相位比较法高精度超声测距研究

有别于通常的通过测量发射和接收到超声波时间差测距原理,提出了一种根据相位差比较法超声波测距的原理.用低频正弦信号调制超声波,通过测量发射端与接收端的低频正弦信号相位差来实现测量目标与发射机之间的距离.通过改变正弦信号波的频率,可以改变相位差对距离的细分尺度,从而可提高测量精度,并且可达到切换测距量程的目的.实验表明,该测距方法具有抗干扰能力较强、实时测量的特点;分别针对7 m和14 m的测距量程,测量精度分别为0.5 cm和1 cm,盲区小于7cm.     

基于混沌的随机信号雷达成像

为了提高雷达信号的分辨率和抗干扰能力,分析了两种基于混沌映射生成随机抽样的方法.进一步证实了高斯抽样可以通过两类随机数产生器结合混沌映射生成.利用高斯抽样,得到了高斯调频雷达信号,利用该调频信号作为雷达发射信号进行雷达(SAR)成像,其重构图像具有极佳的图像分辨率,尤其是在距离域上.仿真结果证实了两种方法的有效性.     

强混沌噪声下的正弦频率估计方法

提出一种强混沌噪声下的正弦频率估计方法,使采样混合信号（混沌正弦信号）通过某一类型滤波器,利用滤波后的信号驱动一个新构建的同类响应混沌系统,若混沌同步发生,则说明在驱动响应信号的误差序列中含有大量正弦成分,且误差中正弦信噪比大大提高,从而可以较容易地估计正弦频率。仿真实验结果表明,该方法是有效可行的。     

基于混沌理论的低截获概率雷达波形设计

为提高低截获概率雷达的射频隐身性能,提出了一种基于混沌理论的雷达波形设计方法。利用混沌信号的低截获性和良好的保密性,选取混沌logistic映射对传统调频信号进行优化,即用混沌序列去确定调频信号的频率变化,设计一种混沌调频信号。为验证波形性能,分别从抗截获能力、探测能力两个方面来衡量信号性能。理论分析来看,设计的混沌调频信号具有较大的时宽带宽积,能够较好地降低截获因子以提高隐身性能。仿真表明,在与几种经典的低截获概率雷达波形的性能比较中,该混沌调频信号的模糊函数图更接近“图钉形”,具有更好的测速测距精度。     

基于光电振荡器原理的测距方法研究

为了在大尺度空间内实现更高的测距精度,把激光测距转化为通过测量微波频率测距,提出了一种基于光电振荡器原理的高精度测距方法。该方法利用光电振荡器产生的低相位噪声、稳定、频谱干净的微波信号,把被测距离作为谐振腔的一部分加入到反馈回路中形成震荡,将长度信息转化为频率信息,利用基频的N次谐波进行测量,将测量误差大大降低,实验表明该方法能够达到10μm的分辨力。本文讨论了制约其稳定和实际应用的主要因素,提出了可能的发展方向和改进措施。     

基于门限体积最小准则的认知雷达波形选择方法研究

针对雷达的目标检测概率和跟踪精度随着目标距离的增大而降低的问题,提出了一种基于门限体积最小准则的认知雷达的波形选择方法。该方法在高斯噪声、线性运动目标跟踪方法的基础上,通过测量噪声与发射波形之间的关系,在经典卡尔曼滤波算法的框架中增加了波形选择模块,来实现对跟踪波形的调节。仿真结果表明,该方法能够明显地提高雷达的跟踪性能。     

相位匹配信号与混沌背景分离方法

针对混沌背景下的信号提取问题,提出了混沌噪声背景下的相位匹配噪声去除方法。它不同于以往的混沌背景下的信号提取方法,不需要相位重构对混沌进行预判估计,也不需要对信号和混沌在有限维相空间中进行几何分析。通过对混沌背景下的不同相位不同幅值的正弦信号进行分离仿真验证了本方法的有效性,通过分离度的分析表明,本方法对于弱信号的混沌背景分离效果明显,可以获得很好的去除混沌背景噪声的效果。     

基于双耦合改进型混沌振子系统的弱信号检测

介绍传统的单Duffing混沌振子系统检测微弱信号的原理。传统混沌检测弱信号方法中,在强噪声环境下检测弱信号时系统易出现相位变化不稳定、抗噪性需进一步增强等问题。针对这些问题,本文提出基于双Duffing耦合改进型振子系统来对强噪声环境下的弱信号进行检测的方法,并用此方法对强噪声下的微弱正弦信号进行检测仿真。通过仿真得出双耦合改进型混沌振子系统能够更好地检测强噪声环境下的弱信号,对噪声有着更好的抑制作用。     

微波混沌信号在煤矿突水超前探测中的应用

针对传统煤矿突水超前探测方法存在探测深度和分辨率无法同时提高的问题,提出了一种采用微波混沌信号作为雷达探测源的方法。该方法通过Colpitts电路产生580MHz的混沌信号,进而将该混沌信号作为探测源应用于煤矿突水超前探测中,得到与探测距离无关的探测分辨率为5.5cm,提高了探测精度。     

基于局部投影和提升小波的混沌信号降噪

根据信号和噪声的不同特性,提出了一种基于局部投影和提升小波的混沌信号降噪方法。该方法利用提升小波变换得到实际混沌信号的近似系数,对其进行相空间重构,与实际混沌信号的重构相空间进行比较,来选取局部投影的邻域,在局部邻域内进行奇异谱分析,利用代表吸引子的主分量来重构混沌信号。通过对Lorenz模型和月太阳黑子进行仿真分析,证实了提出方法对混沌信号降噪的有效性。     

