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对Duffing非线性动力学系统的输出状态发生改变时需满足的条件进行了分析，将相轨迹是否发生变化作为系统输出状态改变的判定依据，提出了一种低信噪比情况下微弱正弦信号幅度和相位的检测方法；仿真结果表明，信噪比为-20dB时，幅度检测的均方误差约为3％，相位检测的均方误差约为3°；该方法还具有幅度检测门限值低的特点，可对幅度为10^-3级以下的信号进行检测。