基于特定混沌系统的微弱信号检测仿真研究

在分析了Duffing混沌系统动力特性的基础上,提出了不含系统策动力的混沌检测模型,结合信号的自相关检测技术,利用该检测系统可以实现频率已知但相位未知的正弦信号幅值的检测,仿真实验表明了该方法的有效性。     

分数阶混沌系统同步控制研究进展

分数阶混沌系统由于其复杂的混沌吸引子和独有的记忆特性,非常适合保密通信领域的应用。在介绍分数阶混沌系统混沌特性的基础上,重点综述了近年来分数阶混沌系统同步的研究进展,包括分数阶混沌系统模型、分数阶系统算法、分数阶混沌同步控制方法等;总结了分数阶混沌系统同步在理论和应用方面的研究现状;提出了分数阶混沌系统同步还有待进一步研究的若干方向和内容。     

一类非线性系统的混沌控制

 描述航天器、陀螺和气浮台等刚体姿态运动的欧拉动力学方程，是一个具有广泛代表意义的三阶非线性方程。当该方程中的参数取不同值时，可得到著名的Lorenz系统、Rssler系统、Newton-Leipnik系统、Chen系统及Lü系统。在不同的外力矩作用下，该动力学系统会呈现出相当复杂的动力学行为。从该系统中，发现了一大类新的混沌吸引子。本文分析了这一类混沌吸引子具有的共同特征，并采用基于输出反馈的PI型控制器将一种新的混沌运动稳定于指定平衡点。仿真结果表明，该控制器能够有效地抑制混沌，能将系统稳定于任意指定的不稳定平衡点。     

混沌时间序列的神经网络预测研究

研究了一类特殊非线性系统——混沌系统的预测问题。混沌是一种普遍存在的非线性动力学行为,混沌时间序列难以预测和控制,文章先是通过重构系统状态相空间分析混沌时间序列,然后采用多层前向神经网络对其进行预测。对典型的Lorenz和Mackey-Glass混沌序列预测结果表明,如果训练样本足够多,网络结构简单适当,训练后的网络具有很好的泛化性能,说明神经网络预测方法具有较好的工程实用价值。最后分析神经网络初始权值设置对预测性能的影响,指出改进方向。     

分数阶不确定混沌系统鲁棒投影同步控制

基于滑模变结构控制理论,选取了一种分数阶滑模面,针对分数阶系统不确定项上界已知情况,提出了一种鲁棒控制方法,将这种控制方法与范数不等式相结合对系统的稳定性进行了分析。该控制器能够很好地抑制不确定因素对误差系统的影响,能够快速实现驱动系统与响应系统的同步。最后,将该鲁棒控制策略应用于分数阶混沌系统数字保密通信中,数值仿真验证了该方案的正确性和有效性。     

同步混沌保密通信研究与发展

介绍了同步混沌保密通信,其中重点介绍了混沌掩盖、混沌参数调制、混沌键控和混沌扩频技术,最后对其发展作了进一步的展望。     

一种突发通信信号检测及同步算法

突发通信系统因通信时间短而给突发信号的到达检测、载波相位及定时同步带来了困难。为此提出了一种基于能量归一和双峰值检测的突发信号检测方案,并基于两个相关峰信息完成了定时、载波、相位误差估计与补偿。仿真及实践结果表明,基于本文提出的突发信号检测及同步方案实现简单、性能优异。     

超高速转子系统动力学特性(II):碰摩转子

为排查超高速转子系统碰摩故障的原因,利用混沌、分岔理论,研究了碰摩转子动力学特性。以实际转子结构为对象,建立物理模型,由拉格朗日(Lagrange)法建立系统动力学方程并数值求解,结合分岔图、轴心轨迹、相图、Poincare映射等手段,考察了碰摩转子的动力学行为及系统参数变化对其动力学特性的影响。研究结果表明:质量盘之间的动力耦合效应较弱,有利于系统稳定性;既定转子结构不致引起高速混沌状态进而导致碰摩。研究内容为探求故障原因提供了依据,所涉及的故障分析方法和过程可作为系列化微型涡喷发动机设计的参考。     

混沌测控的概念、特性与实现

概述了混沌测控的基本概念，归纳了混沌序列的主要特性并与m、Gold序列进行了比较，介绍了混沌序列的种类和截断码的码库生成，提出了截断混沌序列和无限混沌序列的测控通信系统方案设想。     

基于滑模自适应控制的不确定混沌系统修正函数投影同步

研究了一类不确定混沌系统的修正函数投影同步。首先,设计了一类滑模曲面;基于该曲面设计了同步控制器,并采用自适应技术设计了自适应律对不确定参数进行逼近。在一定条件下,该同步控制方案可以实现2个不确定异结构混沌系统的修正函数投影同步。然后,为保证合适的控制量,对控制增益进行了优化。从同步效果来看,所设计的控制器对混沌系统的不确定项的影响具有较强的鲁棒性。最后,数值仿真验证了该控制器的有效性和可行性。     