一种基于序列零初相位调制的新型正弦信号频率测量方法

高准确度的正弦信号频率测量技术有广泛的应用,如应用于系统信号的同步处理,系统的谐波和系统的阻抗测量.但在低频正弦信号频率测量方面,现有的频率测量方法普遍存在准确度不高和抗谐波噪声干扰性不强等问题.文中提出了一种主要由序列零初相位调制等方法构成的新型正弦信号频率测量方法,分析了序列零初相位调制的原理.新方法避开了输入序列任意初相位的影响,同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息,可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量,此外新方法还具有较强的抗谐波噪声干扰特性,将新方法具体应用于电力系统正弦频率的测量,显示出明显的优越性.通过数学计算、仿真实验及物理实验结果验证了新型正弦信号频率测量方法的正确性和可靠性.     

基于混沌的微弱信号直接数字化测量研究

首次提出了在现有的恒流源混沌映射信号测量系统中,增加一次保序变换,将N位的自然排序混沌轨道符号序列起始段直接映射到N位的自然排序标准二进制序列,从而在混沌映射测量结果与传统线性A/D转换结果之间,建立直接的对应关系的方法.该方法可以有效地解决现有混沌映射信号测量技术中存在的一些问题.研究表明,混沌映射和保序变换,可以用于微弱信号的直接数字化测量,也可作为数字化传感器或传感器阵列的设计参考.     

基于Duffing振子的弱正弦信号检测的改进

提出了一种基于Duffing混沌振子弱正弦信号的检测方法;为了能够检测更加微弱正弦信号的频率,对Duffing系统相关参数加以调整,使系统阈值与微弱正弦信号幅值大致相当;采用Duffing振子阵列法检测微弱正弦信号频率,在检测精度较高的前提下,缩小振子间频率比,增加振子数量;实验仿真表明可以检测幅值最低为0.002V的弱正弦信号。     

电力系统故障的微弱信号检测方法的研究

为了确保电力系统能够安全稳定的运行,实时检测故障中的微弱信号。通过噪声干扰情况下微弱信号的不同变化进行研究,得到了一种微弱信号的DUFFING混沌检测模型。系统发生故障时会产生相应的微弱信号,运用DUFFING混沌振子法分析不同情况下微弱信号的时域波形和相平面轨迹变化规律,并建立数学检测模型,对其幅值进行混沌检测仿真。结果表明,当r=0.8264V,w=1rad/s时将白噪声和微弱正弦信号同时加入后,此时,混沌状态、大尺度周期状态的相平面运行轨迹依然在进行有规律的运行,可以清晰的观察出需要检测的微弱信号。在强噪声存在于系统中时,该方法明显克服了噪声对信号稳定性的干扰,能精确有效检测微弱信号。系统在应对不同工作环境、仪器设备老化等情况时,提高了检测效率,保证系统的稳定运行。     

基于变间隙平板电容传感器的柴油氧化性研究

基于柴油介电常数测量原理,研制了变间隙式平板电容传感器。根据测量要求,设计了传感器外围辅助电路,其中,核心控制部分采用AT89C51单片机,激励信号源采用AD9852,产生不同频率、幅值的正弦信号施加于检测和参比传感器,通过后续放大、滤波及A/D转换,将所得信号转换为与介电常数相关的无量纲数据。通过变间隙测量不同氧化程度的柴油样品,考察了传感器的重复性和差异性,确定了其最佳理想距离为0.6 mm。     

基于图像信息的雷达测距系统实现

研究雷达图像测距问题,提高测量结果的准确性。针对当雷达采集图像中,测距点的像素与外界环境像素混淆,无法通过灰度等级进行准确的提取,导致测距点采集存在误差,根据测距点进行的距离测量结果准确性不高的问题。为了解决上述问题,提出一种新的基于雷达远程采集图像的距离测定方法。通过运用特征点的亚像素级精确配准技术,使得待检测的测距点能够完成准确的匹配,保证距离计算结果的精确性。实验结果表明,改进方法能够快速的完成关于雷达采集图像的距离测定,提高了测距的准确性,取得了不错的效果。     

复混沌系统的稳态控制

混沌系统的多稳态具有复杂性和非预期性,引起了人们的极大关注,如何针对混沌系统进行稳态控制还没有有效的方法.混沌吸引子是复混沌系统典型的动态特性.本文的主要目标是选择合适的控制方法使复混沌系统在预定的位置范围获得期望的稳态吸引子.本文即针对复混沌稳态吸引子的控制问题,提出了分段函数控制器和比例正弦函数控制器,分别用于实现稳态吸引子的位置控制和形状控制,其中混沌吸引子的位置由分段函数的间隔控制,混沌吸引子的形状由系统参数或正弦函数控制.这两种控制器简单可行,易于实现.最后,通过复Lorenz混沌系统和一个物理实例Duffing振子仿真实验验证了所提出控制器的有效性.     

基于DSP的弱信号混沌测量新方法研究

将混沌理论应用到弱信号的测量中已获得了初步的成功,降低因电子开关的频繁通断而引起的测量噪声是目前需要解决的主要问题.提出了一种新的混沌测量电路设计方法,它利用DSP仿真电子开关,与已有的测量方法相比,具有更好的线性度和更小的误差.给出了新方法与目前已有方法的测量结果对比,表明该方法具有更良好的前景.