MATLAB实现随机共振信号检测仿真系统

资 源 简 介

本项目基于随机共振理论开发MATLAB仿真程序，模拟双稳态系统中微弱周期信号与噪声协同作用的共振增强效应。包含信号生成、噪声注入和共振处理模块，适用于弱信号检测算法的研究与教学演示。

详 情 说 明

随机共振信号检测仿真系统

项目介绍

本项目基于随机共振理论，实现了双稳态系统中微弱信号检测的仿真程序。系统通过模拟弱周期信号与适当强度随机噪声的协同作用，在特定参数条件下产生共振现象，从而实现对微弱信号的显著放大。该仿真系统可为随机共振理论研究和微弱信号检测应用提供直观的可视化分析平台。

功能特性

• 信号生成模块：支持自定义正弦信号参数（幅度、频率）
• 随机共振处理模块：基于Langevin方程数值积分，实现双稳态系统的随机共振仿真
• 参数调节功能：可调节噪声强度、信号频率、势阱参数等关键变量
• 可视化分析：提供时域波形对比、频谱分析和共振响应曲线
• 性能评估：自动计算信噪比改善程度和信号幅度增益指标

使用方法

1. 运行主程序文件，系统将启动图形用户界面
2. 在参数设置面板调整信号幅度（0.1-1.0）、信号频率（0.01-0.1Hz）
3. 设置噪声强度（0.1-2.0）、双稳态势阱参数（a,b默认均为1）
4. 配置采样频率（默认100Hz）和仿真时长（默认100s）
5. 点击运行按钮，观察时域波形对比图和频谱分析结果
6. 使用参数扫描功能，分析不同噪声强度下的共振响应特性

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（用于FFT分析）
• 至少4GB内存，推荐8GB以上
• 支持的操作系统：Windows 10/11，Linux，macOS

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能，包括信号生成、随机共振仿真和结果可视化三大模块。该文件实现了双稳态势函数的数值建模，通过四阶龙格-库塔法求解Langevin随机微分方程，完成对随机共振现象的完整模拟。同时提供了参数设置界面，支持用户交互式调节系统参数，并生成包含时域波形、频谱分析和性能指标的综合性输出结果。