基于反正切函数的步进电机位置闭环控制

1

作者 周文琳 钱俊璋 +1 位作者 蒋平 李欣 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期912-919,共8页

步进电机高精度闭环控制通常需要采用基于磁场定向控制,该方法需要步进电机的精确模型,然而步进电机具有强非线性,高精度模型难以获得。为了解决这一问题,提出了一种基于反正切函数的位置闭环脉冲频率控制方法。该方法不需要控制对象的... 步进电机高精度闭环控制通常需要采用基于磁场定向控制,该方法需要步进电机的精确模型,然而步进电机具有强非线性,高精度模型难以获得。为了解决这一问题,提出了一种基于反正切函数的位置闭环脉冲频率控制方法。该方法不需要控制对象的精确模型,调节参数具有明确的物理意义,可以根据控制需求确定调节参数。通过搭建试验平台对控制算法进行验证,试验结果表明,在跟踪正弦信号θ_(ref)=450sin(0.628 t)时,跟踪误差峰峰值(PV)与PI控制相比减少了近42%,有效提高了跟踪精度。该方法为步进电机位置闭环控制提供了一种新思路。 展开更多

关键词 步进电机 比例积分控制 位置闭环控制 反正切函数 脉冲频率控制

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基于反正切函数拟合的亚像素边缘检测方法 被引量：8

2

作者 孙秋成 孙维健 +1 位作者 徐中宇 宁闯 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期905-908,共4页

由于传统基于拟合的亚像素边缘算法的模型较复杂且求解时间较长,文章提出了一种基于反正切函数拟合的亚像素边缘检测算法。首先,利用根据提出的一维反正切边缘模型,通过最小二乘拟合给出一维边缘检测方法;随后,利用矩的旋转不变性理论... 由于传统基于拟合的亚像素边缘算法的模型较复杂且求解时间较长,文章提出了一种基于反正切函数拟合的亚像素边缘检测算法。首先,利用根据提出的一维反正切边缘模型,通过最小二乘拟合给出一维边缘检测方法;随后,利用矩的旋转不变性理论计算边缘投影方向,可以将二维边缘曲面投影为一维边缘曲线,从而将二维边缘检测问题转化为一维边缘检测。实验结果表明,在不影响精度的前提下,文章提出的方法的运算时间要低于传统基于拟合方法,如基于高斯模型的检测算法。因此,基于反正切函数拟合的亚像素边缘检测算法基本满足图像测量的稳定可靠、高精度、强实时性要求,具有较好的实用性。 展开更多

关键词 亚像素边缘检测 反正切函数 图像处理 空间矩

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基于反正切函数的测试性分配方法 被引量：2

3

作者 杨鹏 胡业荣 +1 位作者 吴伟兴 邱静 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期83-87,共5页

针对现有主流测试性分配方法存在的分配指标过低和过高等不合理问题,分析认为其根源在于现有方法采用线性分配函数,而该函数不符合测试性指标提升规律,为此,构造了一种基于反正切函数的测试性分配函数,设计故障检测率与故障隔离率指标... 针对现有主流测试性分配方法存在的分配指标过低和过高等不合理问题,分析认为其根源在于现有方法采用线性分配函数,而该函数不符合测试性指标提升规律,为此,构造了一种基于反正切函数的测试性分配函数,设计故障检测率与故障隔离率指标的分配算法,开展案例应用并与经典故障率分配法和综合加权分配法进行对比分析,结果表明随着分配权重(故障率)的变大,本方法分配指标的增幅逐渐减小,不会出现极低指标和超1指标的不合理情形。 展开更多

关键词 测试性分配 分配函数 分配权重 反正切函数 测试性指标

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用反正切函数的级数计算圆周率π的研究 被引量：2

4

作者 王伯年 王宏光 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2005年第3期271-274,共4页

从arctanc=arctana+arctanb和arctanx的级数展开式出发,对圆周率π可以推导出许多计算公式,并可设计出计算软件.基于此软件,可验证现有公式的正确性,找出现有公式的失误,并推导出收敛效率更高的计算公式.

