[发明专利]基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法及装置

权利要求书

1.一种基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)确立待检信号的形式；

(2)确立杜芬混沌振子检测系统，使杜芬混沌振子检测系统的驱动力项形式保持与待检信号一致；

(3)以信息熵作为杜芬混沌振子检测系统相态判断指标，以驱动力幅值作为变量，分别对比计算出在有噪声情况下和无噪声情况下的杜芬混沌振子检测系统的信息熵与驱动力幅值的关系，得到信息熵与驱动力幅值的关系曲线；

(4)通过信息熵与驱动力幅值的关系曲线，将在有噪声情况下和无噪声情况下的杜芬混沌振子检测系统均为相态临界状态的驱动力幅值确定为最佳驱动力幅值；

步骤(3)所述以信息熵作为杜芬混沌振子检测系统相态判断指标，具体包括：

计算信息熵；

当信息熵恒等于0时，杜芬混沌振子检测系统作规则运动，即相态为周期态；当信息熵大于0时，杜芬混沌振子检测系统作混沌运动，即相态为混沌态；

步骤(3)所述信息熵通过下式计算：

其中，为各个维度的信息熵，为大于0的信息熵，ρ(x)是相空间中吸引子的态函数密度，ρ(x)视为不变，即∫ρ(x)dx＝1，为杜芬混沌振子检测系统在多次迭代过程中平均每次增加的信息量，如下式：

其中，ln|F`(x)|为杜芬混沌振子检测系统经过一次迭代增加的信息量；

步骤(3)所述分别对比计算出在有噪声情况下和无噪声情况下的杜芬混沌振子检测系统的信息熵与驱动力幅值的关系，得到信息熵与驱动力幅值的关系曲线，具体包括：

在无噪声情况下，将驱动力幅值F₀＝0代入杜芬混沌振子检测系统，计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵；以步长ΔF₀＝0.0005，增大驱动力幅值F₀，重复计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵，直至驱动力幅值F₀＝1；

将噪声水平σ设为10％，将驱动力幅值F₀＝0代入杜芬混沌振子检测系统，计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵；以步长ΔF₀＝0.0005，增大驱动力幅值F₀，重复计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵，直至驱动力幅值F₀＝1；

将噪声水平σ设为50％，将驱动力幅值F₀＝0代入杜芬混沌振子检测系统，计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵；以步长ΔF₀＝0.0005，增大驱动力幅值F₀，重复计算杜芬混沌振子检测系统的信息熵，直至驱动力幅值F₀＝1；

绘制在无噪声、10％噪声水平、50％噪声水平下信息熵随驱动力幅值F₀变化的关系曲线。

2.根据权利要求1所述的基于信息熵的杜芬弱信号无损检测系统驱动力确定方法，其特征在于，所述杜芬混沌振子检测系统经过一次迭代增加的信息量，计算过程如下：

对于一维离散映射，如下式：

x_n+1＝f(x_n)x_n∈[a，b]

其中，f为非线性函数；

假设把变量x的变化区间分成n等分，且x在各个分割出的等区间的概率相等，该概率等于

若知道x在某一区间内，则获得的信息量为：

若减小n，则减少所获得信息量，映射的迭代过程相当于将变量变化区间扩大杜芬混沌振子检测系统经过一次迭代增加的信息量为：