基于支持向量机的滤波器设计与硬件实现

针对传统有限脉冲响应(FIR)滤波器设计方法和神经网络设计方法的不足,在改进使用支持向量机(SVM)设计FIR滤波器方法的基础上,提出了SVM设计FIR滤波器的硬件实现方法.使用理想滤波器的幅值响应训练SVM,得到训练参数,据此构建基于SVM的FIR滤波器的嵌入式系统.软件实现FIR滤波器的训练部分,硬件实现FIR滤波器的测试部分.单次判定测试向量的时间约为3500 ns,滤波准确率可达到98.41%.设计的滤波器具有良好的幅频特性,边界控制精确,逼近理想滤波器.     

强震观测系统中数字抽取滤波器的实现研究

为了提高六自由度强震观测系统的集成度以及可靠性,并降低它的系统成本,用现场可编程门阵列(FPGA)芯片取代六自由度强震观测系统内的∑-Δ型A/D转换器组件中的有限冲击响应(FIR)抽取滤波器芯片CS5322。根据FPGA芯片的特点,FIR数字抽取滤波器采用分布式算法来实现,这种方法实现的基础是查找表。同时,采用部分表结构实现的分布式算法大大降低了对FPGA芯片内部系统资源的占用。用这种方法,分别设计了芯片CS5322中三级FIR抽取滤波器,并且,在1片低成本EP1C12芯片中集成了8片CS5322的功能,完成了设计目标。     

基于SYSGEN的信号滤波系统的设计与实现

本文提出了一种基于FPGA的FIP滤波系统设计的新方法,介绍了一种采用Xilinx公司的FPGA芯片完成FIR滤波器的设计流程,利用System Generator建模,省去了繁重的VHDL代码编写与修改过程.该方法实现简单、可靠,只需修改相应参数就可实现不同功能仿真结果表明.选取合适的滤波参数,可以适应不同的滤波要求,提高滤波器设计和修改的速度.     

基于LabVIEW的远程虚拟消噪仪的设计

本文介绍了利用LabVIEW设计虚拟消噪仪并实现远程监控的详细过程.首先在PC机上设计一个带噪声的信号发生装置,用来模拟产生一个接近于实际的带噪声的信号,然后选择有限冲激响应滤波器(FIR Filter)进行滤波,并显示滤波前后的时域波形,最后将所设计的虚拟消噪仪配置成Web服务器,从而达到远程监控的目的.     

基于DA算法的FIR滤波器的FPGA实现

对于在数字信号处理,以专用DSP芯片设计有限长单位冲激响应(FIR)滤波器速度较慢的情况,提出一种基于分布式算法(DA)和现场可编程门阵列(FPGA)实现滤波器的优秀办法,并以一个16阶FIR滤波器在ACTEL公司的ProASIC3 A3P250芯片上实现为例说明了设计过程,实验结论表明:电路工作正常,数据实现满足设计要求.     

基于LabVIEW在虚拟数字滤波器设计中的应用

文章简要介绍了数字滤波器的原理,利用LabVIEW软件实现了低通滤波器的设计。首先,选用软件中的Butterworth滤波器设计了一个低通滤波器,通过对滤波后信号进行频谱分析发现,滤波效果比较理想。然后设计了一个可选择的IIR(无限冲激响应滤波器)和FIR(有限冲激响应滤波器)滤波器,可以根据实际情况进行选择,并通过设置滤波器参数,实现高通和低通的滤波功能。利用LabVIEW进行数字滤波器设计,不仅能够实现传统滤波器的功能,而且开发效率高。虚拟仪器的开发设计为未来仪器设计提供了一个可靠而有效的途径。     

基于FPGA实现变采样率FIR滤波器的研究

数字信号凭借其在传输、存储和计算上的便捷性,正在得到越来越广泛的应用.在现代数字系统中往往会存在多种采样频率,这就需要改变采样频率,进行频率转换.本文主要介绍利用现场可编程逻辑器件(FPGA)实现变采样率FIR数字滤波器的方案.首先简单分析了FIR数字滤波器的基本结构,在此基础上,以一个适用于变采样率的半带滤波器的设计为例,结合利用MATLAB为辅助设计工具,完成对给定指标的FIR滤波器的设计,最后提出了利用FPGA硬件实现滤波的TOP-DOWN结构图.此方案使性能和资源占有率得到较好的突破,最大限度的减少资源消耗.     

基于FPGA的数字超声轮轴探伤仪硬件设计与实现

介绍了一种基于FPGA的数字超声轮轴探伤仪,提高了超声探伤中信号的采集传输速度和分析处理能力。FPGA的使用提高了回波的数字处理能力,增强了系统的稳定性,缩短了开发时间并使修改变得方便。其中的DCM（数字时钟管理）模块将A/D芯片的时钟频率提高数倍,实现了高速数据采集。数字滤波模块采用高阶FIR带通滤波器针对不同频率探头分别滤波,增强了滤波效果。USB技术使得上位PC机与下位电路板的连接更加方便,数据传输速度更快。     

基于FPGA与Matlab的数字正交解调器的设计

为有效提取测控系统输入信号的幅度和相位信息,设计了基于FPGA与Matlab的信号数字正交解调器;在Matlab/Simulink 环境中产生一路调幅信号,并在此环境下利用5个直接I型的4阶FIR滤波器节搭建了20阶FIR滤波器;利用FPGA查表法实现数控振荡器(NCO),并控制1路调幅信号与正交的正、余弦信号分别进行数字混频处理;对经FPGA数字混频处理后的两路倍频分量和基频分量信号进行滤波处理,经处理后的信号在FPGA的控制下进行相加处理;最后在硬件平台上进行了仿真测试实验,验证了该方案的正确性和可行性.     

