[发明专利]α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法

权利要求书

1.一种α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法，其特征在于，包括如下：

步骤1、对传感器采集的信号s_n(t)进行幅值截断操作得到截断信号s(t)，将截断信号s(t)作为第i个残余信号s_i(t)，i∈[0，1，2，3…]；

步骤2、构建变尺度同向耦合非线性共振系统，将残余信号s_i(t)输入到变尺度同向耦合非线性共振系统求解系统响应；

步骤3、计算系统响应的粒子阱内驻留时间分布指标，并判断粒子阱内驻留时间分布指标是否大于等于Q，若是，则进入步骤4，否则，进入步骤7；

步骤4、以粒子阱内驻留时间分布指标为目标优化变尺度同向耦合非线性共振系统的参数；

步骤5、将优化的参数代入变尺度同向耦合非线性共振系统，检测出第i+1个共振分量x_i+1(t)，使用陷波滤波器滤除共振分量x_i+1(t)，得到残余信号s_i+1(t)；

步骤6、s_i(t)＝s_i+1(t)，i＝i+1，并返回步骤2；

步骤7、分解出i个共振分量和最终残余信号s_i(t)。

2.根据权利要求1所述的α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法，其特征在于，所述步骤1进行对传感器采集的信号s_n(t)进行幅值截断操作公式为：

式中，函数sign(·)是符号函数。

3.根据权利要求1所述的α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法，其特征在于，所述步骤2构建的变尺度同向耦合非线性共振系统为：

式中，T_R和S_R分别是时间尺度和空间尺度，θ是同向耦合因子，x(t)是变尺度同向耦合非线性共振系统响应，y(t)是过渡变量，k是变尺度因子，t是时间变量。

4.根据权利要求1所述的α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法，其特征在于，所述步骤3计算粒子阱内驻留时间分布指标的公式为：

式中，符号·表示求统计平均；

通过设置过零水平L映射变尺度同向耦合非线性共振系统响应x(t)进入随机点过程x(k)，其中k＝1,2,...,N和N是系统响应采样点数；搜索随机点过程x(k)中满足限制条件x(k)×x(k+1)＜0的所有过零点对H(j)；

H(j)＝{x(k_j),x(k_j+1),1≤k_j≤N,1≤j≤M}

式中，M是过零点对的个数；利用线性插值计算每个过零点对x(k_j)和x(k_j+1)之间的零点所对应的时间值τ_j：

式中，是数据点x(k_j)所对应的时间值。

5.根据权利要求1所述的α稳定噪声下非线性共振分解微弱信号增强检测方法，其特征在于，所述步骤4以粒子阱内驻留时间分布指标为目标优化变尺度同向耦合非线性共振系统的参数为T_R、S_R和θ；优化的公式为：

得到最优组合{T_R,S_R,θ}_optimal。