结构滤波器在望远镜主轴控制系统中的应用

为了提高望远镜控制系统的闭环带宽和动态性能,研究了结构滤波器对控制系统闭环性能的影响。根据望远镜机械跟踪架的弹簧质量模型推导了系统的传递函数,分析了电机和负载转动惯量与谐振频率的关系,设计了基于系统开环频率特性的结构滤波器。将设计的结构滤波器串联入控制回路,用于减小机械谐振的幅值。介绍了结构滤波器的设计方法,以及加入结构滤波器后对控制系统闭环性能的影响。最后,在2m望远镜跟踪架转台上进行了验证实验。结果表明,加入结构滤波器后系统的闭环带宽由10Hz提高到了13 Hz,有效地抑制了速度的稳态谐振,提高了望远镜控制系统的速度跟踪性能。得到的实验结果验证了结构滤波器能够有效地提高系统的动态性能。

基于结构滤波器的伺服系统谐振抑制

针对航空光电稳定平台控制系统面临的机械谐振的问题,在双T型陷波器的基础之上提出了一种新型的结构滤波器。这种新型结构滤波器由两个双T型陷波器和一个低通滤波器构成,能够将谐振峰和反谐振峰同时抑制,克服了单一陷波器不能处理反谐振峰值的缺陷。同时相比于双二次型滤波器,结构滤波器的参数调节更加灵活,既可以调节峰值大小又可以调节峰值宽度。实验结果显示:相比于双二次型滤波器,结构滤波器拟合的谐振曲线与实际的扫频曲线匹配度更好。加入结构滤波器对模型进行补偿以后,控制系统的稳定精度提高了5.74倍,闭环带宽提升了4.54倍。新型结构滤波器对于机械谐振的抑制和控制系统的性能提升有明显作用。

基于多输出端差动差分电流传送器跳耦结构滤波器

提出了一种新颖的多输出端差动差分电流传送器 (MDDCC)及其CMOS实现电路 ,用计算机模拟比较了MDDCC和第二代电流传送器 (CCⅡ )的特性 ;以MDDCC构成了全差分式连续时间电流模式跳耦结构低通滤波器 ,分析并模拟了所提出的滤波器的特性 ,仿真结果表明所提出的电路方案正确有效 ;MDDCC电路兼有差动差分放大器 (DDA)和CCⅡ两者的优点 ,适于实现全集成连续时间滤波器。

用离散到达条件提升变结构滤波器性能

基于传统到达条件的变结构滤波器稳定性已经得到证明,但是已有的研究还没有推导出能保证一定收敛速度的矫正增益。通过引入离散线性到达条件和离散积分到达条件来保证滤波器的收敛速度。由于变结构滤波器是基于模型的,系统噪声会引入状态估计的稳态误差,离散积分到达条件可以消除稳态误差。测量噪声会对状态估计性能带来较大影响。将均值滤波和离散线性到达条件相结合,推导出可以抑制测量噪声影响的矫正增益。应用一种带系统噪声和测量噪声的线性系统来对经过改进的滤波器进行仿真。仿真结果验证了所提方法的有效性。

导弹自适应结构滤波器的设计与仿真

由于飞行过程中飞行环境与自身特性的大幅度变化,导弹的飞行动力学特性和结构模态参数变化范围很大,难以精确建模,对导弹的气动伺服弹性稳定性带来潜在危险,传统结构滤波器的适用性也难以保证。提出一种自适应结构滤波器的设计方法,利用导弹输入指令和传感器输出的采样信号,建立导弹的自回归滑动平均(ARMA)模型;采用递归最小二乘算法,在线辨识飞行器的结构模态参数并用于实时更新滤波器的中心频率。仿真结果表明:相对于传统设计方法,自适应结构滤波器在较大参数摄动范围内都可明显提高导弹的气动伺服弹性稳定裕度,对于导弹飞行环境和结构特性的变化都有较强的鲁棒性。

基于表面等离子激元的凸环结构金属-介质-金属滤波器设计

利用边界耦合的方法构造了金属-介质-金属结构滤波器,该结构由一个凸环谐振腔与一个波导管耦合而成.通过有限元法数值仿真得到了该凸环腔体波导结构的磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布,分析了各结构参量对滤波器传输特性的影响.结果表明,所提出的凸环滤波器具有透射峰窄,谱线平滑等特点,且阻带透射率最低可达0.001,通带透射率最高可达0.977.增大结构参量h2和neff时,相应的透射谱会发生明显的红移,增大结构参量L1时,透射谱几乎无变化.对结构参量进行调整和优化,相应的谐振波长可分布在第一通信窗口(850nm)和第三通信窗口(1 550nm)附近,能够很好地运用于光通信中.

