梯度自适应格型滤波联合算法的性能分析

针对在非平稳环境下,以最小均方(LMS)为代表的自适应梯度算法跟踪输入信号的能力不强和稳定性不够的问题,设计了一种以梯度自适应格型算法与线性组合器组成的联合处理器,并在白噪声、车载噪声、粉红噪声三种环境下的性能进行了仿真实验。结果显示该处理器在平稳和非平稳两种干扰环境下都只需要约20次迭代运算达到稳定,相对于横向自适应最小均方算法不仅减少了算法总的复杂度,而且对微弱信号的信噪比改善能力更强。研究表明该算法既满足收敛速度快、精度高、稳定性好等要求,又可以节省硬件资源。

梯度自适应格型联合处理器的FPGA设计

梯度自适应格型联合处理(GALJP)器的现场可编程门阵列(FPGA)设计是实现自适应滤波器处理非平稳信号的关键技术。利用多种电子设计自动化(EDA)工具并通过行为级、寄存器传输级和门级等3级仿真设计流程,在EP2C5T144C6芯片上设计了一个用于自适应去噪的GALJP电路模型。结果表明,在相同条件下,GALJP滤波器的时钟频率约为横向最小均方误差(LMS)滤波器的1/4。但因达到收敛的迭代次数仅为横向LMS滤波器的1/50,收敛速度反而提高了10倍以上,滤波器阶数的降低也极大减小了硬件资源。

基于FPGA的梯度自适应格型滤波器设计

对于高灵敏度的数字信号的处理需要使用数值特性优良的格型滤波器。利用EDA技术设计了梯度自适应格型滤波器。实验表明更新反射系数的步长应随着模块数的增加逐步减小。对梯度自适应格型滤波器的单独模块采用驰豫超前技术设计,显著提高了FPGA的运行时钟速率。

流水线自适应格型联合处理器的FPGA设计

针对用FPGA设计梯度自适应格型联合处理滤波器时,由于自身算法复杂度引起的时钟速度过低问题,提出了一种驰豫超前的流水线优化设计方案.该方案对组成联合处理器的格型节和横向组合器的级间环路中权值更新和误差更新值,分别采用延时技术进行近似处理,缩短了关键路径的计算量,并通过FPGA的仿真设计流程得到了流水线深度和时钟速度的关系.结果表明在不改变自适应参数的情况下,采用三级流水线仅增加逻辑宏单元60%消耗,可以使GALJP滤波器时钟速度提高近30%.

梯度自适应格型滤波算法的设计与应用

格型结构滤波器因其优良的数值特性,具有在现代数字处理器上实现的优势,但其传递函数的隐含性往往很难选择滤波器的参数。提出在每个格型节中采用梯度算法,通过观测每节反射系数的收敛性和稳定性,得到滤波器的最佳节数和步长的设计方法。并以设计的格型滤波器与LMS线性组合器构造一种联合处理滤波器,验证了算法的合理有效性。结果表明该方法在工程应用方面不仅可以方便快速地设计格型滤波器,而且可以节约大量硬件资源。

基于FPGA的高速自适应格型滤波器的实现

针对高速高灵敏度数字信号处理时对于自适应滤波器的数值特性和实时性的要求,在一种自适应格型联合滤波器的基础上提出算法改进,采用驰豫超前流水线技术和时序重构技术,在损失较小滤波性能的情况下,在FPGA中实现算法并可以达到较高的工作频率。

QR分解的最小二乘格型自适应滤波算法在噪声主动控制中的应用

在噪声主动控制系统中,滤波-x递归最小二乘(FxRLS)算法收敛速度快但计算量大。基于此,提出了格型联合估计滤波器结构与基于QR分解的最小二乘格型(QRD-LSL)自适应滤波算法相结合的噪声控制方法,该方法对联合估计过程进行了改进并得到了基于各阶估计误差的联合过程估计权系数更新关系,格型联合估计器结构简单,QRD-LSL自适应滤波算法数值稳定性好。仿真结果表明提出的噪声控制方法有良好的噪声控制效果,收敛速度快,计算量小,稳态误差小,跟踪性能好。