Effects of a Finite-Width Decision Threshold on Binary CPSK and FSK Communication Systems

The function of the receiver in a binary digital communication system is to make a binary (?space?, ?mark? or ?"0?, ?1?) decision by comparing the signal values from the mark and space filters (or correlators) at known successive time intervals (?bit? or ?baud? time intervals). When the signal value out of the mark filter is greater than that out of the space filter, it is decided that mark or 1 is transmitted, and vice versa. It is of fundamental importance to know the exact instant of time at which the two filter outputs are to be compared. This is the problem of synchronization between the transmitter and the receiver. In this paper, we assume a system that is perfectly synchronized. In a practical system, the difference between the two filter outputs must differ from a threshold by some finite amount in order to cause the device to respond reliably. The examination of the effects of this dead zone (finite-width decision threshold) on digital transmission systems is of important practical interest. Its effects on binary differentially coherent phase-shift-keying, and m-level phase-shift-keying systems have been investigated previously. In this paper we consider its effects on binary coherent phase-shift-keying (CPSK), coherent orthogonal (CFSK), and noncoherent orthogonal (NCFSK) systems. The probability of bit error and the channel capacity of each system is obtained in terms of the dead zone threshold.     

混沌掩盖的同步通信技术

混沌信号具有类随机的性质,这就使得混沌信号越来越广泛的应用于保密通信系统中.介绍了通过采用LMI（Linear Matrix Inequation）设计反馈系数的方法,实现同步通信信息的保密性,并通过MATLAB仿真证明了结论的正确性.在信号传输过程中,当混沌系统达到同步以后,在其接收端能恢复出原始信息,从而实现混沌系统的保密通信.     

Bandwidth maximization for satellite laser communication

Free space optical communication between satellites networked together can make possible high speed communication between different places on Earth. The basic free space optical communication network includes at least two satellites. In order to communicate between them, the transmitter satellite must track the beacon of the receiver satellite and point the information optical beam in its direction. The pointing systems for laser satellite communication suffer during tracking from vibration due to electronic noise, background radiation from interstellar objects such as Sun, Moon, Earth, and Stars in the tracking field of view, and mechanical impact from satellite internal and external sources. Due to vibrations the receiver receives less power. This effect limits the system bandwidth for given bit error rate (BER). In this research we derive an algorithm to maximize the communication system bandwidth using the transmitter telescope gain as a free variable based on the vibration statistics model and the system parameters. Our model makes it possible to adapt the bandwidth and transmitter gain to change of vibration amplitude. We also present an example of a practical satellite network which includes a direct detection receiver with an optical amplifier. A bandwidth improvement of three orders of magnitude is achieved in this example for certain conditions, as compared with an unoptimized system     

飞机发动机混沌振动信号盲分离检测方法

发动机混沌振动信号携带着丰富的状态信息,依据混沌振动信号进行状态监测及故障诊断是一种很有前途的技术手段,但由于混沌信号具有伪随机特性及在低频段具有宽频谱等特点,使得传统的方法很难将其从振动信号中分离。在提取混沌振动信号方面,使用快速独立分量分析（Fast ICA）盲分离方法分离出飞机发动机振动信号中的混沌信号。利用功率谱和Lyapunov指数（LE）方法进行了判定,根据计算结果对发动机状态做出判断,验证了盲分离方法分离混沌振动信号的有效。盲分离检测混沌振动信号的方法不仅使依据混沌信号判断飞机发动机状态成为可能,也为利用混沌信号进行状态预测和控制提供了一种方法。     

混沌时序的噪声降低技术研究

介绍了噪声对混沌时序分析的影响,回顾了混沌时序噪声降低方法的研究情况。在此基础上将Ｔａｋ－ｅｎｓ的嵌入理论拓展应用到具有噪声干扰的时间序列,并结合非线性信号处理和非线性近似函数技术,提出了一种把重构相空间同降低噪声干扰相结合的理论方法和处理技术,并以受噪声污染的Ｈｅｎｏｎ 映象时间序列为例,说明了有关概念和应用结果。     

基于在线LS-SVM算法的变参数混沌时间序列预测

研究利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测变参数混沌时间序列。变参数混沌系统适合于描述现实中的复杂混沌现象,但由于参数的慢变导致系统动力学特性不断发生变化,基于Tan-kens嵌入定理的建模预测方法难以适用,其时间序列预测可以看作是小样本学习问题。最小二乘支持向量机是在二次损失函数下采用等式约束求解问题的一种支持向量机,保留支持向量机优点同时计算量大大减少。提出用一种具有遗忘机制的最小二乘支持向量机在线递推算法,并引入历史数据的高次项预测变参数混沌时间序列。对典型变参数混沌时间序列的预测结果表明,该方法具有较高预测精度,能快速跟踪预测变参数混沌时间序列。