均方根误差最小准则的水库群典型年选取

由于时空分布、气候、下垫面等水文特性的异同,流域梯级各水库典型年不完全同步,较难选取合理、统一且具有代表性的流域水文典型年。将均方根误差最小准则应用于流域典型年的选取,以乌江流域7级梯级水库为例选择流域丰、平、枯典型年,研究表明,均方根误差最小准则能够统筹考虑各个电站的实际情况,选取的各种频率下典型年与设计年径流量平均相对误差绝对值均小于5%,是一种可靠的流域梯级水库典型年选择方法。

采用自适应连续时间线性均衡器和判决反馈均衡器算法的一种16 Gbit/s并转串/串转并接口

该文在体硅CMOS工艺下设计了一种16 Gbit/s并转串/串转并接口(SerDes)芯片,该SerDes由4个通道(lanes)和2个锁相环(PLLs)组成。在接收器模拟前端(AFE)采用负阻抗结构连续时间线性均衡器(CTLE),得到22.9 dB高频增益,利用5-tap判决反馈均衡器(DFE)进一步对信号码间干扰(ISI)做补偿,其中tap1做展开预计算处理,得到充足的时序约束条件。采用最小均方根(LMS)算法自适应控制CTLE和DFE的补偿系数来对抗工艺、电源和温度波动带来的影响。测试结果表明,芯片工作在16 Gbit/s时,总功耗为615 mW。发射器输出信号眼高为143 mV,眼宽43.8 ps(0.7UI),接收器抖动容忍指标在各频点均满足PCIe4.0协议要求,工作温度覆盖–55℃~125℃,电源电压覆盖0.9 V±10%,误码率小于1E-12。

基于SS-LMS算法的自适应DFE均衡电路

针对信道传输对高速串行数据带来的码间串扰问题,提出一种基于符号最小均方根(SS-LMS)算法的半速率判决反馈均衡器(DFE)结构。基于Slicer和积分器电路的结构优化,实现面积和功耗的优化。采用28 nm CMOS工艺实现了连续时间线性均衡器(CTLE)和8抽头DFE组合结构的SerDes电路。测试结果表明,所设计的均衡电路能够将通过38 inch背板传输的16 Gbps信号的眼图水平张开度达到0.56 UI,最大功耗12.25 mW/Gbps。

一款基于码型检测SS-LMS算法的自适应均衡接收器

本文提出了一种新型的基于码型检测SS-LMS算法的自适应均衡接收器,所采用的7抽头判决反馈均衡器(DFE)和连续时间线性均衡器(CTLE)组合设计,可以有效消除信道传输中码间干扰的短距离后标分量,以及长拖尾后标分量和前标分量;同时,改进设计的基于码型检测SS-LMS算法,使均衡器可以动态补偿多种信道损耗,具有更快速稳定的收敛特性.本文所设计实现的自适应均衡接收器,采用TSMC28nmCMOS工艺完成了芯片的设计和流片,流片的测试结果表明,在12.5Gb/s的传输速率下,接收器可以最大补偿-25dB的半波特率通道衰减,均衡器系数在接收2×105 UI数据内收敛,收敛后接收误码率(BER)可以低于10^-12.

一种前后台结合的SAR ADC的校准算法

提出了一种数字前台校准技术,即电容重组技术,并将该技术与LMS数字后台校准技术相结合,提高了LMS算法的收敛速度。提出的算法使用RC混合结构的14位SAR ADC进行建模。仿真结果表明,LMS算法的收敛速度可以提高到1 k个转换周期内,同时校准后ADC的ENOB平均值从10.59 bit提高到13.79 bit。SFDR平均值从71.33 dB提高到112.93 dB,DNL最大值的平均值从1.88 LSB提高到0.97 LSB。INL最大值的平均值从8.01 LSB提高到0.88 LSB。

近红外光谱对天然岩石中矿物成分含量测定的研究

使用近红外光谱仪获取由高岭土、白云母和蒙脱石三种岩石矿物粉末混合成的模拟天然岩石样本的近红外漫反射光谱信息,通过标准归一化(standard normal variable)的方法对光谱数据进行预处理,采用随机森林(random forest)进行数学建模,对岩石样本的组成成分进行预测,预测得到三种岩石成分最小均方根误差分别为:0.088 0,0.095 6,0.121 2。实验结果表明应用近红外漫反射光谱来测定天然岩石中各种矿物成分的含量是可行的,为今后岩石成分的快速检测提供了理论依据。

