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以非线性系统识别谐波微弱信号参数为研究内容,研究了高斯白噪声和谐波信号耦合激励下的Duffing系统和变尺度Duffing系统以及改进类Lorenz系统的动力学行为,其主要目的是分析噪声强度对非线性系统动力学行为的影响,探究应用非线性系统的动力学行为突变识别谐波微弱信号参数的实质。本文将应用随机Melnikov方法推导高斯白噪声和谐波微弱信号耦合激励下的随机Duffing系统的阈值,构建系统控制参数与系统阈值之间的关系并用于识别谐波微弱信号参数。进一步地,构建改进类Lorenz系统并识别谐波微弱信号参数。通过数值仿真验证了理论结果的有效性,研究结果揭示了噪声激励影响非线性系统动力学行为变化的实质,阐述了应用非线性系统动力学行为突变识别谐波微弱信号参数的机理,为工程实际中识别谐波微弱信号参数奠定了理论基础和实验基础。本文具体内容如下:第一章,绪论,介绍论文的研究背景和意义,简述应用非线性系统识别谐波微弱信号参数的内容和随机Melnikov方法,分析国内外的研究现状。第二章,建立了高斯白噪声和谐波耦合激励下的随机Duffing系统。利用随机Melnikov方法计算出随机Duffing系统在均方意义上的混沌阈值。由高斯白噪声强度与系统阈值的关系揭示了高斯白噪声对Duffing系统动力学行为的影响。利用随机Melnikov方法计算出在高斯白噪声和谐波微弱信号(rcos(ωt))耦合激励下的随机Duffing系统在均方意义上的混沌阈值,理论推导出谐波微弱信号幅值的计算公式。第三章,建立了高斯白噪声和谐波微弱信号(rcos(ω1t))耦合激励下的变尺度随机Duffing系统。利用随机Melnikov方法推导了变尺度随机Duffing系统在均方意义上的阈值。探究了利用变尺度Duffing系统动力学行为突变来识别谐波微弱信号频率的机理。通过限定参考信号幅值的范围,改变参考信号的频率,变尺度随机Duffing系统呈现不同的运动状态,给出一种利用变尺度随机Duffing系统分岔图来识别谐波微弱信号频率的方法。第四章,建立了高斯白噪声和谐波微弱信号(rcos(ωt+φ))耦合激励下的随机Duffing系统。通过随机Melnikov方法推导出随机Duffing系统在均方意义上的阈值。构建系统阈值与谐波微弱信号相位之间的关系,推导出谐波微弱信号相位的计算公式并通过数值模拟验证结论的正确性,为利用相位计算公式在工程中识别谐波微弱信号相位奠定了理论基础。第五章,在类Lorenz系统基础上构建改进类Lorenz系统。由改进类Lorenz系统对噪声的免疫性不是绝对的,借助加入高斯白噪声后改进类Lorenz系统阈值的可信度,揭示了不同强度的高斯白噪声对系统动力学行为突变的影响。应用改进类Lorenz系统分岔图识别谐波微弱信号幅值,发现了由系统分岔图中凹陷现象识别谐波微弱信号频率的方法。由系统参考信号幅值与驱动力幅值之间的关系,推导待测谐波微弱信号相位的表达式。建立了各种情况下的数值仿真,验证结论的正确性。第六章,识别工程中s(t)=rcos(ω1t+φ)的谐波微弱信号参数。在前述的理论研究和数值实验的基础上应用Duffing系统识别实际工程中谐波微弱信号s(t)=rcos(ω1t+φ)各项参数,建立了较为完备的方法来识别工程中谐波微弱信号各项参数。第七章,总结与展望。对利用非线性系统同时识别多组谐波微弱信号各项参数、动力系统分岔图算法优化及非线性系统电子电路的搭建进行了展望。简述本论文的优点和不足。