噪声驱动下的熵随机共振
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噪声熵计算的例子以噪声熵计算的例子为题,我们来具体说明一下。
噪声熵是指在信息通信中,噪声所带来的不确定性或乱度的度量。
在信号传输中,噪声是不可避免的,因此了解噪声熵的计算方法对于信号处理和通信系统的设计非常重要。
我们需要明确噪声是指信号中的不相关成分,它是由于环境干扰、电子器件的非线性特性以及信号传输过程中的各种不确定因素所引起的。
噪声熵则是用来度量噪声的随机性和不确定性的指标。
下面我们介绍几种常见的噪声熵计算方法:1. 均匀分布噪声熵计算:假设信号的噪声服从均匀分布,即在一定范围内的概率分布是均匀的。
计算方法是将信号的幅度范围等分为若干个小区间,然后计算每个区间内信号出现的概率,最后将概率与对数相乘再相加即可得到噪声熵。
2. 高斯分布噪声熵计算:假设信号的噪声服从高斯分布,即满足正态分布。
计算方法是将信号的概率密度函数带入熵的定义公式中,然后进行积分运算得到噪声熵。
3. 白噪声熵计算:白噪声是指在所有频率上具有相同能量的噪声。
计算方法是将信号进行傅里叶变换,然后计算傅里叶变换系数的平方和,最后使用熵的定义公式进行计算。
4. 离散噪声熵计算:对于离散信号,可以使用离散傅里叶变换将信号从时域转换到频域,然后计算频域上的噪声熵。
5. 时域噪声熵计算:对于时域信号,可以直接对信号进行分段,然后计算每个分段上的噪声熵,并取平均值作为整个信号的噪声熵。
以上是噪声熵计算的几种常见方法,根据具体的信号特点和应用场景,可以选择适合的计算方法。
噪声熵的计算结果越高,表示信号中的噪声越多,信号的不确定性也就越大。
噪声熵在通信系统中有广泛的应用。
例如,在无线通信中,噪声熵可以用来评估信道的质量,从而选择合适的调制方式和编码方案。
在数据压缩和加密中,噪声熵可以用来评估数据的随机性和不可预测性,从而选择合适的压缩算法和加密算法。
此外,噪声熵还可以用来评估传感器的测量精度和稳定性。
噪声熵是一个重要的信息度量指标,它可以用来衡量信号中的噪声水平和不确定性。
噪声对随机共振系统影响的研究随机共振系统是一种在非线性力学领域中具有重要应用的系统,在机械工程、物理学和化学等领域都有广泛应用。
它能够使得系统在特定频率下响应更加敏感,进而扩大响应幅度。
由于噪声的存在,随机共振系统的稳定性和精度会受到影响,因此对噪声对随机共振系统影响的研究至关重要。
随机共振系统的特点在于:系统受到周期性激励后,在给定的频率下响应会呈现出非线性的行为,这种响应行为可以被称为共振现象。
与传统的线性共振不同,随机共振是在随机振动下发生的。
这是由于,如果系统受到随机力激励后,在某些特定的频段内可能会出现较大的响应幅度。
因此,随机共振系统是探究非线性响应行为的重要工具。
然而,噪声是干扰随机共振系统相对稳定性的重要因素。
在实际工程和物理现象中,随机环境因素往往不可避免,如空气的涡流、海流的涡旋、地震等。
而噪声将会导致随机共振系统的响应出现负面影响,从而导致系统的不稳定性。
在研究噪声对随机共振系统影响的过程中,科学家们进行了大量的理论和实验研究,主要包括如下几个方面:1、噪声频率的影响:研究认为,噪声频率和共振频率之间的差距是噪声对随机共振系统影响的首要因素。
当噪声频率与共振频率相等时,系统响应会存在极大的非线性,但当噪声频率与共振频率差距较大时,系统响应则进一步衰减,稳定性也有所提高。
2、噪声幅度的影响:噪声幅度是噪声对随机共振系统的另一个重要影响因素。
实验发现,当随机共振系统的信号强度较小时,噪声与非线性振动之间的互作用是可以被忽略的。
而当信号强度较大时,噪声与非线性振动之间的互作用则变得十分显著,导致系统出现剧烈的震荡和不稳定性。
3、噪声的形式:研究发现,噪声的形式包括高斯白噪声、低频粉噪声、高频噪声、污染和脉冲等噪声形式,对随机共振系统的影响会有所不同。
需要根据不同的应用场景对噪声的形式进行选择和优化,才能最大限度地减小噪声对随机共振系统的影响。
近年来,研究者们通过理论模型的分析和实验结果的验证,提高了对噪声对随机共振系统影响的认识并提供了一些应对策略。
非对称三值噪声激励下一类线性系统的随机共振现象武娟;许勇;张慧清;王顺利【期刊名称】《陕西师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(040)001【摘要】研究了一类具有外部周期信号的线性系统在乘性非对称三值噪声激励下呈现随机共振现象的情况.采用Shapiro-Loginov公式,计算出系统输出信号振幅的精确表达式.通过平面及三维图示分析,系统观察出两类广义的随机共振现象.也就是系统在某些参数下,输出信号振幅随着三值噪声强度及其非对称度的变化显现出非单调依赖性.%The phenomenon of stochastic resonance(SR) in a linear system with an external periodic signal derived by a multiplicative asymmetric trichotomous noise is investigated.The exact expression of the output amplitude is derived by the Shapiro-Loginov formula.Two kinds of SR phenomena are found through the two-dimensional and three-dimensional figures,i.e.the non-monotonic dependence of the output amplitude on the noise strength and the noise asymmetry degree is presented with some parameters.