基于双滤波器结构的基带信号预处理滤波模型

对于级联式INS/GPS深组合导航系统,用修正后的惯导解算信息和星历信息计算的载波NCO控制量精度无法满足载波跟踪的要求,通常利用基带信号预处理滤波器的估计结果直接闭合载波环。传统的基带信号预处理滤波模型采用的是单一滤波器,因滤波器状态的相互耦合和滤波算法本身的限制,滤波估计的精度很难实现载波跟踪。基于双滤波器结构的基带信号预处理滤波模型,在传统单一滤波器基础上,新增一个3维滤波器用于闭合载波环,仿真结果表明了该方法的有效性。

格结构在晶体梳状滤波器设计中的应用

利用数字信号处理中的格滤波器理论,研究了晶体梳状滤波器的设计方法.当传输函数满足对称和功率互补时,分析指出滤波器的阶数是奇数,N阶滤波器只需要( N+1)/2个波片,且所用波片的厚度比为1∶2∶2…2或2∶2…2∶1;提出了对半带滤波器传输函数作谱分解得到光梳状滤波器传输函数的方法.在此基础上总结出根据应用要求设计晶体梳状滤波器传输函数和结构参量的方法,通过设计一个7阶滤波器,表明提出的方法设计过程简单,且设计结果符合梳状滤波特征.

并行计算的全通数字滤波器结构

本文提出了两类并行计算的全通数字滤波器结构,并通过状态空间分析方法论述了并行处理的原理.通过舍入噪声分析,给出了噪声增益的表达式,对于一个N阶全通滤波器,其舍入噪声增益为4N.数值算例验证了所提结构的性能,同时,由于其具备并行处理的能力,更加适合高吞吐量的系统实现.

应用于双滤波器结构的活跃系数定位算法

为提高定位精度,提出用移动窗积分进行活跃系数定位的算法。结合双滤波器结构,利用一级滤波器W1(k)辨识目标系统,对W1(k)进行平方与移动窗积分运算,以最大积分值区间作为活跃系数位置。二级滤波器W2(k)在时域对应活跃系数位置,以精确辨识活跃系数。仿真实验结果表明,与传统定位算法相比,该算法充分利用回声路径的稀疏性,可提高定位精度,使W2(k)有效覆盖所有活跃系数,达到提高收敛速度、降低稳态失调现象的目的。

全加结构抽取和补偿滤波器的高效实现

针对接收机设计中使用有限冲击响应(FIR)滤波器对级联积分梳状(CIC)抽取滤波器进行补偿滤波的问题,提出了一种全加结构无乘法运算的FIR补偿滤波器实现方式.通过对FIR补偿滤波器系数的近似,将滤波器系数用与它最接近的{2n}集合中的一个数表示,将滤波器乘法运算转换为移位运算,整个补偿滤波运算仅由滤波器阶数个加法单元构成.仿真结果表明,这种采用系数近似的算法在实现高速运算的同时,可以满足对CIC抽取滤波器进行补偿滤波的要求.

边界耦合斜对称双矩形环金属-绝缘体-金属结构滤波器与电光开关的设计

基于表面等离子激元构造了一种边界耦合模式的金属绝缘体金属结构滤波器,该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成,采用有限元法对该滤波器进行仿真计算和分析,得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明,该滤波器在通带部分的透射率最高可达0.969,阻带部分的透射率最低接近为0,同时还具有通带与阻带较宽、透射谱线平滑的特点。调节结构参数可使得透射谱线图发生红移或蓝移的现象,设置特定的结构参数可以实现在保持第一通信窗口通过的状态下,对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能,因此,该滤波器可作为一种带通/带阻滤波器,在高密度集成电路和光纤通信中有着非常重要的应用。另外通过结构的改进并加入电光材料DAST实现了一种电光开关的功能。

一种高效数字滤波器结构及其灵敏度分析

本文基于矩阵分解,提出了一种新的数字滤波器结构,并导出了其传递函数的灵敏度表达式。该结构实际上是文献[10]中提出结构的改进型,比后者更加简单,易于实现。同时,本文对此结构同传统的几个主要结构进行了性能上的比较。仿真结果表明,同经典最佳结构相比,新结构抵抗有限字长误差的能力与其非常接近,但由于结构的简洁性,新结构在实时信号处理中具有更大的实用价值。

