随机噪声对梁结构的振动都有影响,且阻尼小、外激励幅值大和随机噪声强都更容易导致随机系统产生混沌运动。此外,通过本研究可以分析比较不同随机噪声(如高斯白噪声和有界噪声)对梁结构振动状态的影响,从而以抑制梁结构在随机噪声影响下产生混沌运动为目的,提出更好的降噪方法。