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谈算法脉冲噪声自适应有源制约算法

收藏本文 2024-02-07 点赞:33790 浏览:156604 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:为了应对日益严重的噪声污染,有源噪声制约已被公认为与传统无源噪声制约策略相并列的一项技术。然而,随着探讨的深入和工程运用范围的扩大,有源噪声制约出现了许多亟待探讨和解决的不足。脉冲噪声的有源制约就是其中之一,已有探讨表明,炮弹的爆炸声,鞭炮声,射击声和婴儿恒温箱的噪声等都属于脉冲噪声的范畴,而将常用的基于二阶矩的自适应算法用于脉冲噪声制约,系统就会出现易发散、降噪性能不显著等现象。本论文主要针对脉冲噪声有源制约中的自适应算法进行探讨,目标是寻敛速度快,计算复杂度低,稳态性能好,鲁棒的自适应算法。主要内容及革新点阐述如下:(1)针对α稳定分布的脉冲噪声的前馈有源制约,定义了一种新的代价函数,即最小化误差绝对值对数变换的平方。在此基础上,提出了滤波对数变换最小均方算法。现有其他算法需要根据实际噪声信号的统计特性预先选择和设定某些参数才能保证算法的收敛和稳定,本论文所提出的算法克服了已有算法这方面的局限性。并通过论述和仿真浅析比较了所提算法与已有算法的性能。(2)脉冲声是指含有非期望的、瞬时发生的尖锐声的一类噪声,其时域采样通常体现为尖刺样本或者非常大的离群样本值。为改善脉冲噪声有源制约的稳定性,借鉴鲁棒性统计论述中的M估计器概念,提出了一类基于M估计器的自适应算法,并将现有多种算法归入基于M估计器算法族中。通过论述和仿真浅析比较了所提算法与已有算法的性能。(3)提出了一种后滤波结构的自适应算法。该算法的代价函数是一个约束优化不足:在满足后验误差为零的约束条件下,使得当前待更新的滤波器系数矢量与过去所有滤波器系数矢量之间差的欧几里得范数加权平方和最小。采取拉格朗日数乘法求解该约束优化不足,得到该算法是归一化滤波最小均方算法的泛化形式,即将归一化滤波最小均方算法得到的滤波器系数通过一个一阶的无限脉冲响应滤波器。通过调节无限脉冲响应滤波器的极点位置,可以制约自适应算法的收敛速度,稳态误差及稳定性。论述浅析和仿真验证了该算法的有效性。另一方面,后滤波规整最小均方算法的优化准则是直接对滤波器系数的范数加以制约,即保证每次迭代中,滤波器系数矢量的变化都尽可能的小,由此将该算法用于脉冲噪声的有源制约。此外,以实际的打桩机噪声有源制约为例,比较了已有的脉冲噪声制约算法的性能,给出了选择合适的自适应算法的历程。(4)内模型制约是自适应反馈有源噪声制约中常用的系统结构,该结构通过合成参考信号的方式将反馈系统转换成前馈系统,以而可以方便地将前馈自适应算法运用到反馈系统中。该策略中的参考信号是由误差信号与次级信号经过估计的次级路径滤波后的信号合成得到的。理想情况下,当次级路径的估计无误差时,该系统具有较好的性能。但是其计算量较大,特别是次级信号与估计的次级路径的滤波操作。以反馈有源噪声制约系统的实际情况出发,提出了一种简化的自适应反馈有源噪声制约系统,该系统将误差信号直接用作参考信号,以而省去了次级信号与估计的次级路径的滤波操作。论述浅析和实验表明该简化系统的性能并没有显著的恶化,因而是可行的。关键词:有源噪声制约论文自适应算法论文滤波最小均方算法论文脉冲噪声论文系统辨识论文M估计器论文反馈制约论文内模型制约论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-21

    1.1 引言11-12

    1.2 有源噪声制约概述12-16

    1.3 目前有着的不足16-17

    1.4 本论文的主要工作17-18

    4 仿真验证46-53

    3.4.1 阈值参数46-48

    3.4.2 降噪性能48-53

    3.5 本章小结53

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