基于Harris Hawks优化算法的介质波导滤波器优化设计

Harris Hawks优化(Harris Hawks optimization, HHO)算法是一种模拟鸟群合作捕食行为的新型群智能算法.介质波导滤波器是当前5G移动通信设备急需的器件,因此如何利用新型优化算法高效且精确地对介质波导滤波器进行优化设计十分重要.文中首先描述了HHO算法流程,并结合滤波器优化问题提出了一种通用框架;然后基于稳态假设对HHO算法的更新方程进行了理论分析,依据所导出的方程分析了算法的动态特性及收敛行为;最后利用HHO算法实现了两款介质波导滤波器的优化设计.为验证算法性能,将本文算法与三个著名的群智能算法进行比较.实验结果表明,HHO算法的收敛速度、效率和精度都明显优于目前业内主流应用的自适应差分进化算法、花粉授粉优化算法和灰狼优化算法.

基于改进粒子群优化算法的IIR数字滤波器设计

针对粒子群优化(PSO)算法存在早熟收敛问题,提出了一种改进算法——带有柯西扰动的重分布粒子群优化(RPSO)算法,并应用于IIR数字滤波器的优化设计。RPSO在检测到粒子群早熟收敛时,自动触发粒子重分布机制,帮助粒子逃离局部收敛区域,同时在迭代过程中对种群的全局最优位置施加柯西扰动以保持种群的多样性。仿真实验结果表明,在对IIR数字滤波器设计时,RPSO算法的性能优于粒子群、量子粒子群以及基于混沌变异的粒子群优化等算法。

椭圆滤波器边带优化设计方法研究

给出了椭圆函数滤波器边带特性优化设计的一种新方法。该方法把椭圆函数滤波器的边带选择性作为一个设计参数进行优化处理,充分利用函数逼近阶数的计算余量,通过相应的算法调整归一化的阻带角频率使边带选择特性最大化,可以在不增加阶数的前提下获得更好的衰减特性,有效地减小过渡带宽。文中给出了计算方法和实例分析。

次声管道降噪滤波器优化设计

提出了基于声学响应模型与群差分进化算法的次声管道降噪滤波器优化设计方法,在理想条件和工程实践两种情景下设计了管道滤波器的结构参数并仿真分析了降噪性能表现。结果表明:(1)理想条件下的设计结果在约0.1~0.8 Hz的频带内取得了5 dB以上的降噪性能提升,最大提升达到12 dB。(2)工程实践情景的设计结果在各种环境风速中最大可以取得约3dB的性能提升。(3)大风速条件的优化设计可应用于环境风速未知或变化较大的场景。分析结果表明所提设计方法可以有效设计管道滤波器,优化设计的管道滤波器在降噪性能上优于传统管道滤波器。

FIR滤波器的等波纹最佳逼近法优化设计

本文针对窗函数设计法和频率采样法在FIR滤波器设计中存在较大的资源浪费的问题提出采用等波纹最佳逼近法进行优化,并且采用MATLAB编程对窗函数设计法和该方法进行比较以求能直观地验证其优越性。

基于粒子群算法的自适应LMS滤波器设计及可重构硬件实现

自适应滤波器设计是典型的多参数组合优化问题,利用一种改进的粒子群优化算法(MPSO)来优化设计自适应LMS滤波器.将滤波器设计问题转化为滤波器参数优化的问题,利用改进的粒子群算法MPSO搜索整个参数空间,从而获得全局优化的系数.设计的滤波器应用于系统的跟踪响应中,并在基于可重构硬件的平台上实现自适应滤波器.从收敛和失调性能指标评价所设计的LMS滤波器,实验结果表明设计的LMS滤波器具有较好的性能,证明了这种方法的有效性和优越性.

椭圆函数滤波器边带特性优化方法

本文对椭圆函数滤波器边带特性优化方法进行了研究,给出了一种新方法的详细分析、算法和设计实例。该方法充分利用滤波器阶数余量,通过相应的计算方法在不增加阶数的前提下使滤波器边带选择特性最大化,有效地减小了过渡带宽。

基于人工蜂群算法的FIR滤波器设计

FIR滤波器设计是数字信号处理领域中的重要课题之一。最优化FIR滤波器设计可以抽象为一个最优化问题,采用启发式算法来求解。作为一种新型启发式算法,人工蜂群算法由于其原理简单、控制参数少、鲁棒性强等优点,已被越来越多的学者所关注。本文采用人工蜂群算法优化FIR滤波器设计,研究了两者的结合机理,讨论了具体实现步骤,并通过仿真验证了该方法的有效性。

无限长单位抽样响应滤波器的水循环算法设计

无限长单位抽样响应(Infinite Impulse Response,IIR)滤波器具有尺寸小、计算精度高、稳定等优势,且能以较低的阶数获得良好的频率选择特性。IIR滤波器的设计可归结为最优化问题,可采用智能优化算法进行求解。本文利用最小均方误差为适应度函数,采用水循环算法(Water Cycle Algorithm,WCA)寻找适应度函数的最优解,提升IIR滤波器性能。仿真结果表明,设计滤波器的幅频响应曲线具有比较理想的通带和阻带性能,因此该方案是可行、有效的。

谐波分析与治理软件的开发与应用

根据无源滤波器投资费用最小的原则,结合改进的网络固有结构法和谐波潮流解耦算法,基于Matlab和Delphi语言开发出一套谐波分析与治理软件。除一般的谐波分析功能外,软件还具有2个特色功能:运用改进的网络固有结构法来分析并联谐振和串联谐振,从而使系统谐振次数远离谐波源次数,避免谐波谐振以及由此引起的谐波放大问题;基于网络固有结构法确定电网中各次谐波滤波器的最佳配置位置,并运用自适应差异进化算法对滤波器参数优化设计,使电网各节点的谐波指标能最大限度地满足国标要求,以达到抑制网络中各节点谐波畸变的目的。此外,还开发出界面友好、功能强大的图形编辑器,研制出电力系统谐波潮流分析及滤波器优化设计综合软件包。通过实际算例的计算和分析表明,所提出的方法正确有效,所研制的软件实用性强。