关键词 圆周率 反正切函数 级数计算 Π 计算公式 级数展开式 计算软件 正确性 推导 收敛

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一种反正切函数的高精度算法的FPGA实现 被引量：1

5

作者 吴正平 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第6期79-81,共3页

在旋转编码器设计中常利用两个传感器去获得转子在某一位置时的一对正交输出的电压信号,然后用到arctan函数计算转角.本文研究了一种基于CORDIC算法计算arctan函数的方法,除巧妙利用右移解决算法收敛性问题外,还利用时钟信号的上升沿和... 在旋转编码器设计中常利用两个传感器去获得转子在某一位置时的一对正交输出的电压信号,然后用到arctan函数计算转角.本文研究了一种基于CORDIC算法计算arctan函数的方法,除巧妙利用右移解决算法收敛性问题外,还利用时钟信号的上升沿和下跳沿分别处理移位运算和迭代运算,使得算法的执行效率提高了一倍.最后用Cyclone的EP1C20F400C8芯片仿真实现该算法.仿真结果表明,系统稳定性好,精度高,占用资源少,能满足旋转编码器快速解码的要求. 展开更多

关键词 反正切函数 CORDIC FPGA

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反正切函数拟合下的地震数据体断裂刻画方法

6

作者 于靖波 李忠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4628-4635,共8页

利用界面的形状或者其不连续性是基于叠后地震数据刻画断裂的两种主要方法,根据实际地震资料的特点,两种方法各有其优劣性.对于同界面形状相关的断裂刻画方法,较常用的为地震曲率属性.受实际断裂模型的制约,在曲率属性的基础上,曲率变... 利用界面的形状或者其不连续性是基于叠后地震数据刻画断裂的两种主要方法,根据实际地震资料的特点,两种方法各有其优劣性.对于同界面形状相关的断裂刻画方法,较常用的为地震曲率属性.受实际断裂模型的制约,在曲率属性的基础上,曲率变化率表现出对断裂更强的相关性及敏感性.本文发展了以反正切函数为准线的柱面拟合法来刻画断裂,主要包括两个步骤,分别为:一、柱面直母线的拟合;二、柱面准线拟合及曲率变化率的求取.实际地震资料计算结果表明,该方法对断裂刻画的精度高于传统方法,能够揭示更多的断裂细节,特别是对于地震剖面上不易识别的小断距断裂,亦能够清晰的刻画,同时具有较高的信噪比. 展开更多

关键词 曲率变化率 断裂刻画 柱面拟合 反正切函数 地震属性

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基于三维反正切函数拟合的光斑质心提取算法 被引量：7

7

作者 张惠 李国平 +1 位作者 张勇 胡守伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期268-275,共8页

在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里,光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理,提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数,通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分... 在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里,光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理,提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数,通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分布的函数。求解过程中首先通过高斯-牛顿法进行迭代,然后再通过最小二乘法进行最优解估计。文中先通过仿真分析,对比了文中算法与传统算法的优劣,进一步通过实验验证该方法相对于传统方法的优势。实验结果表明:基于文中算法光斑质心提取精度为0.125 3个像素;此时角度传感器的测角精度为0.172 3″,优于传感器技术要求的0.25″。文中算法对噪声、对比度、光斑的长宽比和大小的综合性能优于传统算法,实验结果稳定可靠,满足角度传感器使用要求。 展开更多

关键词 光斑中心提取 亚像素检测 反正切函数变换 灰度拟合

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基于反正切函数的西安黄土动本构模型 被引量：1

8

作者 张媛媛 邵珠山 齐晋阳 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期630-636,共7页

基于反正切函数曲线,构造了一种新的黄土非线性动力本构模型。选取西安黄土试样进行室内动三轴试验,得到黄土试样的动应力-应变曲线,并以此得到了所提本构模型的理论曲线。理论曲线与试验结果对比表明,较Hardin-Drnevich模型而言,所提... 基于反正切函数曲线,构造了一种新的黄土非线性动力本构模型。选取西安黄土试样进行室内动三轴试验,得到黄土试样的动应力-应变曲线,并以此得到了所提本构模型的理论曲线。理论曲线与试验结果对比表明,较Hardin-Drnevich模型而言,所提西安黄土动本构模型能够更好地描述三轴应力条件下黄土的强度和变形特征。研究结果表明,加载频率与含水率不变时,动剪切模量随围压的增大而增大。加载频率与围压不变时,动剪切模量随含水率的增大而逐渐减小。含水率与围压不变时,动剪切模量随加载频率的增大而增大。 展开更多

关键词 黄土 动本构模型 反正切函数 动三轴试验

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反正切函数的CORDIC算法及其FPGA实现 被引量：8

9

作者 王强 应浩 《兵工自动化》 2020年第6期45-48,共4页

为解决传统的反三角函数求解方法存在速度低、精度低和不方便实现的问题,提出一种基于FPGA控制器实现运动平台的运动学逆解算法。根据CORDIC算法原理,以圆周坐标系统的旋转模式和向量化模式为例进行理论分析,构建基于NiosⅡ软核处理器的... 为解决传统的反三角函数求解方法存在速度低、精度低和不方便实现的问题,提出一种基于FPGA控制器实现运动平台的运动学逆解算法。根据CORDIC算法原理,以圆周坐标系统的旋转模式和向量化模式为例进行理论分析,构建基于NiosⅡ软核处理器的SOPC系统架构,利用C语言编写逆向运动学求解模块,并通过ModelSim仿真软件对逆向运动学理论进行仿真验证。测试结果表明,采用FPGA实现运动平台的逆向运动学求解算法是正确的。 展开更多