基于星座符号序列局部相位旋转的低峰均功率比滤波器组多载波结构优化

针对基于离散傅里叶变换(DFT)扩频的低峰均功率比滤波器组多载波(LP-FBMC)结构需要额外传输边带信息(SI)等问题,该文提出一种基于星座符号序列局部相位旋转的无SI优化结构。考虑到SI是由LP-FBMC在发送端对4种信号传输形式进行选择而产生,结合这4种形式解调后的星座符号序列与原符号序列的关系,采用对星座符号序列进行局部相位旋转的方式避免边带信息的传输。局部旋转的方式减少了相位旋转角度的个数,降低了计算复杂度,并在接收端通过扩大相位判定范围的方式提升了相位估计的正确率。仿真结果表明,所提结构不但能保持与LP-FBMC结构相同的峰均功率比抑制性能和相近的误码率性能,而且计算复杂度相较于嵌入式SI结构降低了约20%。

基于表面等离子激元的口径耦合多功能非对称半圆腔滤波器设计

采用口径耦合的方法构造了一种金属-介质-金属非对称结构滤波器,由两个半圆腔通过两个矩形口径与波导管相连形成.运用有限元法仿真计算获得了该结构的磁场、透射谱、带宽及边沿陡峭度分布曲线.研究结果表明,通过调节结构参数,滤波器的透射曲线出现明显的红移或蓝移现象,且曲线分布平滑,其通带透射比高达0.95,阻带则具有平坦特性且透射比低至0.001,通带、阻带均具有较宽的带宽.对滤波器进行结构参数优化,可以实现类似矩形滤波器的特性,在光通信波段的三个通信窗口能够实现通道选择的滤波功能.该滤波器在微纳光学器件集成尤其是光通信系统中有良好的应用前景.

薄膜体声波谐振器FBAR技术在滤波器的应用研究及其专利数据分析

本文简单介绍了薄膜体声波谐振器FBAR的具体结构、工作原理以及FBAR技术的应用,重点介绍了FBAR技术在滤波器的应用及其工作原理,梳理了常见的几种FBAR滤波器结构,最后通过检索分析,从多个角度对FBAR技术在滤波器应用领域的专利申请进行专利分析,为后续企业在该应用领域进行专利布局提供一定的参考价值。

LMS自适应滤波器的设计理论研究

主要介绍了自适应滤波器的基本理论思想,具体阐述了自适应滤波器的基本原理、算法及设计方法。首先介绍自适应滤波器的原理,然后对FIR结构滤波器做了详细的阐述,自适应算法是整个系统的核心,重点对LMS算法的设计方法,设计步骤做了分析,最后对LMS算法进行MATLAB仿真,根据性能评价标准和实验结果表明,该自适应滤波器滤波效果优越。

滤波器拓扑结构对洗衣机系统传导干扰的影响

本文基于传导干扰的抑制原理,分析了不同的滤波器拓扑结构的特性,及滤波器拓扑结构对传导干扰的抑制效果。以一款家用洗衣机系统为例,研究滤波器拓扑结构变化对该洗衣机系统传导干扰的影响,确定了不同的滤波器拓扑结构所形成的二端口网络模型,比较了不同滤波器拓扑结构的反射损耗。最后通过实验,对比分析了不同滤波器拓扑结构对传导干扰的抑制效果。

平滑变结构滤波在航天器组合导航中的应用

针对系统模型不准确或噪声无法建模等导致的组合导航精度下降问题,在闭环间接滤波方案中引入一种基于变结构和滑模控制概念的平滑变结构滤波器(SVSF),该滤波器对于建模的不确定性和给定上限但无法建模的扰动噪声具有较好的稳定性和鲁棒性。将提出的方案应用于航天器SINS/GNSS组合导航系统中,进行仿真验证,并与EKF滤波器进行比较。仿真结果表明:SVSF尽管不是"最优"滤波器,但其精度与EKF相当,可实现位置精度优于10 m,速度精度优于0.01 m/s;在模型误差与测量误差增大和系统突变等情况下,其较EKF更加具有抗干扰能力,可提高导航系统的鲁棒性和稳定性。

改进的Haar子带变换双滤波器自适应算法

为提高双滤波器结构(Dual filter structure,DFS)一级滤波器W1(k)的收敛速度,本文提出一种改进的Haar子带变换(Partial Haar transform,PHT)算法。新算法先对W1(k)的输入信号进行PHT变换以压缩滤波器长度;然后通过优化收敛步长使后验误差最小化以提高收敛速度;最后通过分时保存、维护算法的归一化因子以降低算法计算复杂度。通过提高W1(k)的收敛速度,新算法可以更少的迭代次数获得稳定的延时估计,从而提高DFS的整体收敛速度。以回声消除为应用背景对新算法进行实验仿真,实验结果表明新算法性能显著优于其他传统的自适应算法。