【总页数】4页(P9-12)【作者】武娟;许勇;张慧清;王顺利【作者单位】西北工业大学理学院,陕西西安710129;西北工业大学理学院,陕西西安710129;西北工业大学理学院,陕西西安710129;国家林业局管理干部学院培训教学部,北京102600【正文语种】中文【中图分类】O211.62【相关文献】1.非关联三值噪声激励下线性系统的随机共振 [J], 狄根虎;许勇2.三值噪声及热噪声共同调制下RC串联电路的随机共振现象 [J], 韩引霞3.相关噪声驱动下一种特殊非对称非线性系统的随机共振研究 [J], 范泽宁;李鹏飞;陶原野;唐一弓;邓科4.有界随机噪声激励下一类非线性系统的共振与饱和现象 [J], 戎海武;王向东;徐伟;方同5.谐和与随机噪声激励下一类非线性系统的响应 [J], 仲淑娟;王坤;吴海花因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
随机共振基本理论及其应用绪论本章主要简述本文的研究目的和意义,概述随机共振的提出、发展和国内外研究现状,最后是本文研究的主要内容安排和创新之处。
1.1本文研究的目的和意义噪声常常被认为是一种讨厌的信号,因为它无处不在,常常与有用信号共存,严重影响系统的工作和有用信号的正常测量。
在信号处理中,总是想方设法去除背景噪声以保留有用信号。
所以信号检测,尤其是强噪声背景下的微弱信号检测,从某种意义上来说,是一种专门与噪声作斗争的技术。
现代电子学领域,如通信、控制、广播、遥控遥测或其他电子系统,都存在处理微弱信号和噪声的问题。
为了检测被背景噪声淹没的微弱信号,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,然后利用电子学手段、信息理论和其他物理、数学方法,来对被噪声淹没的微弱信息进行提取、测量。
微弱信号检测的首要任务是提高信噪比,以便从强噪声中检测出有用的微弱信号,从而满足现代科学研究和技术开发的需要。
由于微弱信号的检测能提高测量灵敏度和可检测下限,因此在物理、化学、生物以及许多工程技术领域都得到了广泛应用。
目前,常采用的微弱信号检测方法大致有以下几类:(1)窄带化与相干检测技术。
窄带化技术是利用相应的窄带滤波器排除噪声。
因为信号频率是固定的,我们通过窄带滤波器限制了测量系统的带宽,把大量带宽外的噪声排除在外,取得了抑制噪声的效果。
相干检测技术,就是利用信号具有相干性,而噪声无相干性的特性,把相位不同于信号的噪声部分排除掉。
窄带化与相干检测技术适用于频域信号的处理。
(2)时域信号的平均处理技术。
如果弱信号是脉冲波,由于它有很宽的频谱,因此无法用窄带化或相干检测技术进行信号测量。
然而噪声是随机的,它有正有负,有大有小,所以对信号多次测量并进行平均,可排除噪声的影响,从而测出真实的信号值。
这种逐点多次采样求平均的方法,称为平均处理。
(3)离散信号的计数统计。
当被测的信号是一些极窄脉冲信号,且对它的形状不关心,而关心的是单位时间到达的脉冲数时,利用幅度甄别器,大量排除噪声计数,利用信号的统计规律,来决定测量参数,并相应作数据修正。
强噪声与非周期脉冲激励下单稳系统的随机共振及应用孙博文;黄升平;王重秋;杨建华;李尚袁;杨岩【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2024(43)10【摘要】随机共振是噪声背景下非线性系统对微弱特征信号的最优响应,能够对微弱特征信号进行增强。
偏置单稳态系统相较于传统的双稳态系统,对非周期脉冲激励具有良好的共振特性。
然而,非线性系统的参数影响系统的最优输出,对不同的非周期脉冲激励,系统难以自适应调节。
针对上述问题,该研究强噪声与非周期脉冲激励下偏置单稳态自适应随机共振。
首先,基于优化算法实现不同非周期脉冲激励下的自适应随机共振。
然后,以强噪声背景下钢丝绳漏磁检测信号为应用对象,经偏置单稳态系统自适应随机共振输出后,以峰峰值作为损伤特征演化评价指标,评估不同微弱损伤特征间的差异。
同时,应用偏置单稳态自适应随机共振法和自适应移位平均法对强噪声背景下钢丝绳漏磁信号进行对比分析,以峰峰值增益和信噪比增益为指标,结果表明偏置单稳态自适应随机共振法效果优于自适应移位平均法。
最后,讨论了噪声强度对单稳态自适应随机共振的影响,发现偏置单稳态自适应随机共振具有较强的抗噪能力。
【总页数】7页(P279-284)【作者】孙博文;黄升平;王重秋;杨建华;李尚袁;杨岩【作者单位】中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室;中国矿业大学计算机科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.二值噪声激励下耦合欠阻尼双稳系统的随机共振2.相关乘性和加性高斯白噪声激励下周期势系统的随机共振3.二值噪声激励下欠阻尼周期势系统的随机共振∗4.高斯色噪声激励下非对称双稳耦合网络系统的随机共振5.Levy噪声和高斯白噪声共同激励的非对称三稳系统的随机共振因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。