关键词 反正切函数 FPGA 运动学逆解 CORDIC

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基于反正切函数的可见光通信LMS均衡算法 被引量：3

10

作者 张进玉 王翀 +3 位作者 杨宏 李国辉 赵瑶 王姣 《光通信技术》 北大核心 2018年第5期59-62,共4页

针对室内可见光通信(VLC)系统存在的多径干扰问题,提出一种基于反正切函数的变步长自适应IT-LMS算法。分析室内VLC系统的信道模型,根据变步长最小均方(Least Mean Square,LMS)算法的步长因子调整原则,通过对反正切函数进行平移变换,建... 针对室内可见光通信(VLC)系统存在的多径干扰问题,提出一种基于反正切函数的变步长自适应IT-LMS算法。分析室内VLC系统的信道模型,根据变步长最小均方(Least Mean Square,LMS)算法的步长因子调整原则,通过对反正切函数进行平移变换,建立了步长与误差的非线性关系,对改进的LMS算法的参数进行分析优化。仿真结果表明,该算法避免了指数运算,相对于传统算法提前100次迭代到达稳当状态,且稳定误差较小。 展开更多

关键词 可见光通信 IT-LMS算法 反正切函数 多径干扰 均衡

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基于反正切函数的人均居民用水量S型模型拟合方法研究

11

作者 张克阳 《现代农业科技》 2015年第13期251-252,共2页

通过对张家口市居民人均用水量数据进行S型曲线拟合以及对原利用反正切函数拟合S型曲线的数学理论分析证明原方法存在不尽合理的隐含假设,根据该数学理论分析对原来的拟合方法进行改进,提出新的利用反正切函数拟合S型曲线的方法并在张... 通过对张家口市居民人均用水量数据进行S型曲线拟合以及对原利用反正切函数拟合S型曲线的数学理论分析证明原方法存在不尽合理的隐含假设,根据该数学理论分析对原来的拟合方法进行改进,提出新的利用反正切函数拟合S型曲线的方法并在张家口市人均居民用水量的拟合中应用,证明了新方法拟合的合理性和有效性。 展开更多

关键词 S型曲线 反正切函数 人均居民用水量 遗传算法 拟合函数

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基于CORDIC的反双曲正切函数的FPGA实现 被引量：4

12

作者 陈石平 李全 +1 位作者 莫丽兰 段吉海 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第5期150-152,共3页

双曲函数的应用领域十分广泛。本文首先介绍CORDIC算法双曲系统的基本原理及其计算模式,对CORDIC内核及其处理单元做了详细分析。在迭代算法的基础之上,采用流水线技术,以面积换速度,给出了一种基于流水线的CORDIC来实现反双曲正切函数... 双曲函数的应用领域十分广泛。本文首先介绍CORDIC算法双曲系统的基本原理及其计算模式,对CORDIC内核及其处理单元做了详细分析。在迭代算法的基础之上,采用流水线技术,以面积换速度,给出了一种基于流水线的CORDIC来实现反双曲正切函数,具有很高的精度和很快的速度,使设计出的软核能够在精度要求很高的场合中运行。用Verilog HDL对其编程设计和进行功能仿真、时序仿真及下载测试的结果表明,该函数具有很好的实用性。 展开更多

关键词 坐标旋转数字计算算法 反双曲正切函数 流水线

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基于反双曲正切函数的变步长LMS算法 被引量：15

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作者 火元莲 安娅琦 +1 位作者 巩琪 连培君 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1051-1058,共8页

针对定步长的LMS算法无法同时满足低稳态误差和快收敛速度这个需求,本文提出了一种基于反双曲正切函数的变步长LMS算法.该算法基于反双曲正切函数构建步长与误差信号之间的非线性函数关系式,以此来替代LMS算法中的定步长,实现了对步长... 针对定步长的LMS算法无法同时满足低稳态误差和快收敛速度这个需求,本文提出了一种基于反双曲正切函数的变步长LMS算法.该算法基于反双曲正切函数构建步长与误差信号之间的非线性函数关系式,以此来替代LMS算法中的定步长,实现了对步长因子的动态调整.文中详细讨论了新的变步长函数中参数α,β和γ对于算法性能的影响,并和其他几种较新的变步长算法进行了性能比较.仿真结果表明,所提算法很好地兼顾了收敛速度、稳态误差和跟踪性能,在系统辨识、正弦信号去噪和自适应线性预测方面表现出了优异的性能. 展开更多

