一种可调参数的随机共振模拟系统的制作方法

本发明涉及随机共振领域，具体涉及一种可调参数的随机共振模拟系统。

背景技术：

在通信系统和信号处理系统中，信噪比是度量系统性能的一个重要的指标。研究发现：可通过随机共振对信号进行预处理提高信噪比。随机共振是以噪声为媒介引起微弱周期信号与非线性系统协同作用的非线性现象，当输入信号、噪声和非线性系统之间存在某种匹配时，噪声的能力会向信号能量转移，使得输出信噪比大于输入信噪比，从而可利用噪声增强信号。

随机共振模拟系统参数的选择对随机共振方法的优劣起着决定性的作用。已有的随机共振系统在选择参数过程中基本采用人为主观选择参数，或者只对单一参数进行自适应优化的方式，从而无法准确的定位到参数最优值，制约了随机共振的应用。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种可调参数的随机共振模拟系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种可调参数的随机共振模拟系统，包括：

随机共振参数生成模块，用于生成任意频率信号的随机共振系统最优参数，并将所述随机共振系统最优参数输入随机共振模拟模块；

随机共振模拟模块，采用双稳系统实现随机共振模拟；

可视化模块，用于自动绘制随机共振模拟过程中产生的各种曲线；

曲线驱动模块，用于驱动参数变化的，与可视化模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析算法或仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

虚拟参数模块，为在各种曲线中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；曲线驱动模块通过循环执行仿真分析算法或仿真分析方法，将结果反馈给虚拟参数模块，所述虚拟参数模块接收结果并自动显示数据；

中央处理器，用于协调上述模块工作。

进一步地，所述随机共振参数生成模块利用低频参考周期信号频率匹配kramers跃迁率和最大化输出信噪比的关系，推导出参考信号对应的随机共振系统最优参数；然后根据任意频率的尺度变换关系式，推导出任意频率信号的随机共振系统最优参数。

进一步地，所述随机共振模拟模块基于人工鱼群算法自适应地调节双稳系统随机共振模型参数，实现随机共振模拟。

进一步地，还包括：

曲线对比模块，用于完成选中曲线的重构对比，重构时，以其中一幅曲线图的绘制标准为基准重新绘制另外一幅曲线图，并将两幅曲线图用不同的颜色绘制在同一个坐标系内。

进一步地，还包括

人机交互模块，用于输入各种控制命令和频率信号，支持频率信号直接输入模式和频率信息间接输入模式。

进一步地，所述频率信息间接输入模式包括文本输入模式和图片输入模块，内设转换模块，用于将接收到的文本信息和图片信息转换为标准的频率信息。

本发明通过优化双稳系统参数或耦合双稳系统控制变量实现了随机共振的产生与增强，且能够自适应地匹配信号和噪声的特征，具有很好的稳健性，且能够更为直观的实现整个随机共振模拟过程的展现。

附图说明

图1为本发明实施例一种可调参数的随机共振模拟系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种可调参数的随机共振模拟系统，包括：

人机交互模块，用于输入各种控制命令和频率信号，支持频率信号直接输入模式和频率信息间接输入模式，所述频率信息间接输入模式包括文本输入模式和图片输入模块，内设转换模块，用于将接收到的文本信息和图片信息转换为标准的频率信息；

随机共振参数生成模块，利用低频参考周期信号频率匹配kramers跃迁率和最大化输出信噪比的关系，推导出参考信号对应的随机共振系统最优参数；然后根据任意频率的尺度变换关系式，推导出任意频率信号的随机共振系统最优参数，并将所述随机共振系统最优参数输入随机共振模拟模块；

随机共振模拟模块，基于人工鱼群算法自适应地调节双稳系统随机共振模型参数a、b，或者基于人工鱼群算法自适应地调节耦合双稳系统的耦合系统和耦合系统可调参数，实现随机共振模拟；

可视化模块，用于自动绘制随机共振模拟过程中产生的各种曲线；

曲线驱动模块，用于驱动参数变化的，与可视化模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析算法或仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

虚拟参数模块，为在各种曲线中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；曲线驱动模块通过循环执行仿真分析算法或仿真分析方法，将结果反馈给虚拟参数模块，所述虚拟参数模块接收结果并自动显示数据；

曲线对比模块，用于完成选中曲线的重构对比，重构时，以其中一幅曲线图的绘制标准为基准重新绘制另外一幅曲线图，并将两幅曲线图用不同的颜色绘制在同一个坐标系内；

中央处理器，用于协调上述模块工作，可采用arm微处理器。

本实施例中，所述双稳系统包括双稳系统和耦合双稳系统，可根据需要进行选择，所述耦合双稳系统由两个单一双稳系统经非线性耦合而成,将其中一个双稳系统当作参数固定的被控系统,而另一个则作为参数可调的控制系统,通过调节耦合系数和控制系统的参数能产生随机共振.给控制系统外加单一频率信号,改变其频率大小能使控制系统产生共振.由于耦合的作用,控制系统的共振将影响被控系统的随机共振,从而在耦合系统中形式双共振现象。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。