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LMS算法收敛性能研究及应用

论文以稳定的最大步长为切入点对加快LMS收敛速度的方法进行了全面地研究。说明增大步长取值范围是加速LMS收敛的根本途径,提出研究的三个步骤顺序是:输入信号功率谱平坦化,滤波器长度控制和叠代步长控制;并具体地研究了每个步骤,包括:(1)基于理想分析滤波器组和输入信号功率谱分段平坦的假设,分析子带加权自适应滤波器(WSAF)的工作性能:从均值意义上证明WSAF和LMS的收敛过程存在等价关系,同时解释前者稳态误差大的原因;从均方意义上分析该算法的收敛性能,得到时间常数,稳态误差,最大步长等描述自适应算法的一系列重要指标;(2)在最小均方误差准则下研究自适应滤波器长度对LMS收敛速度的影响,针对具有指数衰减包络的未知系统推导出保证LMS收敛速度最快的最优滤波器长度序列;证明当待辨识未知系统的冲激响应严格单调减时,滤波器长度的代价函数具有”简单的形状”,并通过引入对代价函数抽取的概念,将满足在抽取点上具有“简单的形状”的未知系统冲激响应的  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用

自适应滤波器理论是自适应信号处理领域的一个分支,它能够自动地迭代调节自身的滤波器参数,以满足某种准则的要求,从而实现最优滤波。自适应滤波算法是自适应滤波器设计过程中的重要组成部分,自适应算法的优劣决定着自适应滤波器设计的优劣。最小均方算法(Least mean square, LMS算法)是自适应滤波中的一种典型算法,由于其结构简单,性能稳定,计算复杂度低,易于硬件实现等优点,被广泛应用于系统辨识、回波消除、语音线性预测、自适应信道均衡、自适应天线阵等等诸多领域中。然而LMS算法主要缺点是收敛速度慢,这严重地影响了它在某些对收敛速度要求较高的系统中的应用。本论文在深入研究现有改进LMS算法性能的基础上,分析了算法中各参数对算法收敛性能的影响,从而获得参数选取准则,进而提出了若干新的LMS改进算法,并给出这些算法的稳态分析。与现有的改进算法相比,本文提出的算法在某些应用中具备更好的性能。论文首先总结目前LMS算法的主要发展方向,然...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

自适应滤波算法及其FPGA仿真

自适应滤波技术作为现代数字滤波技术中的重要组成部分,它能够在滤波过程中自动调节滤波参数,达到最优滤波的效果。自适应滤波算法是自适应滤波技术中的重要算法,其算法设计的好坏直接影响着滤波器的滤波效果。然而,最小均方算法(LMS)以其高稳定性、简单易计算,而且实现容易等优点,并在系统工程、导弹技术、航空航天技术、数字通信技术及遥测技术等高端领域得到了广泛应用。本论文主要在讨论了影响最小均方LMS算法性能的因素的基础上,并结合现有文献提出的变步长LMS算法,详细分析了算法中各参数对其各项性能指标的影响。提出了三种改进型的变步长LMS算法,并采用遗传算法对其算法进行参数优化,同时采用DSPBuilder开发工具对其所提出的算法进行仿真。其主要包括以下几个方面的内容:1、本文在详细分析LMS自适应滤波器原理的基础上,主要讨论了影响LMS算法性能指标的四大因素,其算法主要存在收敛速度和稳态失调之间的矛盾。为了改善LMS算法的矛盾,许多文献提出...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于LMS算法的自适应波束形成的性能研究

自适应波束形成是智能天线的核心技术,其主要思想是利用自适应算法调整阵列权向量使天线主瓣指向有用信号,干扰方向对准零陷,尽可能地提高阵列输出所需信号的强度,同时减小干扰信号的强度,从而提高阵列输出的信噪比。自适应波束形成中用以调整权值的算法就是自适应波束形成算法。自适应波束形成算法是自适应天线阵列系统的核心,是决定系统性能的最重要因素,也是自适应天线阵列研究的重点和关键。针对不断变化的复杂移动通信环境,收敛速度较快、计算复杂度低和有稳定鲁棒性的自适应算法一直都是研究人员追求的目标。围绕这一问题,本文主要研究了自适应波束形成系统中的自适应算法,论文的研究工作有以下四个方面:首先,总结了智能天线的发展过程和应用现状,以及智能天线中涉及到的关键技术,分析了智能天线和自适应波束形成的基本原理,并建立了智能天线中传输信号的基本模型。同时综合了现有的自适应波束形成算法的种类及发展现状,讨论了三类基本的自适应波束形成准则,并对每一类准则进行了详...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国民航大学
中国民航大学

基于LMS滤波器的传感器信号处理系统

自适应滤波技术是一种重要的蓬勃发展的当代数字滤波技术,使用自适应滤波技术在滤波过程中能够自主调节滤波参数,自动实现最优滤波。自适应滤波技术中,发展最快,应用最广的是最小均方算法(LMS),凭借其高稳定性、低运算量,和容易实现的优点,目前已成为数字电子技术的研究热点并在各种系统工程、导弹技术、航空航天技术、数字通信技术及遥测技术等高端领域中获得了广泛应用。本文在讨论了影响最小均方(LMS)算法性能的主要因素的基础上,结合其他新提出的变步长LMS算法,细致地分析了各种不同参数对各项性能指标的影响,通过引入遗忘因子和改进余弦函数LMS算法,提出三种改进LMS算法。将余弦函数改进算法通过遗传算法进行参数优化后,与近似最优步长Shin算法进行实验对比。综合运用Altera公司FPGA的DSP Builder开发工具和MATLAB中的Simulink仿真工具,对所提出的改进算法进行仿真,验证算法收敛性能的改进。  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

基于自适应滤波算法的时变系统逆控制方法研究

实际工程应用中,被控系统的时变现象普遍存在,而针对这些时变系统控制方法的研究也越来越引起控制界的关注,成为被广泛讨论的热点问题之一。现代控制理论方法以及一些先进的智能控制方法往往是针对一类确定性系统而进行设计或改进的,对于时变环节的考虑相对不充分,相关理论也有待进一步完善。本文采用自适应逆控制方法来解决时变系统的控制问题。该方法利用自适应数字信号处理领域中的相关理论来解决动态系统的控制问题,同时将对象模型的逆作为系统的开环动态控制器,避免了系统闭环所引起的不稳定现象。对于时变系统来说,这种优势显得非常可贵。与自适应控制方法相比,自适应逆控制可以自动跟踪对象的动态变化并减少系统的动态噪声,而不需要对控制器和被控对象做过多的要求与限制。目前,离散系统的自适应逆控制多是基于自适应滤波器进行设计的,本文也将在此基础上,通过对自适应逆控制方法的深入分析,提出几种不同类型的自适应滤波算法,并分别将它们用于时变系统的自适应逆控制。论文主要内容...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>