摘要：针对duffing振子进行同频微弱信号检测时存在的检测盲区,提出了一种策动力移相法予以消除.结合微弱信号特性对检测盲区表达式进行分析,得出了策动力与待测信号的"相差"位于检测盲区时的角度范围,通过使策动力相位产生相移量π后实现对同频信号的检测,实验证明了方法的可行性.为了克服定性分析的不足和有效区分振子系统信号检测过程中出现的不同状态,构造了一个基于类Halmiton系统的检测统计量,并设计了基于该统计量的任意频率信号检测方法步骤,方法的核心是以检测统计量出现极大值处所在的连续两个频点作为待测信号的频率范围.在不同检测过程的仿真实验基础上,给出了混沌、间歇混沌和大周期的检测统计量数值范围,进而利用该数值范围作为判据实现了对任意频率信号的检测.实验结果表明,该方法不仅为系统状态提供了定量的判据准则,而且提高了信号检测性能,进一步完善了现有利用duffing振子进行微弱信号检测的方法.

摘要：针对非线性振动激励下结构声辐射问题,由变分原理导出duffing振子激励下平板声振耦合动力学方程,由模态展开法及增量谐波平衡法导出轻流体中耦合动力学方程的近似解析解,给出多频激励下平板表面平均振速及辐射声功率表达式,研究激励力频率、非线性项对系统振动及声辐射特性影响。结果表明,duffing振子激励下平板的声振耦合问题为含离散与连续系统的复杂动力学问题;耦合运动下duffing振子出现二次跳跃现象与新的共振特性;平板声振特性主要由三次谐波决定。研究结果可为隔振结构的声振设计提供理论依据。

摘要：针对现代战场伪码调相与线性调频(LFM)复合调制引信干扰技术的迫切需求,在研究伪码调相与线性调频复合调制引信信号激励的duffing振子输出信号特性的基础上,提出了基于duffing振子阵列同步性和频率变化关系特性的复合调制引信参数估计方法,并在参数估计的基础上进一步提出了复合调制引信干扰波形的设计方案。在仿真与实验分析中,将基于duffing振子的参数估计方法与典型复合调制引信信号参数估计方法进行对比,分析了基于所提参数估计方法重构出的干扰信号对复合调制引信的作用效果,并与传统欺骗式干扰方法进行半实物实验对比和验证。仿真与实验结果表明:所提参数估计方法在-35 dB信噪比(SNR)下能得到较高精度的参数估计结果,且重构出的引信干扰信号在-20 dB信噪比下优于其他传统的欺骗式干扰信号。

摘要：【目的】duffing振子是一种典型的非线性动力系统,混沌状态的判断是利用duffing振子进行水工结构动力响应信号检测的基础准则。duffing振子系统进入混沌状态时,系统状态时序图和相图会变得更为无序和复杂,可以对系统状态进行直观反映,但直接将二者作为系统混沌状态的判断依据,存在较为模糊和主观性较大的问题。为了对duffing振子系统状态时序图和相图的复杂程度进行定量描述,以便更准确地利用二者对duffing振子系统混沌状态的判断,【方法】提出了一种利用系统内状态量的时序图和相图盒维数的指数组合的指标,将该指标是否发生突变作为利用duffing振子进行信号检测时的混沌状态的判断依据。【结果】所提出的duffing振子混沌状态识别指标在duffing方程的仿真分析、正弦波仿真信号检测和悬臂梁锤击动力响应信号检测试验中分别表现出22.611%、17.514%和30.975%的相对变化率。同时振子对应的李雅普诺夫指数也由负转正,但duffing方程的仿真分析结果显示李雅普诺夫指数作为识别指标更为敏感,在振子系统的时序图和相图未明显表现出混沌状态时,其已经由负转正。【结论】由试验结果可知:可以根据所提出识别指标是否发生突变进行识别振子混沌状态,达到信号检测的目的。同时,所提出的混沌状态识别指标以时序图和相图的复杂程度直接作为判断标准,与其他指标相比更为直接和合理。悬臂梁动力响应信号检测试验初步验证了所选取的识别指标应用到具体工作中的可行性,有望应用于结构损伤识别,共振发现等工作中。

