FIR数字滤波的FPGA实现

随着数字技术的发展,数字滤波器的功能越来越受到人们的注意和广泛应用,它有精度高、灵活性大等突出特点.FIR数字滤波具有稳定性高,严格的线性相位,能用FFT算法实现等特点.通过FPGA实现FIR数字滤波具有实时性高、处理速度快、精度高的特点.文章先通过MatIab DSP Builder设计出FIR滤波器模型,然后利用Simulink进行模型仿真.再用ModelSim进行功能仿真,最后用Quartus Ⅱ进行时序仿真.仿真结束后下载到选定的FPGA上,在FGPA上实现FIR数字滤波.     

GPU实现的高速FIR数字滤波算法

针对目前基于GPU的FIR算法速度低、扩展性差的缺点,提出一种高速的多通道FIR数字滤波的并行算法,并利用平衡并行运算负载的技术以及降低内存访问密度的方法进行加速.该算法采用矩阵乘法的并行运算技术在GPU上建立并行滤波模型,通过每个线程在单个指令周期内执行2个信号运算,实现了多通道信号的高速滤波.实验结果表明,在GTX260+平台上,采用文中算法的平均加速比达到了203,效率超过40%,并且具有更好的扩展性.     

基于双边滤波的信号边界特征匹配与延拓

经验模态分解过程中的端点效应会直接影响到信号的分解效果。针对此问题,结合邻域双边滤波的思想,提出了基于双边滤波的信号边界特征点匹配的端点延拓方法。该方法有效抑制了分解过程中端点效应的影响,提高了信号分量的精度。边界子波的延拓在遵循原始信号内部特征规律的同时,还考虑了局部数据差异性的影响,因此子波扩展具有自适应性。仿真实验和地震资料应用对比分析表明,该方法能有效解决信号分解过程中的端点效应问题。     

基于聚类分析的数字滤波阈值算法

提出了一种数字滤波的新算法。为了度量测量数据的可靠性程度,该算法引入了测量数据的支持量和有效支持量等概念。确定支持量的关键在于滤波阈值的选取,算法对测量数据进行分类,并根据不同的分类数给出不同的滤波阈值,所给出的滤波阈值能在不损失有用信息的情况下,抑制异常数据影响的扩散。而有效支持量的引入,可以使异常数据的残余影响进一步被消除。数据实验的结果证明：与同类滤波算法相比,当连续出现一个或多个异常数据及测量真值出现跃变时,该算法具有更强的抗干扰和快速处理能力。     

基于相位匹配的线性调频信号的去噪处理

线性调频信号被广泛应用到雷达、声纳、地震和其他探测的很多领域,目前对其应用比较广泛的获知信号存在的方法是基于相关的匹配滤波处理,但匹配滤波处理是进行信号压缩来获取最大的信噪比,本文采用相位匹配方法对线性调频信号进行处理,去除噪声还原信号从而获得高的信噪比,通过仿真实验该方法效果很好。     

一种双线延迟反馈系统的相位混沌特性

通过计算混沌信号的特征参数,研究了不同参数下法布里-珀罗腔呈现混沌特性时的相位变化,发现其与强度变化一样具有混沌特性.提出了基于此种系统的双线延迟反馈结构,推导了该系统的动力学微分方程,计算其输出相位的iyapunov指数与功率谱,结果表明该系统的相位输出具有混沌特性,同时其维数相比单线延迟反馈系统有明显提高.这说明双线延迟反馈系统继承了原系统的相位混沌特性,并且提高了混沌复杂度,是一种产生高维相位混沌的有效途径.     

