[發明專利]基于Lü系統的微弱信號檢測方法有效

申請號：	201410506848.1	申請日：	2014-09-28
公開（公告）號：	CN104268630A	公開（公告）日：	2015-01-07
發明（設計）人：	楊紹普;趙志宏;封全保;劉永強;馬新娜;張建超	申請（專利權）人：	石家莊鐵道大學
主分類號：	G06N7/08	分類號：	G06N7/08
代理公司：	石家莊國為知識產權事務所 13120	代理人：	陸林生
地址：	050043 河***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于系統微弱信號檢測方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及信號檢測方法技術領域，尤其涉及一種基于Lü系統的微弱信號檢測方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，微弱信號進行檢測的需求日益迫切，檢測微弱信號是發展高新技術、極端條件下探索及發現新的自然規律的重要手段，對推動國民經濟、國防建設和環境保護問題等相關領域的發展具有重要意義。微弱信號檢測在某種意義上說是一種專門與噪聲斗爭的技術，即在強噪聲下對微弱信號快速、準確、高靈敏度的采集和處理，是從噪聲中提取有用信號的一門新興學科。

微弱信號不僅意味著信號的幅度很小，而且主要指的是被噪聲淹沒的信號，微弱是相對噪聲而言的，為了檢測被噪聲覆蓋的微弱信號，人們進行了長期的研究工作，分析噪聲產生的原因和規律，研究被測信號的特點，相關性以及噪聲的統計特性，以尋找出從噪聲中檢測出有用信號的方法。微弱信號檢測技術的首要任務是提高信噪比，這就需要采用電子學、信息論、計算機和物理學的方法，以便從強噪聲中檢測出有用信號，從而滿足現代科學研究和技術開發的需要，微弱信號檢測技術不同于一般的檢測技術，它注重的不是傳感器的物理模型和傳感原理、相應的信號轉換電路和儀表實現方法，而是如何抑制噪聲和提高信噪比，因此可以說，微弱信號檢測是一門專門抑制噪聲的技術。

對于各種微弱信號的測量，例如弱光、弱磁、弱聲、小位移、小電容、微流量、微壓力、微振動、微溫差等，一般都是通過相應的傳感器將其轉換為微電流或低電壓，再經過放大器放大，其幅值以期指示被測量的大小。但是由于被測量的信號很微弱，而傳感器的本底噪聲、放大電路及測量儀器的固有噪聲以及外界的干擾噪聲往往比有用信號的幅度大得多，放大被測信號的過程同時也放大了噪聲，而且必然還會附加一些額外的噪聲，例如放大器的內部固有噪聲和各種外部干擾的影響，因此只靠放大是不能把微弱信號檢測出來的，只有在有效的抑制噪聲的條件下增大微弱信號的幅度，才能提取出有用信號。為了達到這樣的目的，必須研究微弱信號檢測的理論和技術方法。

混沌系統是非線性科學中最重要的成就之一，應用前景極為廣闊，目前已用于控制、通信、預測、信號檢測等領域。在微弱信號檢測領域，混沌系統具有一些獨特的優點，國內外有關利用混沌系統進行微弱信號檢測的方法主要是利用Duffing系統，根據Duffing系統由混沌狀態到大尺度周期狀態的改變來判斷存在微弱信號，但是基于Duffing系統微弱信號檢測狀態改變不好識別。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于Lü系統的微弱信號檢測方法，所述方法更易于進行微弱信號的識別，可靠性更高。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于Lü系統的微弱信號檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）設置Lü系統的系統參數a和b的值；

（2）通過上述設置好的兩個參數a和b的值，確定Lü系統的參數c的值，然后將c的值由小到大調整，調整過程中觀察Lü系統輸出y的相空間的變化，將系統定點狀態的改變時的值作為c的最終值；

（3）利用確定好參數a、b和c值后的Lü系統進行微弱周期信號檢測，將外部含噪聲的信號輸入到Lü系統中，觀察Lü系統輸出y的狀態的變化，如果y的相軌跡離開定點狀態，則輸入的信號中存在微弱周期信號。

進一步優選的技術方案在于：所述步驟（1）中系統參數a=36，b=3。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：（1）微弱信號檢測方法非常直觀，通過觀測系統輸出信號y的變化，可以非常直觀地對微弱信號進行檢測。（2）微弱信號檢測實施方便。（3）利用了Lü系統對微弱信號的敏感性。（4）同時根據系統y輸出和相空間判斷Lu系統狀態的改變，檢測可靠性更高。?

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1?為用于確定參數c取值的Lü系統框圖；

圖2?為Lü系統為定點狀態臨界值時y的輸出波形圖；