基于EVSS-LMS算法的三相幅相锁相系统

传统硬件锁相环无谐波畸变抑制能力且只能跟踪单相电压相位,无法有效提取三相正序分量相位的信息。文中为了适应三相电网的数学模型,将传统的变步长最小均方根算法从单输出系统扩展到多输出系统,提出一种三相幅相锁相系统。该系统根据电网电压谐波含量可自适应地调整步长值,从而实现了对谐波干扰有较好的抑制能力;同时,在电压突变等异常情况,对步长值进行重置,提高了对异常情况的处理速度,从而对于电压暂降等场合具有较快的响应速度。实验结果表明,该幅相锁相系统不仅具有较好的谐波和三相不平衡适应能力,而且能近乎无延迟地反映三相系统正序电压分量幅值和相位的变化,可广泛运用于与三相电网相连的电力电子装置。

正则有符号系数FIR滤波器优化算法

为了节约有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的资源,提高运行速度,提出了用最小均方根法将浮点系数量化为正则有符号数(CSD)定点系数的方法。这种方法是先求出FIR滤波器的零点,将共轭成对零点组成两个基本节,采用级联型FIR结构,然后逐步对两个节进行定点数量化,最后量化为CSD定点数。为了验证这种方法的有效性,将它与简单量化进行了对比,结果表明最小均方根法更逼近原浮点系数滤波器,即该量化方式比简单量化更加有效。

基于广义旁瓣对消器的Laguerre宽带波束形成

基于Frost结构的Laguerre宽带波束形成器可以获得比FIR宽带波束形成器和IIR宽带波束形成器更好的性能,但其需要单极点的最优求解过程,存在计算复杂度较高及收敛速度较慢等问题。该文提出一种基于广义旁瓣对消器(Generalized Sidelobe Canceller,GSC)的Laguerre滤波器宽带波束形成算法。该算法首先建立基于GSC结构的Laguerre宽带波束形成器模型,然后利用最小二乘方法给出一种低复杂度的极点求解方法,最后利用归一化最小均方根误差方法实现宽带波束形成。仿真实验及理论分析表明,该方法无需基于Frost结构的Laguerre宽带波束形成器单极点最优求解过程,在保证算法较高的输出信干噪比的同时,减少了计算复杂度,提高了收敛速度。

一种基于扰动的SAR ADC数字校准算法

为了减少分段式电容阵列ADC中分段电容引起的电容失配效应对转换精度的影响,采用最小均方根(LMS)迭代方法,实现了一种基于扰动的逐次逼近型(SAR)ADC数字前台校准算法。对同一个模拟输入信号先后加入作为扰动的模拟失调电压+Δd和-Δd,依次进行量化。使用LMS对两次量化结果进行加权迭代,得到最佳权重,实现了对ADC的校准。针对电容失配效应、寄生电容效应的影响,搭建了14位SAR ADC数模混合仿真验证系统。仿真结果表明,该校准算法将系统的无杂散动态范围(SFDR)从62.6dB提升到87.7dB。

基于小波包变换及TRLMS抑制脉冲干扰的方法

为了解决航空无线电导航服务频段附近的脉冲干扰影响接收机工作的问题,并进一步提高全球导航卫星系统(GNSS)中的脉冲干扰抑制能力,提出了基于小波包变换及变换域最小均方根算法(TRLMS)来抑制脉冲干扰。通过最佳小波函数分解,跟踪定位脉冲干扰所处频带,并采用TRLMS自适应滤波技术取代常规小波包固定阈值方法对干扰进行抑制。仿真实验结果表明,所提方法相比其他的干扰抑制均方根误差更小,解决了有用信号丢失的问题,具有更好的干扰抑制性能。

涡桨飞机舱段模型结构声辐射主动控制试验研究

舱内噪声水平是评价飞机舒适性的一个重要标准。以涡桨飞机舱段模型作为试验对象,针对舱内噪声窄带低频成分占主导的特点,开展了基于压电元件的壁板结构声辐射主动控制试验研究。介绍了滤波-X最小均方(FXLMS)控制算法的基本原理以及控制系统次级通道的识别方法,通过搭建的实验平台,开展了通过次级力源进行舱段壁板结构声辐射的试验研究。实验结果表明,控制打开后壁板结构振幅得到大幅抑制,同时舱内噪声水平在激励频率处降低17 d B,证实了采用次级力源进行舱段结构声辐射控制方法的有效性。

电厂主汽温的模糊逆控制

采用模糊辨识的方法建立了电厂主汽温系统的T-S模糊逆模型.该模型的前提结构采用模糊均值聚类方法辨识,结论参数由最小二乘法辨识,并结合最小均方根算法在线调节逆模型,将其作为系统控制器,以解决电厂主汽温系统的大惯性、大延迟的动态特性.仿真结果表明,该方法可以提高电厂主汽温系统的鲁棒性和动态稳定性.

