一种基于自适应随机共振的参数搜索范围确定方法技术

本发明专利技术公开一种基于自适应随机共振的参数搜索范围确定方法，先根据随机共振系统输出稳定需要确定随机共振系统的第一参数a的上限amax和下限amin；再根据第一参数a的下限amin，确定随机共振系统的第二参数b的下限bmin；后把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统输出的功率谱，并以固定步长为变化间隔不断地增大随机共振系统第二参数b直至功率谱发散；此时将功率谱发散的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为确定的随机共振系统的参数b的上限bmax。本发明专利技术不但有效降低了算法复杂度，而且提高了诱导随机共振的成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微弱信号检测
，具体涉及一种基于自适应随机共振的参数搜 索范围确定方法。
技术介绍
自从1981年BenZi等研宄古气象冰川问题提出随机共振概念以来，随机共振现象 受到了广泛的关注。随机共振现象是一种非线性现象，它在一定条件下，将部分噪声能量转 移到信号上，在降低噪声的同时能够使淹没于噪声中的弱信号得到共振加强，极大地提高 输出的信噪比，从而实现从强噪声环境下检测微弱信号的目的。 自适应随机共振算法可根据不同的待检测信号，自动调节系统参数以诱导共振， 从而实现微弱信号的检测，给工程实际应用带来一定的方便。但是在自适应获调节系统参 数时，均需要根据先验信息或经验预先设定系统参数的搜索范围和搜索步长，再在确定的 搜索范围内自适应获得最优共振系统参数。系统参数的搜索范围设置过大会导致自适应算 法计算效率低下，搜索范围过小则有可能漏掉最优解，导致无法成功的诱导共振，而仅根据 经验或先验信息，很难设置一个合适的参数搜索范围。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是传统自适应随机共振只能依赖经验来预设参数搜 索范围的问题，提供，其不但有效降低 了算法复杂度，而且提高了诱导随机共振的成功率。 为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的： -种基于自适应随机共振的参数搜索范围确定方法，包括如下步骤： 步骤1 :根据随机共振系统输出稳定需要确定随机共振系统的第一参数a的上限 amaX;即 _]afflax= 1/h 式中，h为数值计算步长； 步骤2 :根据随机共振系统共振需要确定随机共振系统的第一参数a的下限amin; 即【主权项】1. 一种基于自适应随机共振的参数捜索范围确定方法，其特征是，包括如下步骤： 步骤1;根据随机共振系统输出稳定需要确定随机共振系统的第一参数a的上限am"; 即 Smax二 1/h 式中，h为数值计算步长； 步骤2 ;根据随机共振系统共振需要确定随机共振系统的第一参数a的下限ami。;即 狂化n =艺来71& 式中，f。为载波频率； 步骤3 ;根据步骤2所确定的随机共振系统第一参数a的下限ami。，确定随机共振系统 的第二参数b的下限bmi。;即 bm化二ea。化2/2D 式中，D= 〇/2为噪声强度，〇2为噪声方差，h为数值计算步长；e为自然常数；ami。为第一参数a的下限ami。； 步骤4;把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统输出的功率谱，并W固定步长为变化间隔不断地增大随机共振系统第二参数b直至功率谱发散；此时将功率谱 发散的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为确定的随机共振系统的参数b的上限 b? 步骤5 ;将步骤1-2所确定的随机共振系统的第一参数a的范围[ami。，a。J和步骤3-4 所确定的随机共振系统的第二参数b的范围比mwbmJ作为捜索范围送入后续自适应随机 共振检频过程中。2. 根据权利要求1所述的一种基于自适应随机共振的参数捜索范围确定方法，其特征 是，所述步骤4包括初步确定随机共振系统的参数b的上限bm"的过程和精确确定随机共 振系统的参数b的上限6。"的过程；即 步骤4-1;初步确定bm"，即把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统 输出的初调功率谱，并W设定的第二参数b的初值b。为基础，设定的初调固定步长A为变 化间隔，不断增大随机共振系统第二参数b直至初调功率谱发散；此时将初调功率谱发散 的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为初步确定的随机共振系统的参数b的上限 bmax； 步骤4-2;精确确定bm"，即把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统 输出的精调功率谱，并W步骤4-1初步确定的第二参数b的上限bmJ%基础，设定的精调固 定步长e为变化间隔，不断增大随机共振系统第二参数b直至精调功率谱发散；此时将精 调功率谱发散的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为最终确定的随机共振系统 的参数b的上限bm"; 上述e=A/n，n为大于1的正整数。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于自适应随机共振的参数捜索范围确定方法，其 特征是，步骤4中，混合信号送入的随机共振系统是的第一参数始终a为2^/ミ;^f。，第二参数 b的初值b。为1。4. 根据权利要求1所述一种基于自适应随机共振的参数捜索范围确定方法，其特征 是，步骤1和3中，设定的数值计算步长h= 1/%，其中f；为采样频率。【专利摘要】本专利技术公开，先根据随机共振系统输出稳定需要确定随机共振系统的第一参数a的上限amax和下限amin；再根据第一参数a的下限amin，确定随机共振系统的第二参数b的下限bmin；后把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统输出的功率谱，并以固定步长为变化间隔不断地增大随机共振系统第二参数b直至功率谱发散；此时将功率谱发散的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为确定的随机共振系统的参数b的上限bmax。本专利技术不但有效降低了算法复杂度，而且提高了诱导随机共振的成功率。【IPC分类】G06F19-00【公开号】CN104850752【申请号】CN201510287675【专利技术人】谢跃雷, 王太兴, 夏啸夫, 曾德前, 郑兆飞, 万杰, 欧阳缮 【申请人】桂林电子科技大学【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年5月29日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应随机共振的参数搜索范围确定方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1：根据随机共振系统输出稳定需要确定随机共振系统的第一参数a的上限amax；即amax＝1/h式中，h为数值计算步长；步骤2：根据随机共振系统共振需要确定随机共振系统的第一参数a的下限amin；即amin=22πf0]]>式中，f0为载波频率；步骤3：根据步骤2所确定的随机共振系统第一参数a的下限amin，确定随机共振系统的第二参数b的下限bmin；即bmin＝eamin2/2D式中，D＝σ2h/2为噪声强度，σ2为噪声方差，h为数值计算步长；e为自然常数；amin为第一参数a的下限amin；步骤4：把混合信号送入到随机共振系统中，计算该随机共振系统输出的功率谱，并以固定步长为变化间隔不断地增大随机共振系统第二参数b直至功率谱发散；此时将功率谱发散的前一步所对应的随机共振系统第二参数b即为确定的随机共振系统的参数b的上限bmax；步骤5：将步骤1‑2所确定的随机共振系统的第一参数a的范围[amin，amax]和步骤3‑4所确定的随机共振系统的第二参数b的范围[bmin，bmax]作为搜索范围送入后续自适应随机共振检频过程中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢跃雷，王太兴，夏啸夫，曾德前，郑兆飞，万杰，欧阳缮，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45