基于数字滤波的计算机控制系统测试信号的降噪处理

计算机控制系统的测试信号一般是用模拟式传感器测得的,因此这些信号不可避免的要受到各种干扰噪声的污染。针对系统的测试信号,必须进行相应的滤波处理。基于数字滤波技术中的两种典型方法:FFT和小波分析法,讨论了如何能够降低噪声对测试信号的影响,在MATLAB平台上仿真实现了FFT和小波分析法在降噪中的作用,并分析了其优缺点,最后表明小波降噪在测试信号的处理中有着明显的优势。     

相位匹配信号与混沌背景分离方法

针对混沌背景下的信号提取问题,提出了混沌噪声背景下的相位匹配噪声去除方法。它不同于以往的混沌背景下的信号提取方法,不需要相位重构对混沌进行预判估计,也不需要对信号和混沌在有限维相空间中进行几何分析。通过对混沌背景下的不同相位不同幅值的正弦信号进行分离仿真验证了本方法的有效性,通过分离度的分析表明,本方法对于弱信号的混沌背景分离效果明显,可以获得很好的去除混沌背景噪声的效果。     

基于光纤多波长激光器的相位延迟高精密测量系统设计

针对当前相位延迟测量系统,缺少对入射光源的分析,导致不同波长光源对应平移量误差大,造成相位延迟测量精度低的问题,设计了基于光纤多波长激光器的相位延迟高精密测量系统;通过分析光纤散射原因,选取532 nm半导体激光作为系统光源,采用伺服电机为系统供电,使用SGX5528光电探测器实现光转换为电,从而获得不同位置间的电位差;利用聚乙烯醇薄膜拉伸型人造偏振片,使入射的纵光或横光具有起偏特性,并测量偏振片的透振方向和横轴夹角,完成系统硬件设计;设置两束激光光源,调整偏振棱镜,使光强输出达到最大值,并利用直接测量法,计算待测波片的相位延迟,通过调整电光调制器晶轴方位,保证光束垂直入射到器件表面,完成系统软件设计,实现相位延迟高精密测量;实验结果表明,该系统在L₀、L₁、L₂位置下的平移量误差分别为0.008 mm、0.007 1 mm、0.002 mm,均小于理想允许误差,能够有效提高相位延迟测量精度。     

相位检测系统中误差的消除

论述了相位检测系统的原理和引起误差的原因,提出了消除误差的方法,着重对影响相位测量精度的零点漂移、幅度因素、闸门时间设置等问题进行了分析,提出了相应的解决措施,并给出了具体的设计电路。     

宽带数字信号精确时延实现

数字信号的精确时延在信号处理领域有着广泛的应用,特别是实序列时延的实现,在工程实践中有着重要的意义。提出了基于线性移不变系统实现精确延时的方法并进行了性能分析,并指出了工程设计要点;根据信号的时延与其频谱的对应关系,给出了基于线性相位加权的频域实现方法。通过时延误差、系统的频率响应和引入总体平均误差参数对不同方法的性能进行了比较。实验结果表明,这两类方法具有延时精度高,实现方便等优点。     

煤矿机电监控系统异常信号传输延迟消除方法

针对现有异常信号传输延迟消除方法生命周期较短且延迟消除效率较低的问题,提出了一种煤矿机电监控系统异常信号传输延迟消除方法。该方法采用FIR数字滤波器对异常信号进行滤波,进而检测异常信号传输延迟;利用动态树构建异常信号聚集树模型,对未经过延迟消除的信号进行标记,计算所有经过标记的信号的时槽,挑选出时槽最小的信号,对信号进行延迟消除。仿真结果表明,该方法生命周期长,且消除异常信号传输延迟的效率较高。     

Extended dissipative filtering of fuzzy systems with time-varying delay under imperfect premise matching

This paper investigates the extended dissipative filter design problems for continuous-time fuzzy systems with time-varying delays under imperfect premise variables based on a unified performance index?extended dissipative. Attention is focused on solving the H_∞, L₂ ? L_∞, passive and dissipative filtering problems for fuzzy systems with time-varying delays under this unified framework. Based on the unified performance index, a new delay-dependent filter design approach in terms of linear matrix inequalities is obtained by employing Lyapunov–Krasovskii functional method together with a novel efficient integral inequality. The designed filter can guarantee the filtering error system satisfy the prescribed H_∞, L₂ ? L_∞, passive and dissipative performance by tuning the weighting matrices in the conditions. Moreover, in this paper, the fuzzy filter does not need to share the same membership function with fuzzy model, which can enhance design flexibility and robust property of the fuzzy filter system. Finally, two examples are provided to illustrate the effectiveness and significant improvement of the method proposed in this paper.     

