双色噪声驱动系统的随机动力学

考虑由两个色噪声驱动的非线性随机系统,将Ｊｕｎｇ和Ｈａｎｇｇｉ的单色噪声统一近似理论推广到双色噪声情形,具体应用到由乘法和加法色噪声同时驱动的双稳系统,计算了定态几率分布,发现在弱加法噪声参数的情况下,理论结果与数值模拟相符合。     

双稳随机共振系统的检测性能研究

利用朗之万双稳系统准稳态输出信号的概率密度函数,分别采用统计检测的极大极小化准则和Neyman-Pearson准则,推导出了利用双稳系统进行信号检测的虚警率和检测率的表达式.在不同的信噪比下,通过参数调节法得到了系统的最佳参数,采用Monte-Carlo仿真得到了最佳参数条件下的虚警率和检测率,对基于双稳系统的信号检测有了全面的认识.     

延迟和色噪声对方波信号驱动双稳系统的影响

研究了时间延迟和色噪声对受恒定力、双值噪声以及方波信号驱动的双稳系统的影响.在绝热极限条件下,利用小延时近似,得到了系统输出信噪比(SNR)的表达式.结果表明,SNR随延时时间和噪声的相关时间而非线性地变化.另外,SNR与双值噪声、色噪声的强度,与恒定力和方波信号幅度等的关系曲线呈现随机共振现象.讨论了系统参数对SNR的影响.     

双稳系统中随机共振现象的研究

利用在绝热近似条件下的信噪比（SNR）理论，研究了具有乘性和加性噪声以及周期信号共同作用下双稳系统的随机共振（SR）现象，考虑噪声之间有关联的情况，得到了系统的SNR表达式，发现噪声关联使系统的SNR不仅依赖于噪声之间的关联强度，而且强烈地依赖于系统的初始条件。     

改进检测周期脉冲信号的非线性随机共振系统

在利用非线性随机共振系统检测周期脉冲信号的研究中,通常采用的非线性系统为双稳态系统。针对双稳态系统的两个结构参数不易调节,误差较大,限制了系统检测性能的提高。为了优化系统,提高系统检测性能,提出采用只有一个结构参数且具有积分放大作用的单稳态系统。通过分析信号频谱,对比信号幅值,证实结构参数取较小值的单稳态系统具有积分作用,易于调节。Matlab、Monte-Carlo仿真验证具有积分特性的单稳态系统可获得更佳的检测效果。     

基于随机共振大参数微弱周期信号检测

研究了非线性双稳系统的动力学机理,根据非线性系统产生随机共振的同步条件,提出了不满足绝热近似理论的大参数微弱信号实现随机共振的方法。通过对系统参数的适当调整,实现了大频率信号和大强度噪声淹没的微弱周期信号的检测。理论分析和仿真实验表明,该方法有效地实现了大参数微弱信号随机共振,使得利用随机共振法检测大参数微弱周期信号不再局限于尺度变换法。     

双值噪声与方波作用下半导体层杂质扩散诱导的随机共振

研究了由双值噪声和方波作用下半导体层杂质扩散诱导的随机共振现象.基于绝热近似条件,利用两态理论,得到了系统输出信噪比(SNR)的表达式.发现环境温度对SNR影响是非单调的.分析表明,SNR是杂质位置的标准差和系统偏置的非单调函数:通过选择标准差和偏置可以调节系统输出SNR,当温度较低时,较大的偏置可以提高SNR.同时,在较高的温度时,SNR随方波信号的幅度及热池与冷池温度间的比例增大而增大,而随势能量及双值噪声强度的增大而减小.本文实验结果表明,对于半导体的设计以及半导体层杂质扩散过程的研究有一定的理论意义.     

色噪声与乘性信号驱动下昆虫爆发系统的稳定性和随机共振

研究的是一类受色噪声和乘性周期信号驱动的昆虫爆发系统的稳定性和随机共振现象.首先对于一类由色交叉关联噪声驱动的昆虫爆发种群系统,通过应用FPK方程,获取了系统的稳态概率分布函数的近似表达式,重点讨论了噪声强度及自相关时间对此类昆虫爆发系统稳定性的影响; 然后通过加入弱乘性周期信号,根据快速下降法和两态理论给出了信噪比公式,研究了噪声及其关联时间对于昆虫系统信噪比的影响.进而分析它们对系统种群数的稳定性和延续存活时间的一些实际作用     

变步长随机共振的微弱周期信号检测

在以朗之万方程建立的随机共振数学模型中,现有文献在求解该数学模型时都将计算步长取固定值,文章通过理论分析说明了固定步长的缺陷,提出了调节计算步长的检测方法。以双稳态随机共振系统为基础,把计算步长作为可调参数来讨论其对随机共振的影响,结果表明调节计算步长能有效地提高被检测信号的检测率。     

神经元中的随机共振及含燥周期方波脉冲信号的最优检测

理论研究表明，神经元用于含噪周期方波脉冲信号传输时存在随机共振现象，信号的占空比和神经元的阈值对随机共振的影响有一定的规律．同时，可获得大于1的信噪比增益，这是线性系统不能实现的，因而可将神经元的应用推广到非线性信号处理领域．在此基础上，对应用神经元实现含噪周期方波脉冲信号检测的最优条件和最优特性进行了分析．最后，通过仿其实验验证了理论分析的正确性．     

具有周期矩形信号的延迟非对称双稳系统的随机共振

在绝热近似条件下研究了具有周期矩形信号的延迟非对称双稳系统的随机共振现象.通过小时间延迟近似方法得到了非对称双稳系统的FPK方程,并推导得出了系统在延迟情况下的信噪比表达式,进一步研究了加性噪声强度Q、乘性噪声强度D、静态非对称性r、延迟时间τ以及噪声强度比率R对信噪比SNR的影响.研究发现在延迟情况下,改变加性噪声强度比改变乘性噪声强度更容易产生随机共振,且延迟时间对信噪比的影响是与噪声强度有关的.     

