刘燕，潘紫微，叶金杰，戚晓利

(安徽工业大学 机械工程学院，安徽 马鞍山 243002)

在工程技术测量中，有用信号经常淹没在强噪声背景中，针对信噪比极低的信号，传统的微弱信号检测方法[1-3]都是立足于抑制噪声认为只有抑制噪声，才能检测信号。如果信号频带和噪声频带重叠或相近时，抑制噪声的同时有用信号也不可避免地受到损害。而且如果背景噪声类型不同，传统微弱信号的选择应用也受到限制。研究者们利用混沌系统相轨迹的变化对周期信号的敏感性和对噪声的免疫力，成功地利用混沌系统对微弱信号进行了检测[4-7]，大大地提高了检测性能，降低了输入信噪比门限[8-9]。

在建立混沌振子检测器的过程中，需要确定策动力幅值从混沌转化到大尺度周期状态的值(即阈值)。传统方法通过对相图或时域波形目测确定阈值，容易造成误判。文献[10]利用二维近似熵度量混沌振子相图的状态，取得了很好的效果，文献[11]利用Hu矩对混沌振子相图进行定量度量，实现了混沌振子的自动化检测。但是当采样点数较多时运算时间比较长，可能无法得到计算结果。在此，采用欧氏距离确定混沌振子的阈值，并结合混沌振子方法检测微弱信号，为早期故障提供了一个新的判别方法，同时分析了相位差和噪声对系统特性的影响，并用Simulink进行了仿真。

1 混沌振子

混沌振子检测来源于弹簧振动模型的Duffing方程[12]，是一个二阶微分方程，通常用来检测微弱正弦信号的Duffing方程为