[发明专利]基于Lü系统的微弱信号检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测方法技术领域，尤其涉及一种基于Lü系统的微弱信号检测方法。

背景技术

随着科学技术的发展，微弱信号进行检测的需求日益迫切，检测微弱信号是发展高新技术、极端条件下探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动国民经济、国防建设和环境保护问题等相关领域的发展具有重要意义。微弱信号检测在某种意义上说是一种专门与噪声斗争的技术，即在强噪声下对微弱信号快速、准确、高灵敏度的采集和处理，是从噪声中提取有用信号的一门新兴学科。

微弱信号不仅意味着信号的幅度很小，而且主要指的是被噪声淹没的信号，微弱是相对噪声而言的，为了检测被噪声覆盖的微弱信号，人们进行了长期的研究工作，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点，相关性以及噪声的统计特性，以寻找出从噪声中检测出有用信号的方法。微弱信号检测技术的首要任务是提高信噪比，这就需要采用电子学、信息论、计算机和物理学的方法，以便从强噪声中检测出有用信号，从而满足现代科学研究和技术开发的需要，微弱信号检测技术不同于一般的检测技术，它注重的不是传感器的物理模型和传感原理、相应的信号转换电路和仪表实现方法，而是如何抑制噪声和提高信噪比，因此可以说，微弱信号检测是一门专门抑制噪声的技术。

对于各种微弱信号的测量，例如弱光、弱磁、弱声、小位移、小电容、微流量、微压力、微振动、微温差等，一般都是通过相应的传感器将其转换为微电流或低电压，再经过放大器放大，其幅值以期指示被测量的大小。但是由于被测量的信号很微弱，而传感器的本底噪声、放大电路及测量仪器的固有噪声以及外界的干扰噪声往往比有用信号的幅度大得多，放大被测信号的过程同时也放大了噪声，而且必然还会附加一些额外的噪声，例如放大器的内部固有噪声和各种外部干扰的影响，因此只靠放大是不能把微弱信号检测出来的，只有在有效的抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅度，才能提取出有用信号。为了达到这样的目的，必须研究微弱信号检测的理论和技术方法。

混沌系统是非线性科学中最重要的成就之一，应用前景极为广阔，目前已用于控制、通信、预测、信号检测等领域。在微弱信号检测领域，混沌系统具有一些独特的优点，国内外有关利用混沌系统进行微弱信号检测的方法主要是利用Duffing系统，根据Duffing系统由混沌状态到大尺度周期状态的改变来判断存在微弱信号，但是基于Duffing系统微弱信号检测状态改变不好识别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于Lü系统的微弱信号检测方法，所述方法更易于进行微弱信号的识别，可靠性更高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于Lü系统的微弱信号检测方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）设置Lü系统的系统参数a和b的值；

（2）通过上述设置好的两个参数a和b的值，确定Lü系统的参数c的值，然后将c的值由小到大调整，调整过程中观察Lü系统输出y的相空间的变化，将系统定点状态的改变时的值作为c的最终值；

（3）利用确定好参数a、b和c值后的Lü系统进行微弱周期信号检测，将外部含噪声的信号输入到Lü系统中，观察Lü系统输出y的状态的变化，如果y的相轨迹离开定点状态，则输入的信号中存在微弱周期信号。

进一步优选的技术方案在于：所述步骤（1）中系统参数a=36，b=3。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）微弱信号检测方法非常直观，通过观测系统输出信号y的变化，可以非常直观地对微弱信号进行检测。（2）微弱信号检测实施方便。（3）利用了Lü系统对微弱信号的敏感性。（4）同时根据系统y输出和相空间判断Lu系统状态的改变，检测可靠性更高。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1 为用于确定参数c取值的Lü系统框图；

图2 为Lü系统为定点状态临界值时y的输出波形图；

图3 为Lü系统为定点状态临界值时的相图；

图4 为Lü系统为离开定点状态时y的输出波形图；

图5 为Lü系统离开定点状态时的相图；

图6 为用于微弱信号检测的Lü系统框图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。