[发明专利]一种未知复杂系统输入信号的检测方法及装置

权利要求书

1.一种未知复杂系统输入信号的检测方法，其特征在于，包括：

获取未知复杂系统的可观测输出信号；

根据所述可观测输出信号构建高维观测空间；

根据所述高维观测空间构建所述未知复杂系统在低维近似相空间中的线性演化轨迹和等效输入驱动信号；

根据所述线性演化轨迹和所述等效输入驱动信号检测出所述未知复杂系统的输入信号；

所述根据所述可观测输出信号构建高维观测空间，具体包括：

对所述可观测输出信号进行采样，获得可观测输出序列y(n)∈R^N×1；

根据所述可观测输出序列构建所述可观测输出信号的局部平均能量基函数y₁(n)、局部方差变化基函数y₂(n)、局部能量变化基函数y₃(n)、局部标准差凹凸性基函数y₄(n)和幅值特性基函数y₅(n)，以获得所述高维观测空间Ψ＝{y_i(n),i＝1,2,3,4,5}；

y₂(n)＝var[y(n+1:n+Q)]-var[y(n-Q:n-1)]；

y₅(n)＝abs[y(n)]；

其中，n为离散采样时间，Q为局部评估长度。

2.根据权利要求1所述的未知复杂系统输入信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述高维观测空间构建所述未知复杂系统在低维近似相空间中的线性演化轨迹和等效输入驱动信号，具体包括：

从所述高维观测空间Ψ中提取r个主要特征模式信号；

根据所述r个主要特征模式信号构建所述未知复杂系统的低维近似相空间M_v(n)；

基于线性反向建模分析，构建所述未知复杂系统在低维近似相空间M_v(n)中的线性演化轨迹和等效输入驱动信号。

3.根据权利要求2所述的未知复杂系统输入信号的检测方法，其特征在于，所述从所述高维观测空间Ψ中提取r个主要特征模式信号，具体包括：

获取所述高维观测空间Ψ中每个基函数y_i(n)的时间嵌入矩阵H⁽ⁱ⁾，并将所有基函数的时间嵌入矩阵合并为复合时间嵌入矩阵Y＝[H⁽¹⁾；H⁽²⁾；H⁽³⁾；H⁽⁴⁾；H⁽⁵⁾]；

对所述复合时间嵌入矩阵Y进行奇异分解，并对分解过程中获得的奇异值按照降序排列；

将排列在前r个奇异值所对应的右奇异矩阵行向量v_1：r(t)作为r个主要特征模式信号；

其中，M为嵌入深度；

M_v(n)＝[v₁(n)v₂(n)…v_r(n)]^T∈R^r。

4.根据权利要求3所述的未知复杂系统输入信号的检测方法，其特征在于，所述基于线性反向建模分析，构建所述未知复杂系统在低维近似相空间M_v(n)中的线性演化轨迹和等效输入驱动信号，具体包括：

基于线性反向建模分析，将前r-1个主要特征模式信号v_1：r-1(t)按照线性关系动态演化，将第r个主要特征模式信号v_r(t)作为等效输入驱动信号v_r(t)，构建所述未知复杂系统在低维近似相空间M_v(n)中的线性演化轨迹；

其中，所述线性演化轨迹为：

V_l＝V(2:N-M,1:r),V_r＝V(1:N-M-1,1:r)。