数字下变频中的FPGA高效滤波器设计

介绍了一种在FPGA上实现高效窄带有限冲击响应滤波器(FIR)的设计方法.该方法利用数字下变频抗混叠滤波器的多速率和窄带的特点,采用插值FIR滤波器(IFIR)和多相滤波器相结合的设计思路,实现了该滤波器的高效设计.     

An alternative FIR filter for state estimation in discrete-time systems

To overcome the resulting problems of existing finite impulse response (FIR) structure filters, this paper proposes an alternative FIR filter for state estimation in discrete-time systems, which is derived from the well-known Kalman filter with recursive infinite impulse response (IIR) structure. The proposed FIR filter obtains a posteriori knowledge about the window initial condition from the most recent finite observations, while existing FIR filters handle this task arbitrarily or heuristically. The gain matrix for the proposed FIR filter incorporates a posteriori knowledge about the window initial condition during its design and is shown to be time-invariant. The proposed FIR filter is shown to have good inherent properties such as unbiasedness and deadbeat. Through extensive computer simulations, the proposed FIR filter can be shown to be comparable with the Kalman filter for the nominal system and better than that for the temporarily uncertain system.     

A New FIR Filter for State Estimation and Its Application

This paper proposes a new FIR （finite impulse response） filter under a least squares criterion using a forgetting factor. The proposed FIR filter does not require information of the noise covariances as well as the initial state, and has some inherent properties such as time-invariance, unbiasedness and deadbeat. The proposed FIR filter is represented in a batch form and then a recursive form as an alternative form. Prom discussions about the choice of a forgetting factor and a window length, it is shown that they can be considered as useful parameters to make the estimation performance of the proposed FIR filter as good as possible. It is shown that the proposed FIR filter can outperform the existing FIR filter with incorrect noise covariances via computer simulations. Finally, as a useful application, an image sequence stabilization problem is considered. Through this application, the FIR filtering based approach is shown to be superior to the Kalman filtering based approach.     

一种水下机器人传感器故障诊断与容错控制方法

采用自适应滤波器ＦＩＲ 对水下机器人进行在线自适应建模,并利用ＬＭＳ算法来调节滤波器的权系数．通过对滤波器权系数和误差信号平方的分析,实时检测出传感器的故障,并应用ＦＩＲ 滤波器输出替代故障传感器信号,实现传感器故障情形下水下机器人容错控制．应用该方法对Ｏｕｔｌａｎｄ１０００水下机器人传感器的故障进行检测和容错,实验结果表明所提故障检测方法准确可靠,具有较好的容错效果．     

Arbitrary FIR Filter Synthesis Using a Neural Network

We propose a neural network to synthesize an arbitrary FIR filter in a least square sense. The network can evolve to its steady-states or equilibrium points from any initial state in the magnitude of the circuit's time constant. Under the steady-state, the output of the network is just our designed FIR filter coefficient if a real, symmetric, and positive-definite matrix calculated by the design specifications is directly used as the synaptic strength matrix.     

基于LMS算法的水下航行器传感器故障检测

为了对水下航行器控制系统的传感器故障进行在线检测,采用有限脉冲响应(FIR)滤波器对水下航行器进行在线自适应建模,利用LMS算法来调节自适应滤波器的权系数,通过对FIR滤波器权系数的分析,实时检测出系统的传感器故障.通过Matlab仿真表明,该方法简单、可靠,可对水下航行器控制系统的传感器故障进行实时检测.     

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。     

一种改进型整数倍多相滤波器在FPGA中的应用

在现代通信系统中,到处都有数字信号处理（DSP）的应用。DSP设计人员的主要工具之一是有限脉冲响应（FIR）滤波器。为提高系统性能要求,所需要的FIR滤波器系数越多（有大量的抽头）,当然滤波器的响应也越好。由于大量的抽头增加了对逻辑资源的需求、增加了计算的复杂性,增加了功耗。在多速率信号处理系统中,特别是高倍数的抽取和...     

基于LabVIEW的数字滤波器的设计

LabVIEW是图形化虚拟仪器编程语言,它具有强大的数字信号处理功能。本文介绍了基于LabVIEW的数字滤波器的设计,它集FIR和IIR滤波器于一身,并且FIR滤波器的窗函数、IIR滤波器的模拟滤波器原型及滤波器的参数都很容易通过前面板来改变。仿真表明,所设计的数字滤波器滤波效果良好。     

自主水下航行器控制系统实时故障检测新方法研究

采用有限脉冲响应(FIR)滤波器对水下航行器进行在线自适应建模,并利用LMS算法来调节自适应滤波器的权系数,通过对FIR滤波器权系数的分析,可实时检测出系统的故障.在水下航行器控制系统中应用该方法对传感器和执行器的故障进行检测.仿真结果表明该方法简单、可靠,可对水下航行器控制系统进行实时故障检测.     

Best Linear Unbiased Fir Filters For Continuous‐Time State Space Models

This paper proposes a new linear finite impulse response (FIR) filter called the best linear unbiased FIR (BLUF) filter for the state estimation in continuous‐time state space models. The proposed BLUF filter for continuous‐time state space models is obtained by a formal limiting procedure of discretized systems. The BLUF filter is represented in an iterative form and then in a standard FIR form. It is shown that the proposed BLUF filter has deadbeat and unbiasedness properties. It is also shown that the BLUF filter is equivalent to the existing receding horizon Kalman FIR (RHKF) filter whose optimality is not clear to understand. The former is more systematic and logical while the latter is heuristic due to handling of infinite covariance of the initial state.