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levy噪声驱动下指数型单稳系统的随机共振特性分析

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电子与信息学报 2017年第4期39卷 893-900页

作者：张刚宋莹张天骐重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

该文基于绝对值型和指数型势函数,构建了更一般的指数型单稳势函数,深入研究了levy噪声驱动的指数型单稳系统,并总结出不同特征指数a和不同对称参数b下,指数型系统参数l和b,levy噪声强度系数D对指数系统共振输出的作用规律。研究表明:... 详细信息

该文基于绝对值型和指数型势函数,构建了更一般的指数型单稳势函数,深入研究了levy噪声驱动的指数型单稳系统,并总结出不同特征指数a和不同对称参数b下,指数型系统参数l和b,levy噪声强度系数D对指数系统共振输出的作用规律。研究表明:在不同levy噪声驱动下,通过调节参数l和b均可诱导随机共振(SR),且当b(或l)的取值越大时,产生较好随机共振效果l(或b)的区间越大,从而改善传统SR系统由于参数选择不当造成随机共振效果不佳的问题。此外,通过调节噪声强度系数D也能产生随机共振,且较好随机共振区间不随a或b变化;最后将指数型单稳系统应用于轴承故障检测,效果明显优于传统双稳系统。

关键词：指数型单稳系统 levy噪声随机共振轴承故障检测

levy噪声下新型势函数的随机共振特性分析及轴承故障检测

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振动与冲击 2019年第12期38卷 53-62页

作者：贺利芳周熙程张刚张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

针对经典双稳随机共振(Classical Bistablestochastic Resonance,CBSR)系统的输出饱和性问题,构建了一种新型的分段非线性双稳随机共振(Piecewise Nonlinear Bistable Stochastic Resonance,PNBSR)系统,用所提的PNBSR系统在理论上和CBSR系统作了对比;然后以平均信噪比增益(MSNRI)为衡量指标,用量子粒子群算法进行参数寻优,深入的探究了在levy噪声不同特征指数与对称参数情况下,PNBSR系统参数l,c,a,b和levy噪声强度放大系数D对共振输出的规律。研究表明:相对于CBSR系统的输出信噪比,PNBSR系统的输出信噪比有4dB的提高;并且发现在不同的levy噪声分布作用下,通过调节系统参数l,c,a,b和噪声强度系数D均可诱导随机共振,且系统较好的随机共振区间不随α或β变化;最后将PNBSR系统应用于轴承故障检测,效果明显优于CBSR系统。

关键词：分段非线性双稳系统 levy噪声平均信噪比增益随机共振轴承故障检测

levy噪声驱动下基于三稳态随机共振理论降低2FSK信号误码率的研究

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应用力学学报 2021年第6期38卷 2224-2229页

作者：令璐璐王辅忠信雅芯张亚麟郭天豪天津工业大学物理科学与技术学院天津300387

基于levy噪声下2FSK信号接收误码率较高的问题,设计了一种在levy噪声背景下基于三稳态随机共振系统来降低2FSK信号误码率的新方法,并与2FSK信号包络检波解调传统模型作对比。实验结果表明:信号在经过随机共振系统后,载波信号1和载波信号... 详细信息

基于levy噪声下2FSK信号接收误码率较高的问题,设计了一种在levy噪声背景下基于三稳态随机共振系统来降低2FSK信号误码率的新方法,并与2FSK信号包络检波解调传统模型作对比。实验结果表明:信号在经过随机共振系统后,载波信号1和载波信号2的频谱幅值均大幅提升,相比传统方法分别提升了98.7%、79.2%,对应两支路信噪比分别提升了6.17 dB和5.61 dB,误码率相比于传统模型降低了7%。

关键词： 2FSK信号 levy噪声随机共振非线性三稳系统信噪比误码率

levy噪声驱动下的三稳态随机共振特性分析

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系统仿真学报 2018年第5期30卷 1908-1917页

作者：贺利芳崔莹莹李国权林金朝重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065 重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室重庆400065