递归最小二乘格型滤波联合估计过程性能分析

联合估计过程有2种模式,分为总体误差更新及阶误差递归更新方式。经过格型结构滤波后,提取其中产生的后向预测误差序列作为联合估计的输入信号。通过对系统辨识问题的仿真分析,得出以下结论:如果不需要严格关注滤波模型本身噪声所带来的测量误差,从实用性的角度考虑,在总体误差更新模型中采用递归最小二乘格型联合估计处理方式(RLSLJE)性能较好,其收敛效果较为理想。

基于梯度格型联合处理滤波器的注射机注射速度控制方法

基于梯度格型联合处理滤波器(GALJP)对注射机的注射速度设计了自适应控制方法,GALJP滤波器采用正交算法,反射系数通过伯格公式推导,权值系数通过归一化LMS算法更新。通过Simulink平台进行仿真控制实验。仿真实验表明:基于GALJP滤波器的控制算法能够对注射速度实现高精度控制。

基于GALJP滤波器的迟滞特性建模与补偿控制

提出一种采用正交结构并基于Backlash算子的梯度自适应格型联合处理(GALJP)滤波器用于压电陶瓷致动器迟滞特性建模与逆补偿控制。该滤波器综合了梯度格型滤波器与自适应横向滤波器的优点,可以在阶数较低时达到良好的控制效果。首先在衰减正弦波信号下建立基于GALJP的迟滞正模型,研究表明在阶数为2时,模型的均方根误差最小,仅为0.0104μm。然后在半实物仿真实验平台上使用2阶的GALJP滤波器进行压电陶瓷致动器的迟滞补偿控制实验。实验结果表明,利用这种控制方法在随机三角波和随机正弦波信号激励下均有很好的跟踪效果,均方根误差为总行程的0.0238%和0.0262%。

基于空时自适应处理的多波束抗干扰改进算法

传统的多波束算法无法处理与导航信号来自同一方向的窄带干扰。针对该问题,提出了一种改进的多波束抗干扰算法,级联时频域结合的IIR格型陷波器于多波束抗干扰算法中,通过IIR格型陷波器预测并抑制窄带干扰,通过多波束形成抑制宽带干扰。这种新的算法能有效地抑制窄带和宽带干扰,提升GPS抗干扰接收机的性能。

自适应滤波算法在板结构振动控制中的应用

以简支板为模型,运用模态分析方法推导并分析讨论结构振动主动控制的基本原理和方法。在此基础上,以时域振速为控制目标,对板进行振动控制建模,分别采用滤波-X最小均方算法(FxLMS)和格型联合估计滤波器与基于QR分解的最小二乘格型(QRD-LSL)自适应滤波算法相结合的振动控制方法来进行实时的振动主动控制。研究算法中相关参数和控制力位置对控制效果的影响,对两种自适应滤波算法的控制效果进行对比。仿真结果表明,两种算法都能有效控制板结构的振动,QRD-LSL自适应滤波算法的控制效果更优,其相对于FxLMS算法虽计算量有所增加,但收敛速度快,稳态误差小,跟踪性能好。

基于希尔伯特变换的科氏质量流量计信号处理方法研究与实现

针对科氏质量流量传感器信号的特点,将格型自适应滤波与希尔伯特变换算法相结合,设计了一种科氏质量流量计信号处理方法。采用加窗函数的方法有效地抑制希尔伯特变换存在的端点效应,提高测量精度。在以TMS320F28335DSP为核心的科氏质量流量变送器系统上实时实现整套算法,并进行电信号测试与水流量标定实验,在量程比为10:1的范围内,测量准确度为0.1级,测试结果表明整套算法是可行有效的。

基于QR分解的最小二乘格型自适应滤波算法的噪声主动控制方法研究

本文提出了格型联合估计滤波器结构与基于QR分解的最小二乘格型(QRD-LSL)自适应滤波算法相结合的噪声控制方法,该方法对联合估计过程进行了改进并得到了基于各阶估计误差的联合过程估计权系数更新关系,格型联合估计器结构简单,QRD-LSL自适应滤波算法数值稳定性好.采用实测信号进行仿真,仿真结果表明本文提出的噪声控制方法有良好的噪声控制效果,收敛速度快,计算量小,稳态误差小,跟踪性能好.

一种快速自适应谱估计算法

通过对梯度格型快速自适应算法的研究，结合最大熵谱外推目前存在的缺点，将梯度格型算法应用于最大熵谱外推中，并将其与伯格算法进行了比较。