复杂随机系统的信噪比增益研究与阵列随机共振

复杂系统与非线性科学密切相关。为了探讨复杂随机系统信息处理的机制和利用“随机”因素自优化能力，研究了一类无限并联阵列的信噪比增益问题。阵列中每个子系统是一个双稳态振荡器，其输入都是同一个给定的含噪正弦信号。每个子系统内部噪声强度相同，但是相互独立。随着内部噪声强度的增加，信噪比增益出现了随机共振现象和存在大于一的区域，并且这一区域随着并联阵列数目增加而被放大。无限并联阵列的信噪比增益可达到全局最大值。依据阵列非稳态输出均值和稳态自协方差函数的极限性质，本文证明了无限并联阵列的信噪比增益问题可以归结为任两个子系统的统计性能分析。这些研究结果对于复杂系统信号处理理论具有重要意义。     

震荡随机共振的信噪比增益研究与电路仿真

为提高硬限幅符号并联电路系统的输出信噪比,研究了震荡随机共振与阵列随机共振的机制以及电路实现方法。通过计算阵列输入输出信噪比增益,发现两类随机共振方法都能够使得非线性电路并联系统、输入信号与内部噪声(高频干扰)达到协同,并且随着阵列数目增加,信噪比增益存在大于1的区域。同样条件下,与阵列随机共振方法相比,震荡随机共振能够获得更好的输出信噪比,且易于实现。     

基于随机共振的惯性传感器信号实时处理方法

根据惯性传感器信号处理特点,研究其基于随机共振的信号实时处理方法。首先,从实时性的角度出发,确定随机共振数值算法--龙格库塔法,并对其进行相应改进,实现实时处理。然后,研究单稳系统中各个参数对信号恢复结果的影响,确定系统处理的较佳参数。最终的仿真结果表明,静态信号的零漂值得到了较大改善,而动态信号的信噪比最大可提高约20 dB。同时,为了进一步验证算法,在数字信号处理硬件平台上实现算法,采样频率为5 000 Hz,结果完全能够满足惯性传感器信号处理的要求。因此,所提算法能够有效进行惯性传感器信号实时处理,为随机共振理论在惯性传感器信号处理中的应用提供了重要参考。     

虚拟仪器中欠阻尼系统随机共振的应用与优化

针对现实应用中的噪声问题,基于虚拟仪器(Labview)的实验平台,在欠阻尼二阶线性系统中利用随机共振对弱信号进行检测仿真实验,研究表明,该系统输出信噪比呈非单调变化,适当调节系统参数和噪声强度可观察到欠阻尼二阶线性系统中存在随机共振现象,提高了信号的信噪比,进而可以检测到夹杂在噪声中的弱信号.该仿真系统还可以改造成检测实际弱信号的检测系统,与实际应用接轨,并通过遗传算法进行了参数优化,得到了预期理想效果,具有现实应用意义.     

单一变质性物品扩散型随机库存系统的风险初探

分析了单一变质性物品扩散型随机库存系统的风险 ,并将系统风险的确定归结为转移概率密度的确定 ,然后借助于数学变换和数学物理方程中的特殊函数确定出转移概率密度 ,从而确定出系统的库存风险.     

基于自适应尺度变换-双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法

为提升在强噪声背景下对二进制相移键控(binary phase shift keying, BPSK)信号的检测性能,针对主流方法在抑制噪声过程中信号受到一定程度的削弱、信号处理系统引入新噪声导致检测性能下降的问题,提出了基于自适应尺度变换双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法。对于经典的双稳态随机共振系统只能处理小幅度、低频段的周期信号的情况,首先将双稳态随机共振系统进行尺度变换,证明在高采样率条件下,双稳态随机共振系统可应用于高频的BPSK信号,并基于Neyman-Pearson准则设计了非线性阈值检测系统,推导且定量表示出检测器的误码率,以此作为反馈量,自适应地调节系统参数,构建了信号检测的完备流程。通过仿真实验验证了尺度变换的可行性以及所提算法的适用性,为低信噪比条件下的弱BPSK信号检测提供了理论依据。     

