二值噪声作用下线性系统的随机共振
陈欣波;周玉荣
【摘 要】研究了二值噪声作用下的二阶过阻尼线性系统的随机共振现象.基于线性系统理论和相关删去法方法,得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式.研究表明:输出幅度增益是噪声的强度和相关时间、系统阻尼系数,以及激励信号频率的非单调函数;另外,适当的噪声参数和系统参数可以使有噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益.
【期刊名称】《噪声与振动控制》 【年(卷),期】2009(029)001 【总页数】4页(P29-32)
【关键词】振动与波;随机共振;输出幅度增益;二值噪声;过阻尼线性系统 【作 者】陈欣波;周玉荣
【作者单位】攀枝花学院 电气信息工程学院,四川,攀枝花,617000;攀枝花学院 电气信息工程学院,四川,攀枝花,617000 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
二值噪声作用下线性系统的随机共振 29文章编号 ：1006-1355(2009)01-0029-04二 值 噪 声 作 用 下 线 性 系 统 的 随 机 共 振陈欣 波 ，周 玉 荣（攀枝花学院 电气信息工程 学院 ， 四川攀枝花617000 ）摘要 ： 研究了二值噪声作用下的二阶过阻尼线性系统的随机共振现象。 基于线性系统理论和相关删去法方法 ，得
到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。 研究表明 ：输出幅度增益是噪声的强度和相关时间、系统阻尼 系数 ，以及激励信号频率的非单调函数 ； 另外，适当的噪声参数和系统参数可以使有噪声情况下 的输出幅度增益大 于无噪声时的输出幅度增益。关键词 ： 振动与波 ； 随机共振 ； 输出幅度增益 ； 二值噪声 ； 过阻尼线性系统中图分类号 ： 0211.64文献标识码 ： A
StochasticResonanceofaLinearSystemDrivenbyDichotomicNoise CHENXin-bo,ZHOU Yu-rong ( Schoolof InformationandElectric
Engineering,PanzhihuaUniversity,PanzhihuaSichuan617000,China) Abstract: Thephenomenonof stochasticresonance of an over-dampedsecond-orderlinear system subjectto dichotomicnoise(DN)isinvestigated. Basedonlinear-systemtheory andthe correlationdele- tion method,the explicitexpressionof the outputamplitudegain(OAG)of the systemis obtained. Itis shown that the OAGis anon-monotonicfunction of the strength, the correlationtimeof the DN,the sys- tem dampingcoefficient, aswell asthe frequencyof the driving signal.In addition, bychoosingappro-priate parametersof the noiseandthe system,the OAGof the noisysystemcanbe largerthan that of thenoise-free system. Keywords:vibration andwave;stochastic
resonance;outputamplitudegain;dichotomicnoise; over-dampedlinear system随机共振现象作 为一种非线性 现象在实验 和理论方面都得到 了广泛研究‘ 卜9] 。 传统的随机共振是指 ， 由于非线性 系统 、 确定性 信号 和 噪声 三 者间 的协同作用 ，使得系统输 出在某个噪声强度处 出现 最大值这样一种非线性现象。 从广 义 的角度看 ， 随 机共振是指在有噪声 的系统 中， 系统输 出信号是噪 声或激励信号 的某个参数 （ 噪声强度 、 激励信号 的 幅度或频 率等 ） 的非
单调 函 数 这 样 一 种 非线性行 为。近期 的研究表 明 ， 有噪声 的线性 系统 中也存在随机共振现象！ h51 。 随机共振理论可 以用于微弱信号的检测旧- 、 在 强 噪声下 提取 信息信号 j7i， 对化学收稿 日期 ： 2008- 05- 22} 修改 日期 ： 2008- 06 -25作者简介： 陈欣波（ 1968- ） ， 男，河南渑池人 ，硕士 ，研究方向：非线性理论。 E-mail:zhouyurongpzh@163.com反应速度 的控制‘ 83 等方面。噪声和激励信号可 以 以相加 的形式 引入 系统 中，而在一些实际 的物理系统 中， 噪声 和信号 必 须 以相乘的方式 出现 ， 即周期信号 调 制 噪声 ， 比如在 光学系统 中需要使用 周期信号调 制 的噪声‘ 9] 。研究发现 ，在周期信号调制噪声作用 下 的一 阶系统存在随机共振现象‘ 2.3'9]；但是对于周期信号调制噪声作用下 ，二 阶线性 系统 中随机共振 的研究却少 见。 另一方面 ，二值噪声 （ 随机 电报噪声 ） 是真实噪声 的 典型模型 ，具备简单 的统计特性 ， 在 不 同极 限 条件 下，二 值 噪 声 可 近 似 为 高 斯 白 噪 声 或 散 粒 白 噪声[m] ， 故二值噪声对动力学 系统行为的影 响被广泛研究‘ m]。本文研究在周期信号调 制 的二值噪声作用下 ，二阶线性系统的随机共振现象。617000）方法 ，得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。 研究表明 ：输出幅度增益是噪声的强度和相关时间、系统阻尼系数 ，以及激励信号频率的非单调函数 ； 另外，适当的噪声参数和系统参数可以使有噪声情况下 的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益。 StochasticResonanceofaLinearSystemDrivenbyDichotomicNoise CHEN Xin-bo, ZHOU Schoolof InformationandElectric
Engineering,PanzhihuaUniversity,PanzhihuaSichuan617000,China) The phenomenon of stochasticresonance over-dampedsecond-orderlinear system subjectto dichotomicnoise(DN)isinvestigated. Basedonlinear-systemtheory andthe correlationdele- tion method,the explicitexpressionof the outputamplitudegain(OAG)of the systemis obtained. Itis that the
二值噪声作用下线性系统的随机共振
