一种基于二阶锥规划的浮点分数时延滤波器

宽带图像声纳通常采用分数时延滤波器来提高时延精度.传统的分数时延滤波器基本采用Farrow定点结构,但其动态范围窄并且需要占用较多的硬件资源.为克服上述不足,提出了一种采用二阶锥规划（SOCP）算法进行分数时延滤波器系数设计,并以分布式算法为基础的浮点分布式时延滤波器.该滤波器具有计算精度高、动态范围大等优点,适于在FPGA上进行规模化应用.     

阵列信号源中的窄带噪声实时生成与时延控制技术研究

针对鱼雷声自导测试信号源中的目标辐射信号模拟问题,集中探讨窄带噪声的生成及其通道间时延控制算法;首先研究窄带噪声实时生成算法,基于线性同余法生成均匀噪声,以其作为查询噪声池的地址,产生宽带噪声,并通过带通滤波得到窄带噪声;为保证模拟目标的方位角精度,精确控制各个通道的时延量,提出适用于宽带信号的延时滤波算法,基于多采样率信号处理技术,通过对噪声信号进行插值、延迟、选抽、滤波等操作,提高时延控制精度;结合算法原理分析,得到延时滤波的简化算法;数字仿真表明,提出算法适用于窄带信号实时生成,时延控制精度高.     

具有随机通讯时延的网络化系统的l2-l∞滤波

研究具有随机通讯时延的离散网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.采用满足Bernoulli分布随机变量描述测量数据的一步随机时延;利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定,并保证对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数值仿真表明了所提出设计方法的有效性.     

具有一步随机时滞和多丢包的网络系统H∞滤波器设计

在网络系统中由于连接传感器和滤波器的网络带宽有限,系统测量数据在传输中会出现随机时延甚至丢失. 本文讨论了具有一步随机时延和丢包的网络系统的H∞滤波器设计问题.基于新近提出的同时描述随机时延和丢包的模型,利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统均方指数稳定,并具有给定的H∞性能. 滤波器参数通过求解一个线性矩阵不等式得到.仿真研究说明了所提出算法的有效性.     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．     

具有一步随机通讯时延的网络化切换系统H∞滤波

针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究任意切换律作用下的离散切换系统的H∞滤波问题.时延数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernoulli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计全阶和降阶的切换滤波器使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定且具有扰动衰减度γ.滤波器的参数通过...     

高精度声纳信号预处理系统的研究

针对水声信号的数据采集，本文研究并设计了一种高精度、大动态范围的宽带数据采集预处理系统。该系统采用自动增益控制（AGC）技术，实现了对信号的大动态范围压缩，并采用截止频率可变的低通和高通滤波器组实现宽带滤波，使带宽可根据实际所采信号调整。     

一类网络控制系统的非脆弱H∞滤波器设计

针对带有时延与丢包补偿的网络化控制系统的非脆弱[H∞]滤波问题,研究设计一个全维的[H∞]滤波器对系统的待估信号进行估计,这里的滤波器参数含有范数有界不确定性。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,得到了[H∞]滤波器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱滤波器增益的参数表达式。通过仿真例子验证了非脆弱滤波器设计方法的有效性与优越性。     

宽带距离深度域最小二乘矩阵滤波器的设计

设计出基于拷贝向量处理的适用于宽带信号滤波的距离深度域矩阵滤波器。提出利用最小二乘原理将矩阵滤波器的设计问题转化为超定线性方程组求解问题,通过对线性方程组最小二乘解化简重构,得出最小二乘矩阵滤波器为期望拷贝向量矩阵与实际拷贝向量矩阵右伪逆的乘积。通过对宽带信号频谱中能量较高的频点进行采样处理,可以将矩阵滤波器应用于宽带信号处理。分别对垂直均匀线列阵接收到的窄带和宽带数据进行处理,发现宽带矩阵滤波器可以保证水听器阵在恶劣环境中更加有效地工作。相比于二阶锥规划矩阵滤波器,距离深度域最小二乘矩阵滤波器更快捷,滤波之后目标源与干扰源的相对幅度更大,有利于目标检测。     

一类网络控制系统的非脆弱耗散滤波器设计

针对网络化控制系统的滤波器参数存在摄动的问题,考虑到传感器-滤波器存在随机时延和丢包,设计对系统待估信号进行估计的加性非脆弱耗散滤波器,其中滤波器参数具有范数有界不确定性。首先使用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,推导出耗散滤波器存在的充分条件,在此基础上考虑到滤波器参数不确定性,从而将非脆弱耗散滤波问题转化为求解线性矩阵不等式的问题,然后通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱耗散滤波器的参数表达式,最后数值仿真验证了设计方法的有效性。     

基于时延控制的伪码多普勒补偿算法

针对高动态或者弱信号条件下,伪码多普勒对卫星导航系统信号捕获的影响将会凸显,导致捕获性能明显降低的问题,提出了一种基于时延控制的码多普勒补偿方法,利用数字延迟滤波器来补偿码多普勒引入的本地码和接收信号的相位不匹配。同时,给出了包括码多普勒补偿在内的新的卫星导航系统信号捕获结构。仿真结果表明：新方法能够很好地进行码多普勒补偿,采用三阶Farrow结构的分数延迟滤波器就可以使捕获损耗降低到0.3 dB以下。     

高精度波束形成的相控阵超声系统研究

为深入研究管道环焊缝缺陷特性,需要相控阵检测系统提供完全控制激励信号参数和获得接收回波信号的特性,针对该问题设计了32个模拟通道,可接入128个阵元,数字化频率达到125 Msample/s的相控阵超声检测系统.采用流水线式延时实现小数倍延时,脉冲发射延时精度为2.5 ns;使用Master-Slave结构的管理方式,在硬件上合理分配资源,对回波数据进行线性插值,同时根据脉冲的延时方案对各通道的插值数据进行存储,实现高精度数字波束形成.使用Hilbert变换提取形成波束在FIR滤波器滤波前后的包络,得到滤波后信噪比提高了9.4 dB.对标准试块进行缺陷检测实验,实验表明在深度上缺陷定位的相对误差为1.7%,相对于现有系统检测精度提高了接近2倍.     