关键词 自适应滤波 最小均方算法 变步长LMS算法 反双曲正切函数

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基于反双曲正切函数的跟踪微分器设计与应用 被引量：8

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作者 鲁力 王洁 +1 位作者 袁成人 吴亚晖 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期2875-2883,共9页

通过引入反双曲函数与终端吸引子函数,构造了一种新型跟踪微分器。反双曲正切函数在平衡点较近处优异的线性特性可以保证系统收敛的平滑性,远离平衡点处的非线性特性能保证收敛的快速性。通过引入终端吸引子函数,降低了高频信号引起的抖... 通过引入反双曲函数与终端吸引子函数,构造了一种新型跟踪微分器。反双曲正切函数在平衡点较近处优异的线性特性可以保证系统收敛的平滑性,远离平衡点处的非线性特性能保证收敛的快速性。通过引入终端吸引子函数,降低了高频信号引起的抖振,增强了噪声抑制能力。通过扫频测试总结得出了参数整定规则后,与典型的跟踪微分器进行对比仿真,测试了所设计新型跟踪微分器的性能。最后,在控制器设计时,基于所提出的新型跟踪微分器构造了干扰观测器。通过仿真对比,证明所构造的干扰观测器实现了对模型不确定项的有效估计。 展开更多

关键词 跟踪微分器 反双曲正切函数 终端吸引子函数 干扰观测器

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快速反正切跟踪微分器设计 被引量：4

15

作者 任彦 赵冠华 刘慧 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第3期412-416,共5页

针对反正切跟踪微分器存在整定参数困难和在平衡点附近收敛慢等问题,设计了一种快速收敛的反正切跟踪微分器。在反正切函数中引入线性函数和终端吸引子函数构造了快速反正切跟踪微分器,并证明了其稳定性,使系统在远离平衡点和接近平衡... 针对反正切跟踪微分器存在整定参数困难和在平衡点附近收敛慢等问题,设计了一种快速收敛的反正切跟踪微分器。在反正切函数中引入线性函数和终端吸引子函数构造了快速反正切跟踪微分器,并证明了其稳定性,使系统在远离平衡点和接近平衡点都能快速并稳定地向平衡点收敛。这种线性与非线性组合的连续函数形式,提高了系统的跟踪能力,并且有效地抑制了噪声。可实现对信号快速而精确的微分和跟踪,且形式简单、易于实现。仿真结果表明快速反正切跟踪微分器具有优良的性能。 展开更多

关键词 跟踪微分器 非线性 终端吸引子函数 反正切函数

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波动方程反演中基于加权的混合目标函数研究

16

作者 史玉平 耿建华 +1 位作者 曹景忠 马在田 《石油物探》 EI CSCD 2006年第1期1-8,共8页

基于 L_2范数的目标函数要求原始数据噪声遵从 Gauss 分布,因此对大的数据异常点过分敏感。为了解决这一问题,利用反正切函数作为加权因子构造了反正切混合目标函数,并利用模型试验进行了验证。简要阐述了最优化目标函数的构造方法；给... 基于 L_2范数的目标函数要求原始数据噪声遵从 Gauss 分布,因此对大的数据异常点过分敏感。为了解决这一问题,利用反正切函数作为加权因子构造了反正切混合目标函数,并利用模型试验进行了验证。简要阐述了最优化目标函数的构造方法；给出了利用反正切函数构造混合目标函数的基本原理,并对目标函数的微分特征和概率特征进行了分析；利用模型论述了反正切混合目标函数中控制参数μ和σ的意义,μ控制反正切函数变化的速度,σ控制数据误差项被处理或加权的方式。设计了一维层状模型,对比了反正切混合目标函数和其它混合目标函数的反演效果。反正切混合目标函数的模型试验表明,对于小数据误差项用近似 L_2范数的方式处理,对于较大的数据误差项用近似 L_1范数的方式处理,可以抑制虚假异常点对反演的影响。对反正切混合目标函数的梯度特征分析表明,反正切加权因子加大了有效模型参数误差梯度分量的权重,从而加速了迭代收敛过程。分析还表明反正切目标函数能够适应 Gauss 和 Cauchy 等不同概率密度分布的数据误差,因此,提高了目标函数的适应能力,扩大了波动方程反演的处理范围。 展开更多

