一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)搜索范圍確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)搜 索范圍確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從1981年BenZi等研宄古氣象冰川問(wèn)題提出隨機(jī)共振概念以來(lái)，隨機(jī)共振現(xiàn)象 受到了廣泛的關(guān)注。隨機(jī)共振現(xiàn)象是一種非線性現(xiàn)象，它在一定條件下，將部分噪聲能量轉(zhuǎn) 移到信號(hào)上，在降低噪聲的同時(shí)能夠使淹沒(méi)于噪聲中的弱信號(hào)得到共振加強(qiáng)，極大地提高 輸出的信噪比，從而實(shí)現(xiàn)從強(qiáng)噪聲環(huán)境下檢測(cè)微弱信號(hào)的目的。
[0003] 自適應(yīng)隨機(jī)共振算法可根據(jù)不同的待檢測(cè)信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)以誘導(dǎo)共振， 從而實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的檢測(cè)，給工程實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)一定的方便。但是在自適應(yīng)獲調(diào)節(jié)系統(tǒng)參 數(shù)時(shí)，均需要根據(jù)先驗(yàn)信息或經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的搜索范圍和搜索步長(zhǎng)，再在確定的 搜索范圍內(nèi)自適應(yīng)獲得最優(yōu)共振系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)的搜索范圍設(shè)置過(guò)大會(huì)導(dǎo)致自適應(yīng)算 法計(jì)算效率低下，搜索范圍過(guò)小則有可能漏掉最優(yōu)解，導(dǎo)致無(wú)法成功的誘導(dǎo)共振，而僅根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)或先驗(yàn)信息，很難設(shè)置一個(gè)合適的參數(shù)搜索范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是傳統(tǒng)自適應(yīng)隨機(jī)共振只能依賴經(jīng)驗(yàn)來(lái)預(yù)設(shè)參數(shù)搜 索范圍的問(wèn)題，提供一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)搜索范圍確定方法，其不但有效降低 了算法復(fù)雜度，而且提高了誘導(dǎo)隨機(jī)共振的成功率。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)搜索范圍確定方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :根據(jù)隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出穩(wěn)定需要確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的上限 amaX;即 _]afflax= 1/h
[0009] 式中，h為數(shù)值計(jì)算步長(zhǎng)；
[0010] 步驟2 :根據(jù)隨機(jī)共振系統(tǒng)共振需要確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的下限amin; 即
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)捜索范圍確定方法，其特征是，包括如下步驟： 步驟1;根據(jù)隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出穩(wěn)定需要確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的上限am"; 即 Smax二 1/h 式中，h為數(shù)值計(jì)算步長(zhǎng)； 步驟2 ;根據(jù)隨機(jī)共振系統(tǒng)共振需要確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的下限ami。;即 狂化n =藝來(lái)71& 式中，f。為載波頻率； 步驟3 ;根據(jù)步驟2所確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)第一參數(shù)a的下限ami。，確定隨機(jī)共振系統(tǒng) 的第二參數(shù)b的下限bmi。;即 bm化二ea。化2/2D 式中，D= 〇/2為噪聲強(qiáng)度，〇2為噪聲方差，h為數(shù)值計(jì)算步長(zhǎng)；e為自然常數(shù)；ami。為第一參數(shù)a的下限ami。； 步驟4;把混合信號(hào)送入到隨機(jī)共振系統(tǒng)中，計(jì)算該隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出的功率譜，并W固定步長(zhǎng)為變化間隔不斷地增大隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b直至功率譜發(fā)散；此時(shí)將功率譜 發(fā)散的前一步所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b即為確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)的參數(shù)b的上限 b? 步驟5 ;將步驟1-2所確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的范圍[ami。，a。J和步驟3-4 所確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)的第二參數(shù)b的范圍比mwbmJ作為捜索范圍送入后續(xù)自適應(yīng)隨機(jī) 共振檢頻過(guò)程中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)捜索范圍確定方法，其特征 是，所述步驟4包括初步確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的參數(shù)b的上限bm"的過(guò)程和精確確定隨機(jī)共 振系統(tǒng)的參數(shù)b的上限6。"的過(guò)程；即 步驟4-1;初步確定bm"，即把混合信號(hào)送入到隨機(jī)共振系統(tǒng)中，計(jì)算該隨機(jī)共振系統(tǒng) 輸出的初調(diào)功率譜，并W設(shè)定的第二參數(shù)b的初值b。為基礎(chǔ)，設(shè)定的初調(diào)固定步長(zhǎng)A為變 化間隔，不斷增大隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b直至初調(diào)功率譜發(fā)散；此時(shí)將初調(diào)功率譜發(fā)散 的前一步所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b即為初步確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)的參數(shù)b的上限 bmax； 步驟4-2;精確確定bm"，即把混合信號(hào)送入到隨機(jī)共振系統(tǒng)中，計(jì)算該隨機(jī)共振系統(tǒng) 輸出的精調(diào)功率譜，并W步驟4-1初步確定的第二參數(shù)b的上限bmJ%基礎(chǔ)，設(shè)定的精調(diào)固 定步長(zhǎng)e為變化間隔，不斷增大隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b直至精調(diào)功率譜發(fā)散；此時(shí)將精 調(diào)功率譜發(fā)散的前一步所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b即為最終確定的隨機(jī)共振系統(tǒng) 的參數(shù)b的上限bm"; 上述e=A/n，n為大于1的正整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)捜索范圍確定方法，其 特征是，步驟4中，混合信號(hào)送入的隨機(jī)共振系統(tǒng)是的第一參數(shù)始終a為2^/ミ;^f。，第二參數(shù) b的初值b。為1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)捜索范圍確定方法，其特征 是，步驟1和3中，設(shè)定的數(shù)值計(jì)算步長(zhǎng)h= 1/%，其中f；為采樣頻率。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于自適應(yīng)隨機(jī)共振的參數(shù)搜索范圍確定方法，先根據(jù)隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出穩(wěn)定需要確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第一參數(shù)a的上限amax和下限amin；再根據(jù)第一參數(shù)a的下限amin，確定隨機(jī)共振系統(tǒng)的第二參數(shù)b的下限bmin；后把混合信號(hào)送入到隨機(jī)共振系統(tǒng)中，計(jì)算該隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出的功率譜，并以固定步長(zhǎng)為變化間隔不斷地增大隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b直至功率譜發(fā)散；此時(shí)將功率譜發(fā)散的前一步所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)第二參數(shù)b即為確定的隨機(jī)共振系統(tǒng)的參數(shù)b的上限bmax。本發(fā)明不但有效降低了算法復(fù)雜度，而且提高了誘導(dǎo)隨機(jī)共振的成功率。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號(hào)】CN104850752
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510287675
【發(fā)明人】謝躍雷, 王太興, 夏嘯夫, 曾德前, 鄭兆飛, 萬(wàn)杰, 歐陽(yáng)繕
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日