无限长单位抽样响应滤波器的水循环算法设计

无限长单位抽样响应(InfiniteImpulseResponse,IIR)滤波器具有尺寸小、计算精度高、稳定等优势,且能以较低的阶数获得良好的频率选择特性。IIR滤波器的设计可归结为最优化问题,可采用智能优化算法进行求解。本文利用最小均方误差为适应度函数,采用水循环算法(Water Cycle Algorithm,WCA)寻找适应度函数的最优解,提升IIR滤波器性能。仿真结果表明,设计滤波器的幅频响应曲线具有比较理想的通带和阻带性能,因此该方案是可行、有效的。     

基于双线性变换法的IIR数字滤波器设计与matlab仿真

传统的数字滤波器设计使用繁琐的公式计算,尤其是设计高阶滤波器时工作量很人.利用matlab数字信号处理(dsp)工具箱(signal processing toolbox)可以快速有效的实现数字滤波器的设计与仿真.MATLAB软件的频谱分析和滤波器的分析设计功能很强,从而使数字信号处理变得十分简单.本文比较了设计IIR数字滤波器的两种方法,介绍了利用双线性变换法设计IIR滤波器的原理、步骤,并在matlab下进行了仿真.     

基于自由搜索算法的IIR数字滤波器设计

无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数多目标优化问题。针对自由搜索算法原型优化设计时存在后期寻优效率低等缺陷,提出一种改进搜索策略的优化方法。通过动态调整个体的领域搜索半径和定期轴向搜索等策略,提高算法在多维空间的搜索能力。将其应用于IIR数字滤波器的优化设计,并在最小均方误差、最小通带阻带纹波幅值和两者相结合的优化准则下,对参数空间施加适当的约束条件,建立相应的优化模型。仿真结果表明,在设计IIR数字滤波器时,该算法的优化结果优于同类算法。     

基于粒子群优化算法的自适应IIR滤波器设计

针对自适应无限冲激响应(infinite impulse response,IIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数优化问题,提出了一种用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)设计IIR数字滤波器的方法.将滤波器的设计问题转化为滤波器参数的优化问题,利用粒子群优化算法对整个参数空间进行高效并行搜索以获得参数的最优化,基于多个典型系统的随机数值仿真以及与最小二乘方法的比较研究,验证了该方法的有效性、全局性和对初值的鲁棒性.     

基于DSP的IIR数字滤波器的设计与实现

叙述了IIR数字滤波器的设计原理及其在DSP上的实现思路,并对用DSP实现IIR数字滤波的方法进行了分析。用MATLAB计算出IIR数字滤波器的系数,考虑到溢出问题,采用级联的形式对滤波器进行分解,最后在TMS320VC5416DSP上得以实现,并通过CCS(comecomposerstudio)的输入输出功能和RTDX(real-timedataexchange)的功能保证实现结果和仿真结果的一致性。     

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DSP的自适应滤波器的实现

在数字信号处理过程中,常常要处理一些无法预知的信号、噪声或时变信号,如果采用具有固定滤波系数的数字滤波器无法实现最优滤波。实现较好的滤波,必须设计自适应滤波器,以跟踪信号和噪声的变化。主要根据自适应滤波的结构及原理并对最小均方误差(LMS)算法进行了研究,同时在DSP的集成开发环境下利用C语言编程设计一个16阶LMS自适应滤波器,并在软件模拟器上实现了仿真。通过不断调整滤波器的自适应步长,对实验结果进行对比分析,最后给出了结论。     

FIR滤波器与IIR滤波器去噪效果对比研究

针对传统的滤波器设计方法效率低、方法复杂、不能满足高效高精度的需要等缺点,基于MATLAB研究了分别使用窗函数法和双线性变换法的FIR和IIR滤波器。将加入噪声的信号分别通过两种滤波器,滤除加入的噪声,对滤波前后的信号进行对比分析。通过仿真实验表明,FIR滤波器与IIR的Butterworth滤波器都能很好地克服传统滤波器的不足,通过语谱图直观地对比发现基于窗函数法设计FIR滤波器比双线性法设计的Butterworth滤波器能更好地达到预定的去噪效果。     

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。     

用改进的GAOT设计数字滤波器

数字滤波器的设计是一个多维变量的寻优问题,但通常存在大量的局部极小点.遗传算法是一个全局优化算法,可以用于滤波器的设计.介绍了遗传算法工具箱(GAOT)并进行分析和改进,用改进的GAOT设计了IIR滤波器,通过仿真结果表明了改进的GAOT在设计IIR滤波器时的有效性.     