关键词 反演 波动方程 最优化 混合目标函数 反正切函数 模型 噪声 误差

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基于反正切的网格混沌吸引子及其保密通信 被引量：5

17

作者 毛学志 徐勇 +1 位作者 刘建平 马会泉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期106-115,共10页

提出了一种用处处光滑的反正切函数序列生成多维多涡卷网格混沌吸引子的方法,可以生成一维n涡卷、二维n×m网格多涡卷和三维n×m×l网格多涡卷混沌吸引子。平衡点分析、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré映... 提出了一种用处处光滑的反正切函数序列生成多维多涡卷网格混沌吸引子的方法,可以生成一维n涡卷、二维n×m网格多涡卷和三维n×m×l网格多涡卷混沌吸引子。平衡点分析、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré映像都表明系统是混沌的。用简单的线性反馈控制实现了同结构网格多涡卷混沌系统之间的同步,可应用于保密通信。简单的理论分析和数值仿真证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 混沌同步 保密通信 网格多涡卷吸引子 反正切序列函数

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反正切有限时间收敛微分器设计

18

作者 骆长鑫 张东洋 +1 位作者 谭诗利 张涛 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第12期135-138,共4页

在高超声速飞行器的控制问题中,对微分信号的精确提取至关重要。针对传统跟踪微分器抑制噪声能力有限、参数整定困难、算法复杂的不足,基于反正切函数和终端吸引子函数,设计了一种反正切有限时间收敛微分器(FD)。仿真表明,设计的新型有... 在高超声速飞行器的控制问题中,对微分信号的精确提取至关重要。针对传统跟踪微分器抑制噪声能力有限、参数整定困难、算法复杂的不足,基于反正切函数和终端吸引子函数,设计了一种反正切有限时间收敛微分器(FD)。仿真表明,设计的新型有限时间收敛微分器与传统跟踪微分器相比,构型简单、待设计的参数较少、可提供输入信号的任意阶导数,而且在跟踪精度和滤波能力等方面均具有一定的优势。 展开更多

关键词 有限时间收敛微分器 反正切函数 噪声抑制 信号

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基于ArcReLU函数的神经网络激活函数优化研究 被引量：20

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作者 许赟杰 徐菲菲 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2019年第3期517-529,共13页

近年来深度学习发展迅猛。由于深度学习的概念源于神经网络,而激活函数更是神经网络模型在学习理解非线性函数时不可或缺的部分,因此本文对常用的激活函数进行了研究比较。针对常用的激活函数在反向传播神经网络中具有收敛速度较慢、存... 近年来深度学习发展迅猛。由于深度学习的概念源于神经网络,而激活函数更是神经网络模型在学习理解非线性函数时不可或缺的部分,因此本文对常用的激活函数进行了研究比较。针对常用的激活函数在反向传播神经网络中具有收敛速度较慢、存在局部极小或梯度消失的问题,将Sigmoid系和ReLU系激活函数进行了对比,分别讨论了其性能,详细分析了几类常用激活函数的优点及不足,并通过研究Arctan函数在神经网络中应用的可能性,结合ReLU函数,提出了一种新型的激活函数ArcReLU。实验证明,该函数既能显著加快反向传播神经网络的训练速度,又能有效降低训练误差并避免梯度消失的问题。 展开更多

关键词 神经网络 激活函数 反正切函数 ArcReLU

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基于样条插值的非线性自干扰对消技术

20

作者 赵忠凯 关泽越 李虎 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期2916-2925,共10页

针对雷达干扰机收发天线之间存在的非线性自干扰耦合问题,研究一种基于样条插值的非线性自干扰对消方法。该方法将样条插值和自适应滤波相结合,分别建立样条哈默斯坦模型和样条维纳模型,通过引入鲁棒性较强的反正切(arctangent,ARC)函... 针对雷达干扰机收发天线之间存在的非线性自干扰耦合问题,研究一种基于样条插值的非线性自干扰对消方法。该方法将样条插值和自适应滤波相结合,分别建立样条哈默斯坦模型和样条维纳模型,通过引入鲁棒性较强的反正切(arctangent,ARC)函数作为代价函数,得到两种模型下样条控制点和滤波器系数的自适应学习规则,并分析样条控制点数量对自干扰对消性能的影响。仿真实验表明,对于带宽为60 MHz的信号,所提基于ARC参数学习方法与传统最小均方参数学习方法相比,对消比获得4 dB左右的提升,收敛速度提高1倍。另外,针对信道突变的场景,所提方法跟踪性能好且稳态误差低。当背景噪声中存在非高斯脉冲干扰时,所提方法能够有效应对脉冲噪声环境下的干扰。 展开更多

关键词 非线性自干扰对消 样条插值 反正切函数 脉冲噪声

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