摘要：基于多维Hermite多项式的经典均相混沌展开,考察了duffing振子随机最优多项式控制的正交展开方法,阐明了多项式系数演化与振子系统反应、最优控制力概率特性之间的联系。系统输入采用Karhunen-Loève展开表现的随机地震动。为降低混求解规模,引入位移-速度范数准则,发展了自适应混沌多项式展开策略。同时,基于Lyapunov稳定条件设计控制器的控制增益参数。数值算例分析表明,受控后系统位移和加速度的均方特征得到改善、振子系统的非线性程度减小,基于混沌多项式展开的最优控制方法能明显降低系统的随机涨落和显著改善系统的非线性反应性态。

摘要：针对天然气管道泄漏因泄漏声波信号信噪比(SNR)过低而难于检测的问题,研究了基于duffing振子的天然气管道泄漏检测方法。该方法将待检测数据输入duffing振子系统,以振子系统的状态转化实现非周期信号中周期信号的检测。为了更好地提高duffing振子的检测性能,在duffing振子设计阶段,以随机共振的有关理论为基础,通过对系统输出信噪比的优化来实现duffing振子的参数设计。基于实际天然气管道泄漏数据的测试结果表明,所提出方法可在低信噪比(-68dB)的情况下有效检测出泄漏,具有较好的检测性能。

摘要：该文利用混沌振子对噪声处理的优势,提出一种在低信噪比条件下基于混沌理论的调制识别方案,给出了对MPSK信号进行调制识别的原理与方法,并设计了新的duffing振子模型用以提升识别效果。该算法仅仅利用载波频率的先验信息,无需对相偏、码速率、噪声功率等参数进行估计。仿真实验表明信噪比在-5 dB时,3种MPSK信号的正确识别概率在95%以上,证明了该文算法的有效性。

摘要：为有效干扰伪码调相引信,提出基于duffing振子参数盲估计的重构式引信欺骗式干扰方法。在建立duffing振子输出信号、引信信号的伪随机码信号、引信信号与duffing振子内策动力信号差频信号的乘法关系式基础上,基于duffing振子隐含周期性实现对伪码调相引信载频和伪随机序列的盲参数估计。根据高精度估计的结果重构引信干扰信号,理论分析了该干扰信号对伪码调相引信的作用过程和欺骗式干扰效果。将所提盲参数估计方法与重构信号的干扰效果进行仿真分析和半实物实验验证。结果表明,盲估计方法在-35 dB信噪比下仍具有良好的参数估计性能,并能进一步重构出引信干扰信号,干扰效果明显优于其他的传统引导式干扰信号。

摘要：研究了二维duffing振子在绝热近似条件下的随机共振特性,针对大参数条件,提出二维duffing振子的大参数随机共振,并探讨二维duffing振子变尺度随机共振和参数调节随机共振的关联性,揭示大参数条件下duffing振子随机共振检测特征信号的机理,扩展其在微弱信号检测领域中的应用.

摘要：超声导波无损检测技术因其检测耗时少、检测范围广等优点,近年来已经成为长距离管线检测领域的一项重要技术。为进一步提高识别精度,提出了利用传统的互相关、小波变换等理论与duffing振子系统相混合的检测新方法。即将采集信号先利用互相关、小波变换进行预处理,然后输入duffing系统进行检测。数值仿真结果表明,基于传统方法与duffing振子结合的混合测量方法,可使检测信噪比下降至-38.4 dB,低于单独使用duffing振子检测时的检测结果-23.9 dB,极大地提高了缺陷检测精度和灵敏度。研究结果对于实际工程中延长超声导波的检测范围,提高小缺陷的检测灵敏度具有重要意义。