带宽受限网络化系统的广义H2滤波

研究了一类带宽受限网络化系统的广义H2滤波问题. 滤波器采用量化后的测量信号作为其输入信号, 采用对数量化器, 将滤波误差系统建模成范数有界不确定时滞系统. 利用Lyapunov 稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术, 得到了滤波误差系统渐近稳定的充分条件以及滤波器的设计方法. 数值示例验证了所给算法的可行性.     

LoRa物理层同步及解调性能研究

针对现有的基于FFT的同步算法误差较大的问题,提出了一种优化的LoRa物理层前导码同步方法。首先,根据Chirp信号的时频转换特性,分别采用差分算法和插值算法对前导信号的归一化的小数频偏和小数时延进行估计,在此基础上采用基于FFT同步的联合估计算法对整数频偏和整数时延进行估计;之后,从理论上分析残余的同步误差对LoRa信号解调性能的影响。仿真结果表明,所提出的同步方案可以在相应信噪比极限下满足解调性能要求。     

Variance-constrained filtering for discrete-time genetic regulatory networks with state delay and random measurement delay

This paper is concerned with the variance-constrained filtering problem for a class of discrete-time genetic regulatory networks (GRNs) with state delay and random one-step measurement delay. The phenomenon of the random one-step measurement delay is characterised by a random variable, which is assumed to obey the Bernoulli distribution with known occurrence probability. The purpose of the addressed problem is to design a filter such that, in the presence of state delay and random one-step measurement delay, an upper bound of the filtering error covariance matrix can be obtained and the explicit expression of the filter gain matrix is given. Then, the proposed variance-constrained filtering method can be used to approximate the concentrations of mRNAs and proteins. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the designed filtering scheme.     

Robust H ∞ filter design for time-delay systems with saturation

This paper investigates the H∞ filtering problem for a class of linear continuous-time systems with both time delay and saturation. Such systems have time delay in their state equations and saturation in their output equations, and their process and measurement noises have unknown statistical characteristics and bounded energies. Based on the Lyapunov-Krasovskii stability theorem and the linear matrix inequalities (LMIs) technique, a generalized dynamic filter architecture is proposed, and a filter design method is developed. The linear H∞ filter designed by the method can guarantee the H∞ performance. The parameters of the designed filter can be obtained by solving a kind of LMI. An illustrative example shows that the design method proposed in this paper is very effective.     

基于时滞的H∞滤波器设计及其在网络中的应用

本文讨论了基于时滞的不确定线性系统的H∞滤波器设计及其在网络中的应用问题. 首先考虑时滞的上下界, 并在不忽略Lyapunov泛函导数中的任何一项的前提下, 利用自由权矩阵方法, 提出了一种新的滤波误差系统的H∞性能分析和滤波器设计方法. 而且, 滤波器的系数矩阵可以通过解一组线性矩阵不等式(LMIs)得到. 然后, 将该方法应用于考虑网络影响的具有参数不确定性的线性系统的滤波问题. 与已有文献的方法相比, 结果的保守性大 大降低. 最后给出的数值实例说明了本文所给方法的有效性和优越性.     

一类新的Takagi-Sugeno模糊时滞系统的稳定性准则

本文提出一种新的时滞划分方法—变时滞划分法,以解决连续延时Takagi-Sugeno模糊系统的稳定性和镇定性问题.不同于已有的文献,用可变参数将时变时滞区间[0,d(t)]划分为若干个可变子区间,并得出模糊时滞系统的新的时滞相关稳定性准则.本文提出的新方法能充分利用时滞子区间的内部信息,因此新的时滞相关稳定性准则比以往结果具有更小的保守性.基于Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出T--S模糊系统的新的时滞相关稳定性准则,并将稳定性和镇定性研究结果扩展到具有不确定参数的T--S模糊系统.仿真实例证明了本文方法降低保守性的有效性.     

信号FIR数字滤波后相位延迟的消除

针对信号处理中采用FIR数字滤波器对信号进行滤波后将产生相位延迟的现象,从FIR数字滤波器的相位特性出发,分析并推导了产生这种延迟现象的原因,得到了FIR数字滤波器的阶数和相位延迟的关系。采用基于波形匹配的数据扩展的方法对原始的信号进行端点延拓,再对延拓后的信号进行FIR滤波,可以很好地消除这种相位延迟的现象。Matlab仿真结果证明运用该方法滤波后的信号相位与原始信号相位一致,相位延迟被消除了。通过对信号的Simulink仿真实验及分析,也证实该方法可以有效消除FIR数字滤波器产生的相位延迟。     

New results on H ∞ filter design for nonlinear systems with time-delay through a T-S fuzzy model approach

H _∞ filter design for nonlinear systems with time-delay via a T-S fuzzy model approach is investigated based on a piecewise analysis method. Two cases of time-varying delays are fully considered: one is the time-varying delay being continuous uniformly bounded while the other is the time-varying delay being differentiable uniformly bounded with delay-derivative bounded by a constant. Based on a piecewise analysis method, the variation interval of the time delay is first divided into several subintervals, then the convexity property of the matrix inequality and the free weighting matrix method are fully used in this article. Some novel delay-dependent H _∞ filtering criteria are expressed as a set of linear matrix inequalities, which can lead to much less conservative analysis results. Finally, a numerical example is given to illustrate that the results in this article are more effective and less conservative than some existing ones.