一种新的变步长LMS自适应滤波算法研究及其应用

变步长LMS自适应滤波算法克服了传统自适应滤波算法的不足,通过构造合适的变步长因子,在提高收敛速度的同时保证了较小的稳态误差,在实际中得到了广泛应用。为进一步改善算法性能,首先对传统的和现有改进的变步长LMS算法机理进行了深入分析,在此基础上,提出了一种新的变步长LMS自适应滤波算法。该算法通过建立一个新的步长因子与误差的非线性函数模型,使得算法在不失精度的情况下,具有较快的收敛速度。论文对新算法的机理进行了较为详尽的阐述,对算法中关键参数的选取对滤波性能的影响进行了深入分析,并给出了算法中关键参数的自适应确定方法。仿真实验表明,相对于其他自适应滤波算法,该算法在收敛速度方面有了很大的提高。将新算法应用于对实际龙口水位监测数据的滤波中,取得了良好效果。     

一种新的变步长LMS自适应滤波算法性能分析

在简单介绍了基本的LMS,NLMS自适应滤波算法的基础上,介绍了一种新的可变步长LMS自适应滤波算法,并将该算法应用于自适应噪声对消系统的仿真中.通过计算机仿真,给出了LMS、NLMS和新的可变步长LMS自适应滤波三种算法的性能对比,结果表明该算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差.     

一种新的LMS算法及其在明渠流量计中的应用

针对变步长LMS(least mean square)自适应滤波算法存在收敛速度慢和稳态误差比较大的问题,根据变步长滤波算法步长调整原理,提出了一种新的基于多项式的非线性变步长LMS算法,通过MATLAB仿真分析研究新算法中各参数对收敛速度和稳态误差的影响,并和已有的变步长LMS算法进行对比,结果表明该算法比已有的算法...     

一种改进的变步长LMS算法及其DSP实现

固定步长LMS(least mean square)算法自适应滤波器在收敛速度、时变跟踪能力与稳态误差上对步长因子的要求存在矛盾.变步长LMS算法的步长因子是变化的,能够有效地避免此矛盾.在分析了2种变步长LMS算法的基础上,提出了全新的变步长算法,并在MATLAB环境中进行仿真,之后应用SZ-EPP5402评估板对其进行了DSP实现.仿真结果与DSP实现都表明:变步长LMS算法在一定程度上改善了收敛速度与稳态误差间矛盾,具有更快收敛速度与更小稳态误差.     

改进变步长自适应分布式滤波算法

为提高传统LMS算法在分布式传感器网络自适应滤波中的收敛速度并保持较小的稳态误差,在扩散LMS算法基础上,提出一种基于Sigmoid函数改进变步长的分布式扩散LMS自适应滤波算法,算法通过Sigmoid函数变换构建步长因子与迭代误差之间非线性模型,并通过设置控制因子合理调整模型的步长曲线波型,使得算法在初期使用较大的步长以加快收敛速度,而在后期则采用平稳变化步长以保持较低的稳态误差,从而在在不失传统算法稳态精度的情况下,实现较快的收敛速度。实验结果表明:相比于已有算法,所提算法的估计性能更优。     

限幅的变步长BP算法

针对BP算法学习速度慢和易陷入局部最优等缺陷,提出了一种新的变步长算法--限幅的变步长算法CVLBP.这种算法根据误差来调整下次的学习步长,同时把步长限制在一定范围内,这样在计算量增加很少的情况下,使学习时间大为缩短的同时,也避免了过多的振荡,防止了系统的发散.仿真结果表明,该算法具有跳出局部最优的能力,同时对初始权值和闻值具有一定的鲁棒性.     

基于多尺度小波变换的变步长LMS滤波算法

对LMS自适应算法、基于抽样函数的变步长LMS算法和基于多尺度小波变换的自适应滤波算法进行了研究,在此基础上把变步长LMS算法与多尺度小波变换相结合,产生了新算法.该算法一方面可以克服固定步长LMS算法在收敛速度与收敛精度方面与步长因子的矛盾;另一方面,小波变换的引入减少了输入向量自相关矩阵的条件数,提高了收敛速度、跟踪性能和稳定性.最后对算法的性能进行了计算机仿真比较,仿真结果表明:基于多尺度小波变换的变步长LMS滤波算法具有较快的收敛速度和更强的抑噪能力.     

基于分式函数的新变步长LMS算法

为了解决传统LMS算法在稳态误差和收敛速度之间的矛盾,提出了一种基于分式函数的新型变步长LMS算法(简称VXLMS算法)。因为新型变步长函数不包含指数运算,所以降低了运算量,加快了算法的收敛速度,同时也提高了数据跳变时的跟踪性能。在VXLMS算法收敛的条件下,通过理论推导确定了该变步长函数的参数取值范围,然后通过取不同参数值分析对算法性能的影响,选出最优参数值进行仿真分析。仿真结果表明:相同仿真条件下提出的VXLMS算法相对于VSSLMS算法和SVSLMS算法稳态误差更低、收敛速度更快,即说明提出的小计算量新变步长函数,通过调整步长因子使权向量快速达到最优,进而使VXLMS算法具有更好的收敛性、稳定性以及鲁棒性。     