基于DSP的FIR数字滤波器的研究与实现

分析了线性相位FIR数字滤波器的工作原理,根据滤波器的技术指标,利用窗函数设计方法。在MATLAB上设计FIR数字滤波器的系数,将设计好的滤波器在DSPTMS320VC5416系统上实现对输入信号的实时数据处理,实验结果表明FIR数字滤波器精度高、稳定性好、灵活性强,可以有效地滤除干扰信号,设计结果满足各项指标要求。     

基于移相法的结构主动控制时滞补偿效果分析

结构控制中由于信号传输及作动器机电转换必然引起时滞,对控制效果产生不利影响.本文提出了结构主动控制移相法时滞补偿策略,以单自由度结构为算例,分析了时滞大小、采样间隔、主动控制中权矩阵取值、结构阻尼比以及速度与位移不同时滞等情况下移相法的补偿效果.结果表明,移相法对结构时滞情况具有很好的补偿效果,时滞大小、权矩阵取值和速度与位移不同时滞时,会影响移相法对结构时滞补偿效果;但采样间隔,结构阻尼比不会影响移相法对结构时滞补偿效果.     

Strain self-sensing of a piezoelectric material using phase delay compensation

This paper deals with analytical modeling and experimental verification of strain self-sensing. Three strain self-sensing methods are investigated, including a conventional method with a capacitance bridge, an adaptive filter, and phase delay compensation to minimize the effect of the phase delay from a piezoelectric material. The piezoelectric beam consists of two laminated lead zirconium titanates (PZT) on a metal shim and generates bi-directional movement. A mathematical model of the beam dynamics is derived by Hamilton's principle, and the accuracy of the modeling is verified by comparison with experimental results. The efficacy of these methods is investigated by comparison of the experimental results with a prediction from the derived analytical model. It turns out that the method using the newly proposed phase delay compensation gives more accurate results for strain self-sensing performance than each of the other two methods.     

基于BPNN端到端时延预测的多路传输调度

针对移动异构网络环境网络参数动态变化、多路传输过程中数据包乱序引发的吞吐量下降等问题,提出一种基于BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)端到端时延预测的多路传输调度方法,通过BP神经网络的构建、训练和学习,实现对端到端传输时延的更准确预测,以此为基础,对子流拥塞状况及网...     

FIR数字滤波器设计及FPGA实现

为了研究滤波器设计及实现方式,用VisualBasic6．0软件研制出了FIR数字滤波器的设计软件。为了验证软件设计滤波器是否正确,给出了设计实例,并将设计的滤波器与matlab软件设计的滤波器进行了比较,结果表明,两种软件设计的结果相同。设计软件可将滤波器直接导出VHDL文件及系数文件,经QuartusIl6．0软件综合后产生的网表文件可直接配置FPGA,实现了FIR数字滤波器的在线设计、在线修改。     

A minimal k-step delay controller for robust tracking of non-minimum phase systems

This paper considers the problem of look-ahead robust tracking for a non-minimum phase system under a sensitivity constraint. Because of non-minimum phase zeros, the exact tracking of arbitrary reference input is impossible. However, with an introduction of some delay, tracking is possible within any given “tolerance” ?₁ > 0. It is shown in the paper that the minimum delay required to satisfy the tracking performance is decoupled from a sensitivity/disturbance rejection constraint. Moreover, it is shown that calculation of the minimum delay reduces to a binary search problem.     

线性相位FIR数字滤波器的CPLD实现

介绍了线性相位滤波器的CPLD实现方法 ,给出了串、并结合的加法树CPLD的实现结构 ,并用VHDL语言和FLEX1 0K器件实现了线性相位数字滤波。结果表明 :这种实现方法扩展性好 ,灵活性强 ,速度快。