复杂性科学哲学与组织理论的创新

复杂性科学哲学概括提出的一系列概念和理论不仅是对系统思想的新发展,而且为组织理论的创新提供了新视野和新进路:作为开放系统的组织概念、作为系统动力学过程的组织学习以及作为复杂应答系统的组织演化。     

凸多面体不确定随机时滞系统的非脆弱鲁棒镇定

针对具有凸多面体不确定性的随机时滞系统,讨论了非脆弱鲁棒指数镇定问题,其中非脆弱控制器中的不确定性采用的是凸多面体不确定描述。基于Lyapunov直接法,采用了与参数相关的Lyapunov krasovskii泛函,并结合自由权矩阵方法, 使得Lyapunov矩阵与系统矩阵分离,从而获得了系统的完全基于线性矩阵不等式的时滞相关非脆弱鲁棒镇定的充分条件。最后,用例子说明了结果的有效性。     

多信号叠加在随机共振系统中的研究

在随机共振理论的基础上建立了双稳态随机共振系统的仿真模型,调节参数将系统在单路信号上产生的随机共振效应扩展到多路叠加信号上,并讨论了参数调节对系统的影响和系统中多路信号叠加的局限性.在此基础上定义了随机共振系统的通道及其容量.最后仿真了系统在较高频率的应用,并举出了实例.扩展了随机共振系统处理信号的容量、速度及效率,在信号处理的应用中具有新的意义.     

EEG动力学模型中随机共振现象的仿真研究

脑电图(electroencephalogram,EEG)中随机共振现象的研究对于分析大脑系统的行为具有重要理论意义和应用价值.为了模拟大脑系统中检测信号的机制,提出使用信噪比、互相关系数、互信息率对比评价方法,对EEG动力学模型中随机共振现象进行了研究.实验结果表明,EEG动力学模型不但存在着周期随机共振现象,同时也存在着非周期随机共振现象.此研究为大脑系统中存在着随机共振现象的观点提供了一种新的证据.     

基于分布参数系统的耕地可持续发展问题的建模与优化

在连续时间模型的假设条件下,充分研究了农业耕地中有机物含量及微量元素含量的随机变化过程,首先借助于马尔可夫过程理论确定出转移概率密度函数,然后利用扩散随机过程理论及分布参数系统建立模型描述耕地肥力的状况,探讨了在保证耕地质量的前提下以农业生产者投资收益最大化作为目标值的最优控制问题。最后,给出了某时刻农用耕地肥力水平的预测方程。为充分发挥土地的使用价值及农业的可持续发展提供科学的依据。     

采用随机服务系统理论分析网络中心化防空作战

为检验网络中心化防空作战增加的作战效能，首先研究了网络中心化防空体系的结构和作战流程，并分析了其作战优势；其次，选择目标可拦截概率作为防空作战效能指标，并采用随机服务系统理论建立了由单目标通道防空体组成的防空体系和由多目标通道防空体组成的防空体系的防空作战效能指标模型；最后，结合防空作战想定，仿真验证了模型的有效性，并获得了网络中心化防空体系作战效能的增加幅度。     

风险投资系统演化描述方法与模型研究

根据系统科学有关系统演化的理论描述,分析并构建了描述风险投资系统演化的方法和模型,为应用系统科学研究风险投资宏观发展问题奠定基础。具体根据系统发展经历不同性质的演化阶段的理论观点,分析描述风险投资系统演化过程的方法;通过对演化方程局限性分析,提出系统阶段演化影响函数模型的概念,以描述某阶段系统变量对系统演化的作用关系。     

EXISTENCE AND UNIQUENESS AND STABILITY OF SOLUTIONS FOR STOCHASTIC IMPULSIVE SYSTEMS

This paper studies the existence, uniqueness, and stability of solutions for stochastic impulsive systems. By employing Lyapunov-like functions, some sufficient conditions of the global existence, uniqueness, and stability of solutions for stochastic impulsive systems are established. Furthermore, the results are specialized to the case of linear stochastic impulsive systems. Finally, some examples are given to illustrate the applications of our theory.