LMS算法在分布式光纤测温系统中的应用

信号采集和数据处理是分布式光纤测温系统的核心,信号中的噪声决定了整个系统的测量精度,空间分辨率,采集速度及最终的请求响应时间。通常系统采集到微弱的温度信息的反斯托克斯信号会被完全淹没在噪声中。因此,得到含有温度信息的有用信号就显得尤为重要。文中针对系统中噪声信号的特征,提出一种变步长的最小均方根自适应滤波算法,对拉曼散射的温度信号进行去噪处理并进行Matlab仿真。仿真结果表明,该算法有效提高了去噪的效果,从而可提升整个系统的测量精度,空间分辨率。

利用Abel-Poisson径向基函数模型化局部重力场

多种类型高分辨率重力场数据的不断增加,使得在局部范围内精化重力场模型成为了可能。本文采用Abel-Poisson核将重力场量表示成有限个径向基函数线性求和的形式,对局部区域的多种重力场数据进行联合建模。为了提高运算速度,运用了基于自适应精化格网算法的最小均方根误差准则(RMS)来求解径向基函数平均带宽。以南海核心地区为例,联合两种不同类型、不同分辨率的重力场资料(大地水准面起伏6'×6'、重力异常2'×2'),构建了局部区域高分辨率的重力场模型。所建模型表示的重力场参量达到了2'×2'的分辨率,对原始的重力异常数据(2'×2')拟合的符合程度达到±0.8×10-5m/s2。结果表明,利用径向基函数方法进行局部重力场建模,避免了球谐函数建模收敛慢的问题,有效提高了模型表示重力场的分辨率。

复杂条件下运动物体的视频检测

提出了一种适合于复杂条件下运动物体视频检测的新方法。首先采用改进的点状相关图法检测出可能存在运动物体的区域,然后对可能存在的运动区域二值化并采用形态学算子去除环境噪音和光线的干扰,精确地确定运动物体的轮廓。大量实验验证了该方法的有效性和实用性。

基于状态空间和NR-LMS的结构参数辨识方法

提出一种基于系统状态空间模型和归一化鲁棒最小均方根(NR-LMS,Normalized Robust Least Mean Square)理论的动力学结构参数辨识方法.利用系统的输入-输出数据建立其Hankel-Toeplitz模型,利用NR-LMS算法得到该模型参数的估计并求得系统的Hankel矩阵,对Hankel矩阵进行奇异值分解即可确定系统的阶次,进而确定系统状态空间模型的参数.仿真研究和实验结果表明,此方法可以准确、快速地提取出结构的参数,且抗噪能力较强.

一种改进EKF的双模导航系统的定位算法

针对提高GPS/BDS双模导航系统的伪距单点定位精度问题,研究了GPS/BDS双模导航系统定位的解算方法,并对组合系统构建数学模型,引入扩展卡尔曼滤波(EKF)器进行定位解算,初始化权矩阵时通过牛顿迭代法改进矩阵求逆运算,并通过使用分段函数改进EKF中的权矩阵P,提出一种基于EKF的GPS/BDS导航定位解算方法。理论分析和实验结果表明,通过对比单GPS系统和最小二乘解算方法,利用双模系统并通过EKF能将定位精度在水平方向提高10%,高程方向提高43%,并极大地减小了运算量,提高系统的可靠性和完好性。

交叉极化干扰对消的研究及仿真

针对航天遥感高速数据接收信道利用极化复用模式时出现的交叉极化干扰,提出了采用粗均衡的最小均方根算法与细均衡的横模算法相结合的方法,构建了交叉极化干扰对消模型。并通过仿真试验,验证了组合对消方法的可行性,能改善极化复用系统的信噪比,较好地抵消了交叉极化干扰信号影响,减小了交叉极化干扰带来的遥感信道误码率的恶化。

沥青路面惰性弯沉点的选取及土基模量的反演

水泥混凝土路面存在弯沉几乎不随模量变化而变化的惰性弯沉点,并可用于反算水泥混凝土路面结构模量.为了使理论弯沉盆与实测弯沉盆相匹配,将刚性下卧层引入到理论弯沉盆的计算当中,经过大量的弯沉盆计算发现,沥青路面惰性弯沉点的选取较为困难,为此提出了一种基于均方根误差最小准则的惰性弯沉点选取方法,并将其应用于土基模量的反演中.在基于惰性弯沉点的土基模量反算中发现基层模量的大小对土基模量反演的精度有比较大的影响,并分别回归出针对柔性基层和半刚性基层的路面结构信息与惰性点参数的关系.选取不同的路面结构进行土基模量反演,理论上论证回归公式的精度,用实测弯沉盆进行模量反算,并与国内外其他反算程序比较,验证了基于惰性弯沉点的土基模量反演方法的精度和可靠性.