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。     

A New Design Approach for Nearly Linear Phase Stable IIR Filter using Fractional Derivative

In this paper,a new design method for digital infinite impulse response(IIR)filters with nearly linear-phase response is presented using fractional derivative constraints(FDCs).In the proposed method,design problem of an IIR frlter is constructed as the minimization of phase error between the desired and designed phase response of an allpass filter(APF)such that the designed lowpass filter(LPF)or highpass frlter(HPF)yields less passband(ep),and stopband errors(es)with optimal stopband attenuation(As).In order to have accurate passband(pb)response,FDCs are imposed on appropriate reference frequency,where the optimality of these FDCs are ensured by using a new greedy based sorting mechanism.The simulated results reflect the efficiency of the proposed method in term of improved passband response along with better transition width.However,small reduction in^is observed within the allowable limit,when compared to noin-fractional design approach,but the designed filter remains immune to wordlength(WL)effect.     

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。     

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%.     

Digital IIR Filter Design Using Adaptive Simulated Annealing

Chen, S., Istepanian, R., and Luk, B. L., Digital IIR Filter Design Using Adaptive Simulated Annealing, Digital Signal Processing11 (2001) 241–251Adaptive infinite-impulse-response (IIR) filtering provides a powerful approach for solving a variety of practical problems. Because the error surface of IIR filters is generally multimodal, global optimization techniques are required in order to avoid local minima. We apply a global optimization method, called the adaptive simulated annealing (ASA), to digital IIR filter design. An important advantage of the ASA is the simplicity in software programming. Simulation study involving system identification application shows that the proposed approach is accurate and has a fast convergence rate, and the results obtained demonstrate that the ASA offers a viable tool to digital IIR filter design.     

一类离散时变系统的在线无限脉冲响应滤波逆控制

针对一类离散时变系统,提出了一种基于自适应惯性权重合作粒子群（AIW—CPSO）算法的在线尢限脉冲响应（IIR）滤波自适应系统辨识方法,实现零极点实时跟踪的全匹配控制．IIR滤波器可解决有限脉冲响应（FIR）滤波器在辨识时变系统时因其相关矩阵的特征值会无规律变大而被迫离线训练的问题．同时义降低了在线训练所需的权值向量长度,提升了优化与建模效率．本文设计的白适应惯性权重合作粒子群（AIW—CPSO）算法可在传统卡讧子群优化（PSO）算法的基础上更好地解决因选用IIR滤波器所带来的全局优化问题．通过仿真分析可以看出,对十此类离散时变系统,基于在线AIW—CPSO—IIR滤波器的自适应逆控制方法可以快速有效的实现未知对象的在线建模,同时实时跟踪时变系统的特征值变化．     

压力传感器动态误差修正方法的FPGA实现

为了实时修正由于压力传感器动态特性引起的动态误差,提出了一种基于IIR数字补偿滤波器的FPGA实现方案.该方案首先依据压力传感器动态标定时的输入和输出数据利用改进的最小二乘算法建立全面描述传感器系统的数学模型,继而运用零极点配置方法重新配置模型零极点得到最优IIR补偿器模型及参数,其次在保证补偿器性能无失真或失真很小的基础上使用MATLAB工具量化补偿器模型参数,最后在以FPGA为控制核心的数据采集及存储系统的基础上应用量化的IIR补偿器模型参数设计了IIR补偿器软核,从而实现传感器动态误差的实时修正.实验结果表明:该方案能够实时有效地修正传感器动态误差.     

一种基于多级维纳滤波的改进空时抗干扰算法

传统的空时自适应处理（STAP）算法不仅计算量大, 而且不能抑制与导航信号来自同一方向的窄带干扰。针对此问题, 提出了一种改进的STAP抗干扰算法, 将时频域结合的IIR格型陷波器与改进MSNWF的功率倒置算法相结合, 通过IIR格型陷波器预测并抑制窄带干扰, 通过改进MSNWF抑制宽带干扰并实现降维处理。这种新的算法不仅能更有效地抑制窄带和宽带干扰, 而且提升了计算速度和输出信干噪比（SINR）。     

TDNLMS自适应预测器有限字长效应分析及其在设计中的应用

为了使预测器在特定应用环境中的有限字长效应满足应用系统的性能要求，以小目标检测为应用背景，提出了理论和实验相结合的确定TDNLMS(二维归一化最小均方误差)自适应预测器运算字长的方法。同时分析了步长参数、输人数据字长、图像统计特性、预测器支撑区域等因素与TDNLMS自适应预测器权值和迭代运算中间结果量化误差之间的联系，并通过实验对分析结果进行了验证。仿真结果表明，用该方法设计的有限精度预测器，其小目标检测性能与无限精度预测器十分接近。