基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计

在数字信号处理领域中,无限脉冲响应数字滤波器（IIR）和有限脉冲响应数字滤波器（FIR）占有极其重要的地位。但是,IIR数字滤波器存在诸如稳定性难以保障以及相位的非线性等一些固有缺点,这使得具有线性相位等优点的FIR数字滤波器得到很好的发展。本文介绍基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计。包括约束最小二乘法基本原理和FIR数字滤波器设计思想以及相关MATLAB程序语言,并介绍MATLAB的SPTooL滤波器设计器及其应用。     

数字滤波器设计的文化量子算法

有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计实质可看作是多参数优化问题。为实现高效的数字滤波器,首先将滤波器的设计转化为滤波器参数的约束优化问题,然后提出文化量子(CQ)算法在参数空间进行并行搜索以获得滤波器设计的最优参数值。提出的文化量子算法结合文化原理,在量子种群空间更新中使用了量子旋转门的知识进化机制,是一种可用于实数解优化的快速多维搜索算法。计算机仿真实验表明在对FIR和IIR数字滤波器设计时,文化量子算法的收敛速度和性能都优于粒子群,量子粒子群以及自适应量子粒子群优化等算法,证明了该方法的有效性和优越性。     

基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

数字滤波是数字信号处理的重要环节.数字滤波器可分为FIR和IIR两大类.文章根据FIR滤波器的设计原理,详细介绍了MATLAB环境下FIR数字滤波器的设计方法和操作步骤,并列出了设计实例程序及运行结果.     

基于约束最小二乘数字图像恢复

介绍了图像退化模型和约束最小二乘滤波器以及平滑约束最小二乘滤波器,并用MATLAB7.0实现约束最小二乘滤波恢复图像和平滑约束最小二乘滤波恢复图像。     

离散时间系统Hankel最优模型降阶及其应用

针对离散时间系统Hankel最优模型降阶问题,对标量情况由最优Hankel范数近似给出了状态空间解。将这一理论应用于无限脉冲响应（IIR）滤波器的设计,进一步提出了一种基于最优Hankel范数近似的线性相位IIR滤波器设计方法。通过采用线性相位FIR滤波器和最优Hankel范数近似方法设计IIR滤波器,使其具有线性相位,减小了逆矩阵求解中的计算量。低通滤波器的仿真实例验证了该方法的有效性。     

运用MATLAB实现数字滤波器的设计

以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例,提出了一种利用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法.     

线性相位FIR数字滤波器设计的随机抽样递推最小二乘算法

本文考虑了基于加权平方误差准则线性相位FIR数字滤波器的设计问题，提出一种随机抽样递推最小二乘（RS－RLS）设计方法．将设计问题看成一个线性系统的辨识问题，辨识参数所需的数据由一随机抽样法产生，辨识算法采用递推最小二乘法上RS-RLS设计法简单易用，设计范例说明这一方法具有很高的设计精度．     

设计稳定约束最小二乘无限冲击响应滤波器的序列最小化方法

无限冲击响应(infinite impulse response, IIR)数字滤波器不具有内禀稳定性, 因此在其实际设计中要施加稳定性约束. 稳定三角形条件是一种充分必要且线性的稳定性约束条件, 为了充分利用该条件, 本文使用基于二阶因子迭代更新的序列最小化技术将IIR滤波器的约束最小二乘设计问题转化为一系列的约束最小二乘子问题, 在每一个子问题中, 有且只有一个二阶分母因子连同整个分子被优化, 其他的二阶分母因子保持不变. 设计实例表明此方法能比现有方法得到性能更好的滤波器.     

基于共轭梯度法的FIR数字滤波器优化设计

针对高阶FIR数字滤波器要中高阶矩阵逆计算困难,提出了一种共轭梯度法的FIR线性相位数字滤波器的优化设计方法.方法的主要思想是采用共轭梯度法计算余弦基函数的加权系数,从而获得FIR滤波器的单位脉冲响应,使得设计出的FIR滤波器的频率响应与理想滤波器的频率响应的全局误差在整个通带和阻带的范围内最小.仿真结果表明,与其它优化设计方法相比,提出的优化设计方法不仅具有更小的逼近误差,而且过渡带窄,阻带衰耗更大.上述方法不涉及逆矩阵计算,因而计算量小,在FIR数字滤波器优化设计中具有重要的应用价值.     

IIR滤波器的振幅平方响应逼近设计

<正> 无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计方法,人们已提出了好几种,其中以双线性变换用得较多。但双线性变换却存在一些固有的缺点。首先,用它不能获得最小相位数字滤波器;其次,在控制数字滤波器与参考模拟滤波器振幅响应拟合优度上,它不够灵活;最后,用双线性变换设计时必须求出原参考     

FIR和IIR数字滤波器的探讨与实现

讨论如何用窗函数法实现FIR DF和用频率抽样法实现IIR DF,从而导出实现各类滤波器的两类思想。     

An Orthogonal Least Squares based approach to FIR designs

This paper is concerned with the application of forward Orthogonal Least Squares (OLS) algorithm to the design of Finite Impulse Response (FIR) filters. The focus of this study is a new FIR filter design procedure and to compare this with traditional methods known as the fir2() routine provided by MATLAB.     