基于梯度变步长LMS的电子天平抗震设计

以应变式电子天平为研究对象,在分析电子天平震动信号的频谱特性及其对天平计量性能影响的基础上,提出一种基于梯度变步长最小均方(LMS)自适应滤波器的电子天平抗震动设计方法。依据天平称量数据的震动影响来源和特点,通过与切比雪夫低通滤波、椭圆低通滤波、巴特沃斯低通滤波及滑动平均滤波等常用抗震动滤波方法进行仿真实验对比,证明梯度变步长LMS自适应滤波算法的有效性与优越性,该方法在实际天平中得到应用。实验表明,采用本方法研制的200 g/0.001 g应变片电子天平可以在普通木质实验台上准确称重,最大称重误差≤0.001 5%,且不受榔头敲击实验台等冲击性震动的影响。     

改进LMS算法的仿真及其分析

在机械加工中,机械故障诊断的振动诊断技术在机械故障诊断学中占有重要地位.在振动信号处理方面,自适应信号处理是一个非常重要的分支,该方法能够有效的滤除含有背景噪声的信号,提取出有效的特征信号,但自适应算法有收敛速度与稳态误差之间的矛盾关系与步长因子易受噪声干扰等问题.为解决该问题,本文提出一种改进的变步长LMS算法:在算法中加入步长反馈因子,并对权值进行更新,使算法的收敛速度变快的同时保证了系统的稳定性,并加强了系统的跟踪能力.仿真结果表明:与其他算法相比,本文算法计算简单、收敛速度快、系统跟踪能力强,稳定性更好,能够有效的滤除噪声信号.     

Novel LMS adaptive filtering algorithm with variable step size

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Simulation and experimental design of a new advanced variable step size Incremental Conductance MPPT algorithm for PV systems

Improvement of the efficiency of photovoltaic system based on new maximum power point tracking (MPPT) algorithms is the most promising solution due to its low cost and its easy implementation without equipment updating. Many MPPT methods with fixed step size have been developed. However, when atmospheric conditions change rapidly , the performance of conventional algorithms is reduced. In this paper, a new variable step size Incremental Conductance IC MPPT algorithm has been proposed. Modeling and simulation of different operational conditions of conventional Incremental Conductance IC and proposed methods are presented. The proposed method was developed and tested successfully on a photovoltaic system based on Flyback converter and control circuit using dsPIC30F4011. Both, simulation and experimental design are provided in several aspects. A comparative study between the proposed variable step size and fixed step size IC MPPT method under similar operating conditions is presented. The obtained results demonstrate the efficiency of the proposed MPPT algorithm in terms of speed in MPP tracking and accuracy.     

两阶段闭环辨识算法在加热炉控制中的应用

在闭环条件下,系统控制输入信号通过反馈环节与不可测噪声相关,故用开环辨识算法处理闭环数据时所得参数估计常常是有偏的。为克服参数估计的有偏性,采用了基于开环转换的两阶段闭环辨识算法,并分析了中间辨识模型与最终辨识结果的关系。在此基础上,得到了中间辨识模型的选择依据,即在相同运算量下,选用ARX模型比选用FIR模型所得辨识结果更好。并应用于一台加热炉,应用结果验证了该辨识算法的有效性及模型选择的合理性。     

基于变论域插值模糊PID控制系统的研究与应用

针对压剪试验机电液伺服压力系统的非线性和参数时变特性,研究设计了一种基于变论域插值模糊PID控制器。采用论域收缩方法和矩形域上二元函数分片双一次插值技术,解决了一般PID参数自调整方法易陷入对某一工作点的局部优化的问题,保证了系统控制参数的全局最优性,并且解决了模糊控制器在既定规则下无法保障高精度的问题。给出了基于变论域插值模糊PID的压剪试验机压力控制系统的设计过程。现场试验结果表明,变论域插值模糊PID控制的效果优于常规模糊PID控制,采用变论域插值模糊PID控制方法更能保证系统的全局稳定性以及控制精度,能有效的克服稳态误差和颤振现象。     

基于遗传算法的挠性转子系统的参数识别

介绍了在外电磁激励力务件下的转子不平衡参数识别方程模型,并提出基于遗传算法的参数优化识别方法。并根据识别方程,把不平衡力和轴承特性参数作为输入量,测点处振动响应为输出量,以输出振动响应与实测振动响应的误差最小为优化目标,通过使用遗传算法来识别不平衡力和轴承特性参数。实现在线无试重动平衡。     

Active vibration control of flexible cantilever beam using piezo actuator and Filtered-X LMS algorithm

This paper presents the active vibration control of a flexible cantilever beam. The cantilever beam was excited by steady-state sinusoidal and white noise point forces. The vibrational control system was implemented using one piezo ceramic actuator bonded on the beam and the adaptive controller based on the Filtered-X LMS algorithm. Control results indicated that a considerable vibrational reduction could be achieved in a few seconds. Experimental results, demonstrate the feasibility of active vibration control of the flexible cantilever beam based on piezo ceramic actuator and the Filtered-X LMS algorithm.     

改进的实数编码遗传算法在产品布局设计中的应用

为求解复杂结构产品的布局设计问题,对实数编码遗传算法进行了改进,直接将问题的求解变量作为染色体基因进行编码,提出了一种解空间编码遗传算法。在求解问题前,对布局问题进行了预处理。在求解过程中,首先引入模拟退火算法的思想对解进行选择;然后对不同类型变量采用不同的交叉和变异算子进行了处理,并在变异前对个体的连续变量随机加一个扰动量,以控制其搜索范围;最后对求解的中间结果按最优保留策略进行了处理。该算法实现了3维空间布局规划的自动寻优,并求解了2维和3维带性能约束的布局问题,验证了该算法的可行性和有效性。