乘性和加性α稳定噪声环境下的过阻尼单稳随机共振现象.pdfVIP

物理 学报 ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．7(2014) 070501 乘性和加性OL稳定噪声环境下的过阻尼单稳随机 共振现象术 焦 尚彬十 任超 李鹏华 张青 谢国 (西安理工大学自动化与信息工程学院，西安 710048) (2013年l1月22日收到；2013年12月25日收到修改稿) 本文将 稳定噪声与单稳随机共振系统相结合，研究了乘性和加性OL稳定噪声环境下的过阻尼单稳随机 共振现象，探究了 稳定噪声特征指数＆(0 ≤2)、对称参数 (一1≤ ≤1)，单稳系统参数a及乘性 稳 定噪声放大系数D对共振输出效应的作用规律．研究结果表 明，在不同分布的 稳定噪声环境下，在一定范 围内通过调节a或D均可诱导随机共振来实现单个或多个高、低频微弱信号的检测，且a和D分别存在一个 最优值可使系统产生最佳的随机共振效应 ；不 同 或 均可对系统共振输 出效应产生规律性 的影响，且 或 在高、低频微弱信号检测中的作用规律相 同；在研究 稳定噪声环境下单、多频单稳随机共振现象时所得结 论是相 同的．本研究结果可为实现 稳定噪声环境下单稳随机共振系统参数的自适应调节奠定基础． 关键词：单稳随机共振， 稳定噪声，微弱信号检测，平均信噪比增益 PACS：05．45．一a，05．40．一a，05．40．Ca，05．40．Fb DOI：10．7498／aps．63．070501 一 种能够保持 自然噪声过程的产生机理和传播条 1 引 言 件 的极限分布，它能够非常好地与实际数据相符 合，高斯分布只是它的一个特例 [15]，故用 稳定分 传统的微弱信号检测方法大多都是通过抑制 布描述的 稳定噪声要比高斯噪声更具有代表性， 噪声来实现微弱信号检测的，而随机共振fstochas— 近几年来OL稳定噪声环境下的双稳SR现象受到了 ticresonance，SR1噪声增强的反常机理为微弱信 学者们的广泛关注，并且取得 了很大的进展 [16--21】． 号的检测开辟了新的思路．SR最早被发现存在于 而 稳定噪声环境下的单稳SR现象的相关研究只 非线性双稳态系统中，随着研究的不断深入，1993 是刚刚起步．Dybiec[]研究了受周期性调制Ldvy 年Stocks等 【】首次发现了欠阻尼单稳态系统的SR 噪声扰动的四阶单势阱系统的SR现象．相对于 现象，随后单稳SR现象受到了学者们的关注，并取 双稳系统而言，单稳系统具有系统参数少、结构简 得了相应的进展 [2-11]．康等 [12】研究了单模非线性 单等优点，故对其进行研究是十分有意义的．在 光学系统中的单稳SR现象，并对单稳系统发生SR 实际中，待检测信号频率可能不止一个，并且可能 的一般条件给予了分析，认为无论在多稳或单稳情 形下，SR现象都会发生．Guo等 l【3,14】研究了乘性和 是高频信号，这就超 出了SR理论所要求的频率范 加性高斯噪声共同作用下的单稳SR现象，通过分 围 2[3]．因此，需要对多个低频、高频微弱信号的检 析发现加入乘性噪声后可将单稳系统等效为双稳