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电路检测光纤加速度计信号方法的研究
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2010-08-09
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近年来，作为非线性科学的重要内容的混沌理论，在许多技术领域都取
得了长足的进步。本文中将最典型的蔡氏电路加以变型，将其改造为四阶非
自治非线性动力系统，通过大量的仿真及电路实验，对该电路实际应用于光
纤加速度计输出信号的检测进行了可行性验证，并针对一些实际情况进行了
讨论。
第一部分对目前微弱信号测量的发展历史、时域处理方法的特点及现状、
混沌理论的发展历程及应用等方面进行了阐述，并有针对性地介绍了几个混
沌和分岔的定义，目的在于为后面的理论分析和实验奠定基础。
第二部分中列举了常用的混沌现象的研究方法、混沌现象的判别准则，
并详细地讲解了梅尔尼科夫方法混沌判据。根据此判据，可以很方便地了解
到系统输出状态是混沌状态，还是稳定的周期状态，也可以准确地知道待测
信号是纯噪声，还是混有周期信号，而不至于盲目地增长仿真时间，从而可
以提高微弱信号检测的准确性与有效性。
第三部分阐述了利用混沌理论和混沌方法检测微弱信号的原理，在分析
蔡氏电路的数学模型和蔡氏二级管伏安特性的基础上，对变型蔡氏电路的动
态特性和噪声特性进行EWB仿真和电路实验。结果初步验证了变型蔡氏电路
实际应用于光纤加速度计信号检测的可行性，且检测精度和信噪比也是达到
设计要求的。
得了长足的进步。本文中将最典型的蔡氏电路加以变型，将其改造为四阶非
自治非线性动力系统，通过大量的仿真及电路实验，对该电路实际应用于光
纤加速度计输出信号的检测进行了可行性验证，并针对一些实际情况进行了
讨论。
第一部分对目前微弱信号测量的发展历史、时域处理方法的特点及现状、
混沌理论的发展历程及应用等方面进行了阐述，并有针对性地介绍了几个混
沌和分岔的定义，目的在于为后面的理论分析和实验奠定基础。
第二部分中列举了常用的混沌现象的研究方法、混沌现象的判别准则，
并详细地讲解了梅尔尼科夫方法混沌判据。根据此判据，可以很方便地了解
到系统输出状态是混沌状态，还是稳定的周期状态，也可以准确地知道待测
信号是纯噪声，还是混有周期信号，而不至于盲目地增长仿真时间，从而可
以提高微弱信号检测的准确性与有效性。
第三部分阐述了利用混沌理论和混沌方法检测微弱信号的原理，在分析
蔡氏电路的数学模型和蔡氏二级管伏安特性的基础上，对变型蔡氏电路的动
态特性和噪声特性进行EWB仿真和电路实验。结果初步验证了变型蔡氏电路
实际应用于光纤加速度计信号检测的可行性，且检测精度和信噪比也是达到
设计要求的。
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