基于递推最小二乘的自适应滤波振动主动控制算法分析

针对自适应滤波X最小均方差(FXLMS)和滤波U最小均方差(FULMS)振动主动控制算法收敛性较为缓慢的问题,给出一种基于递归最小二乘(RLS)方法的自适应滤波控制算法。该算法大致有无限长脉冲响应(IIR)滤波器结构和RLS算法两部分组成,IIR滤波器作为整个算法的主体框架,采用RLS算法针对滤波器的权值进行实时调整,实现了自适应滤波控制算法的功能。仿真对比分析表明,所提算法收敛速度较快。经过实验平台验证,被控对象的整体振动响应下降了65%左右,证明了算法的有效性和可行性。     

数字低频滤波器的设计与仿真

本文介绍了数字滤波器的设计方法,深入探讨了数字滤波器系统结构和特点,并运用相关理论与方法提出了有限冲激响应（FIR）滤波器的设计及仿真。     

正则有符号系数FIR滤波器优化算法

为了节约有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的资源,提高运行速度,提出了用最小均方根法将浮点系数量化为正则有符号数(CSD)定点系数的方法。这种方法是先求出FIR滤波器的零点,将共轭成对零点组成两个基本节,采用级联型FIR结构,然后逐步对两个节进行定点数量化,最后量化为CSD定点数。为了验证这种方法的有效性,将它与简单量化进行了对比,结果表明最小均方根法更逼近原浮点系数滤波器,即该量化方式比简单量化更加有效。     

基于MATLAB下的数字信号处理与仿真

对IIR滤波器模型进行了详细的理论分析,利用MATLAB工具箱重要函数及图形用户界面工具SPTool设计IIR数字滤波器,并以此为基础,在Simulink下实现对IIR数字滤波器可视化建模与动态仿真。     

基于Nios的聚类向量ARMA轴温探测器——列车轴温探测系统的信号处理

阐述了在向量ARMA(AutoRegressive Moving Average,自回归滑动平均)模型中的聚类算法,介绍了使用Altera DSP Builder和SOPC Builder实现聚类向量自回归滑动平均的卡尔曼最优平滑滤波器的设计方法,给出了聚类向量ARMA卡尔曼最优平滑滤波器的设计框图,比较了32阶FIR（Finite Impulse Response ,有限冲击响应）滤波器与聚类向量ARMA卡尔曼最优平滑滤波器的滤波效果,同时还利用16阶DITFFT（时间抽取快速Fourier变换）展     

基于结构进化的无限冲激响应数字滤波器设计方法

针对传统无限脉冲响应(IIR)数字滤波器设计方法存在传输函数在整个设计阶段可能不是最优的问题,提出一种基于遗传算法结构进化的IIR数字滤波器生成方法.该方法直接设计滤波器结构,无需设计传输函数.首先,随机建立一组滤波器结构生成指令序列(SGIS).这些指令序列不仅能控制滤波器结构,也能表示滤波器结构.然后,对这些指令序列进行编码,将它们看作染色体; 最后用遗传算法优化这些染色体,得到最优滤波器.理论分析和实验仿真表明,与传统基于遗传算法系数进化的IIR滤波器方法相比,基于遗传算法结构进化的IIR滤波器通带波纹缩小40.58%,过渡带宽度缩小87.62%,阻带最小衰减减少9.22%.     

改进的结构进化无限冲激响应数字滤波器设计方法

为了进一步提高无限冲激击响应（IIR）数字滤波器的性能,提出了一种基于结构和参数同时进化的IIR数字滤波器设计方法。首先,通过遗传算法（GA）得到初始滤波器结构;然后,利用差分进化（DE）算法优化滤波器参数;最后,通过动态调整个体搜索步长和双向试探搜索的改进寻优算法对滤波器参数进一步优化,并将该算法用于低通、高通数字滤波器的设计。同基于遗传算法结构进化的IIR滤波器方法相比,继续利用差分进化算法和改进的寻优算法优化乘法器参数得到的低通数字滤波器的通带性能相差不大,但是过渡带宽度减小了65%,阻带最小衰减下降了36.48 dB;得到的高通数字滤波器通带波纹减少了75%,过渡带宽度减小了44%,阻带最小衰减下降了12.13 dB。实验仿真结果表明,所提方法可以获得性能更佳的滤波器,是一种有效可行的IIR数字滤波器的设计方法。