[发明专利]一种水声信号的Duffing振子检测方法

权利要求书

1.一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，在Duffing振子的基础上建立双Duffing振子差分检测数学模型，调节模型参数使模型处于临界混沌状态；

步骤S2，采集水声信号，并对水声信号进行归一化处理，并进行频谱分析，确定水声信号所在的频段；

步骤S3，将水声信号所在的频段划分为一组等比数列w_n，计算出w_n所对应的求解步长序列a_n；

步骤S4，将所述水声信号输入步骤S1中建立的模型中，利用四阶龙格-库塔法求解，依次调节求解步长，观察模型输出的差分时序图，若相邻两步长之间均出现间歇混沌现象，则证明待测信号线谱存在，确定待测信号线谱频率范围，计算出待测水声信号的频率。

2.如权利要求1所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，步骤S1中的双Duffing振子差分检测数学模型为：

式中γcos(wt)为内置策动力，γ为内置策动力幅值，w为内置策动力角频率，-x(t)+x³(t)为非线性恢复力，k为阻尼系数。

3.如权利要求2所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，w＝1rad/s，α＝1.001，k＝0.5，γ_d＝0.826。

4.如权利要求1所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，步骤S3中等比数列w_n的公比为1.06。

5.如权利要求4所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，步骤S3中求解步长序列计算公式为：

其中，f_s＝1000Hz，w＝1rad/s，w_n＝1.06ⁿ。

6.如权利要求1所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，步骤S4中，模型输出的差分时序图包括三种情况：若时序图是幅度很小的规则波形图，则为大尺度周期状态；若是直线与不规则波形规律性交替出现，则为间歇混沌状态；否则为混沌状态。

7.如权利要求1所述的一种水声信号的Duffing振子检测方法，其特征在于，水声信号频率的计算公式为：

其中，当模型输出的差分时序图在步长a_i到a_i+1之间为间歇混沌状态时，f_i为等比数列步长a_i所对应的水声频率，f_i+1为等比数列步长a_i+1所对应的水声频率。