调幅波调制噪声的单模激光随机共振

将噪声和调幅波以相乘的形式引入到单模激光系统,用调幅波调制色抽运噪声,采用线性化近似方法计算了由色抽运噪声和色量子噪声驱动下的光强相关函数,通过对相关函数的傅里叶变换,得到光强的功率谱及信噪比.结果表明:信噪比随着抽运噪声自关联时间τ1和载波信号频率ω的变化均出现了广义随机共振;当抽运噪声自关联时间τ1大于某一值时,信噪比R是正值,R随τ1的增大出现一个极大值,即出现随机共振现象;信号和噪声引入形式不同,随机共振的形式也不同.     

Stochastic resonance in the growth of a tumor induced by correlated noises

Since half a century ago, nonlinear physics has changed our views of world drastically[1]. People expected to use it to solve the complexity of biology[2,3]. In the past decade, more and more evidence shows that noise plays an impor- tant role in nonlinear systems[4―10], such as noise-induced phase transitions, stochastic resonance (SR) and so on. Especially, SR uncovered a heap of complexities of biol- ogy[11,12]. For many years, the law of tumors growth has been a challenging subject. Sci…     

基于非对称双稳系统的随机共振及应用

本文研究了高斯色噪声驱动下非对称双稳随机共振(Asymmetric Bistable Stochastic Resonance, ABSR)系统的信噪比以及平均首次通过时间的问题.我们运用统一色噪近似和两态模型理论,推导出平均首次通过时间和信噪比的公式;讨论了各参数对信噪比和平均首次通过时间的影响,并对参数进行了优化.研究发现,随机共振是噪声强度和势阱非对称性的非单调函数,在两个不同方向上,同一参数对平均首次通过时间的影响不同.通过仿真与实验证明了ABSR系统在轴承故障诊断中具有明显优势.     

随机共振技术检测弱信号的两种方法的比较研究

详细介绍利用随机共振技术检测微弱周期信号的原理,采用增加噪声强度及调节系统参数2种方法提取周期弱信号,相应的给出了数值模拟仿真实验,由此得出2种方法具有协调统一性．     

Nonequilibrium dynamic transition in a kinetic Ising model driven by both deterministic modulation and correlated stochastic noises

We report the nonequilibrium dynamical phase transition （NDPT） appearing in a kinetic Ising spin system （ISS） subject to the joint application of a deterministic external field and the stochastic mutually correlated noises simultaneously. A time-dependent Ginzburg-Landau stochastic differential equation, including an oscillating modulation and the correlated multiplicative and additive white noises, was addressed and the numerical solution to the relevant Fokker-Planck equation was presented on the basis of an average-period approach of driven field. The correlated white noises and the deterministic modulation induce a kind of dynamic symmetry-breaking order, analogous to the stochastic resonance in trend, in the kinetic ISS, and the reentrant transition has been observed between the dynamic disorder and order phases when the intensities of multiplicative and additive noises were changing. The dependencies of a dynamic order parameter Q upon the intensities of additive noise A and multiplicative noise M, the correlation λ between two noises, and the amplitude of applied external field h were investigated quantitatively and visualized vividly. Here a brief discussion is given to outline the underlying mechanism of the NDPT in a kinetic ISS driven by an external force and correlated noises.     

非对称三值噪声激励下一类线性系统的随机共振现象

研究了一类具有外部周期信号的线性系统在乘性非对称三值噪声激励下呈现随机共振现象的情况.采用Shapiro-Loginov公式,计算出系统输出信号振幅的精确表达式.通过平面及三维图示分析,系统观察出两类广义的随机共振现象.也就是系统在某些参数下,输出信号振幅随着三值噪声强度及其非对称度的变化显现出非单调依赖性.     

非高斯噪声激励的肿瘤增长系统的多重随机共振现象

本文研究了以捕食-食饵模型为基础的肿瘤增长系统在非高斯噪声及高斯噪声联合作用下的随机共振,根据路径积分法及绝热近似理论得到了信噪比的解析表达式,进而研究了关联非高斯噪声与高斯噪声及周期信号对系统随机共振的影响.研究结果表明:信噪比曲线在乘性噪声强度、加性噪声强度及非高斯参数q的影响下均出现了多重随机共振现象.此外,噪声关联强度和噪声自关联时间都能够增强随机共振现象.     

乘性噪声作用下线性系统的随机共振及其抑噪应用

在二阶线性系统的阻尼系数和固有频率同时受一类乘性噪声干扰下,详细研究利用欠阻尼二阶线性系统中的随机共振消除此类噪声。研究表明,当二阶线性系统的固有频率和被测信号均受乘性高斯白噪声干扰下,欠阻尼二阶线性系统中存在随机共振现象,该系统的平均输出幅度增益呈现非单调变化,不仅在一定条件下大于无噪声时的增益,而且调节适当的系统参数和噪声强度能够提高幅度增益。因而只要使系统处于共振区域,就会使夹杂在噪声中的被测信号突现出来,从而实现信号的检测。采用可视化仿真软件SIMULINK对此进行了实例模拟。仿真证实了该方法消除乘性噪声的可行性和有效性。