将levy噪声与三稳态随机共振系统相结合,以平均信噪比增益为衡量指标,针对levy噪声驱动下的三稳态系统的随机共振特性进行深入研究。探究了当levy噪声特征指数与对称参数取不同值时,三稳态系统参数w,a和b,levy噪声强度放大系数D对系统... 详细信息

将levy噪声与三稳态随机共振系统相结合,以平均信噪比增益为衡量指标,针对levy噪声驱动下的三稳态系统的随机共振特性进行深入研究。探究了当levy噪声特征指数与对称参数取不同值时,三稳态系统参数w,a和b,levy噪声强度放大系数D对系统共振输出的影响。研究结果表明,在不同levy噪声分布作用下,通过调节系统参数均可诱导随机共振,并且产生随机共振的参数区间大致相同;另外,调节噪声强度放大系数同样使系统产生随机共振。本研究结果为levy噪声环境下参数诱导的三稳态随机共振现象系统参数的合理选取提供了依据。

关键词：随机共振 levy噪声三稳态系统平均信噪比增益

levy噪声下欠阻尼指数型三稳随机共振系统研究

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电子测量与仪器学报 2023年第1期37卷 177-190页

作者：张刚毕璐洁蒋忠均重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中共贵州省委网络安全和信息化委员会办公室贵阳550000

针对经典双稳随机共振(CBSR)系统在微弱信号放大检测方面的困难,提出了levy噪声下的欠阻尼指数型三稳随机共振(UETSR)系统。将双稳态和指数势函数相结合,利用非高斯噪声可有效提升信噪比的特性,构造出UETSR系统。首先推导该系统的稳态... 详细信息

针对经典双稳随机共振(CBSR)系统在微弱信号放大检测方面的困难,提出了levy噪声下的欠阻尼指数型三稳随机共振(UETSR)系统。将双稳态和指数势函数相结合,利用非高斯噪声可有效提升信噪比的特性,构造出UETSR系统。首先推导该系统的稳态概率密度函数,以平均信噪比增益为衡量指标,采用量子粒子群算法进行参数寻优,研究在levy噪声的不同参数α与β下,系统各参数对UETSR输出变化规律的影响。最后将UETSR、CBSR和经典三稳系统(CTSR)应用于轴承故障诊断中,系统输出后的内外圈故障频率处的幅值较输入信号分别增长了197.58,1.153,18.81和238.87,26.63,39.72,最高峰与次高峰的谱级比分别为5.44,4.03,3.85和5.10,3.79,5.05。实验结果表明,不同系统参数均可诱导产生SR现象,且UETSR系统的性能明显优于CBSR和CTSR,具有良好的工程应用价值。

关键词：故障诊断随机共振指数型三稳系统 levy噪声

同方期刊数据库

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levy噪声中EMD降噪的随机共振研究

电子测量与仪器学报 2017年第1期31卷 21-28页

作者：贺利芳曹莉张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降低噪声的同时也削弱信号能量,并会产生虚假信号,导致信号检测存在缺陷,针对这一问题,提出levy噪声环境下经验模态分解随机共振检测方法。通过将含噪信号进行EMD分解,对分解后信号进行... 详细信息

经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降低噪声的同时也削弱信号能量,并会产生虚假信号,导致信号检测存在缺陷,针对这一问题,提出levy噪声环境下经验模态分解随机共振检测方法。通过将含噪信号进行EMD分解,对分解后信号进行叠加取平均二次采样等处理方法,使其满足随机共振要求,利用自适应算法优化系统参数,进而使处理后信号能够在双稳系统中产生随机共振,达到精确检测的目的。理论分析及实验证明在levy噪声下,此方法能实现同一特征指数下单频信号与多频信号检测,实验表明在单频信号信噪比为-28 dB情况下能有14 dB的提高,特征指数为1.8下多频信号5 Hz频谱幅值从311.8增加到724,10 Hz频谱幅值由138.9增加到143.2。此方法对在复杂噪声环境中降低剩余噪声能量同时,提高信号能量,减少虚假信号,相对于仅仅进行EMD分解无法判断信号成分,能更好的达到检测效果。

