[发明专利]基于同频率的微弱谐波信号检测系统及方法

说明书

本发明涉及本发明涉及信号检测技术领域，尤其涉及基于同频率的微弱谐波信号检测系统及方法，所述方法包括：将所述系统调整为临界状态；将与系统内置激励信号频率相同的待测信号输入至临界状态系统；当系统进入大周期状态后，待测信号被检测出。本发明能够从高斯白噪声中识别出待测信号。

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，尤其涉及基于同频率的微弱谐波信号检测系统及方法。

背景技术

混沌系统对初始条件和参数具有敏感性，故可用于舰船故障弱信号检测，即系统初始条件和参数的微小变化会导致系统相轨迹发生显著变化。

然而，利用传统的方法难以从背景噪声中识别出待测信号。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的基于同频率的微弱谐波信号检测系统及方法，其能够从高斯白噪声中识别出待测信号。

一方面，本发明提供的基于同频率的微弱谐波信号检测系统，表达式为：

公式(1)中，rcos(ωt)为系统内置激励信号，μ(t)为输入信号，μ(t)＝d(t)+n(t)，d(t)＝f·coswt表示待检测信号，n(t)为背景噪声。

进一步地，所述系统中，a＝35，b＝3，c＝28。

另一方面，本发明提供的基于同频率的微弱谐波信号检测方法，包括：

将所述系统调整为临界状态；

将与系统内置激励信号频率相同的待测信号输入至临界状态系统；

当系统进入大周期状态后，待测信号被检测出。

进一步地，所述临界状态系统的表达式为：

公式(2)中，a＝35，b＝3，c＝28，rcos(ωt)为系统内置激励信号，r_d为系统唯一临界阈值点。

更进一步地，所述r_d＝26.04849。

在本发明中，传统的lv系统的收敛速度较慢，限制了其混沌弱信号检测领域的的应用，本发明将余弦信号嵌入到三维lv混沌系统，得到一种新的带有余弦函数的Lv-cos系统。经过试验和仿真结果可知本发明所述系统(Lv-cos混沌检测系统)对高斯白噪声具有免疫性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的方法流程示意图；

图2为本发明实施例中系统在参数r＝30时的响应图，其中：(a)为相空间轨迹图，(b)为时间序列图，(c)为庞加莱映射图，(d)为响应的功率谱图；

图3为本发明实施例中系统的Lyapunov指数谱图；

图4为本发明实施例中系统随r变化的分岔图；

图5为本发明实施例中系统在检测待测信号时的响应图，其中：(a)为未输入弱信号时系统处于临界混沌状态示意图；(b)为系统检测到弱信号时处于大周期态的相空间轨迹图；

图6为本发明实施例中输入含有白噪声的待测信号时的系统响应图，其中：(a)为白噪声干扰下输入信号波形图，(b)为输入检测信号含白噪声时相空间轨迹图。

具体实施方式