关键词：随机共振经验模态分解 levy噪声多频信号

levy噪声对随机非线性SIRS流行病模型渐近行为的影响

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兰州理工大学学报 2015年第6期41卷 148-155页

作者：翟昌盛宁夏师范学院数学与计算机科学学院宁夏固原756000

研究levy噪声对非线性SIRS流行病模型的渐近行为的影响.证明正解的存在唯一性,分别得到levy噪声对无病平衡点P0和地方病平衡点P*渐近行为的影响.利用数值仿真验证理论结果.

关键词： SIRS流行病 levy噪声全局正解渐近行为

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levy噪声下的随机食饵有限模型

东北师大学报（自然科学版） 2016年第4期48卷 40-44页

作者：张秋梅文香丹长春大学理学院吉林长春130022 延边大学数学系吉林延吉133002

研究了levy噪声下的随机食饵有限模型,在系数满足一定条件下得到该模型正解的存在唯一性,并分析了该模型解的渐近行为,最后用数值模拟验证了得到的结论.

关键词：食饵有限 levy噪声渐近稳定

levy噪声和自突触作用下神经元系统中反随机共振现象研究

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Levy噪声和自突触作用下神经元系统中反随机共振现象研究

作者：赵越太原理工大学

学位级别：硕士

神经元是神经系统内活动的基本单位,对神经系统信息处理和传递有着至关重要的作用。噪声是神经系统中最大的随机因素,当神经元受到周围噪声的影响后,神经元的放电模式也会发生变化。目前,有大量关于噪声诱导的随机共振和相干共振的研究... 详细信息

神经元是神经系统内活动的基本单位,对神经系统信息处理和传递有着至关重要的作用。噪声是神经系统中最大的随机因素,当神经元受到周围噪声的影响后,神经元的放电模式也会发生变化。目前,有大量关于噪声诱导的随机共振和相干共振的研究,本文研究的是与前者不同的噪声对神经元放电的抑制效果,也就是反随机共振。基于Hodgkin-Huxley(HH)神经元模型,我们深入研究了噪声及自突触对神经元和神经网络放电活动的影响,主要内容和结论如下,1.系统研究了由levy噪声引起的单神经元反随机共振现象。研究发现,在levy噪声的影响下,levy噪声的特征指数和尺度参数可以使平均放电率达到最小值。结果表明,当输入电流强度达到临界阈值时,levy噪声会引起反随机共振。此外,为了进一步证明levy噪声可以产生反随机共振,本文还利用峰峰间期直方图研究了电压放电模式。最后,我们发现随着levy噪声特征指数和尺度参数的增加,峰峰间期的总个数先减小后增大,这意味着反随机共振的出现。2.研究了在不同输入电流类型下,由电自突触和化学自突触驱动的神经元放电的反随机共振。引入随机HH模型和平均放电率的概念,利用神经元放电时间历程图和峰峰间期直方图来衡量反随机共振的程度。结果发现,无论是电自突触还是化学自突触,神经元的放电尖峰均随延迟时间的延长先减小后增大。此外,我们发现平均放电率曲线有几个极小值,称为多重反随机共振。此外,我们还发现,当延迟时间在一定范围内时,神经元的活动可以通过自突触电流来调节。同时,噪声强度和自突触电流强度可增强神经元的放电活动。因此,我们的研究表明,自突触可以调节和控制神经元的放电活动,诱导多反随机共振现象。3.研究了levy噪声对神经元网络中神经元放电的影响,在整个网络中,随特征指数和尺度参数变化的平均放电率曲线存在一个最小值,即反随机共振现象。随着自突触电流强度和耦合系数的增加,神经元放电的反随机共振抑制作用减弱。另外,在levy噪声的激励下,随着耦合强度的增加,神经网络的神经元放电变得更加强烈和规律。

关键词：反随机共振 levy噪声自突触 Newman-Watts神经元网络平均放电率