基于迭代无偏有限冲击响应滤波的共轴跟踪技术研究

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作者 余潇 柯芳 +1 位作者 袁佳 高歆杨 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1020-1029,共10页

为了有效提升光电跟踪系统的跟踪精度,提出一种共轴跟踪改进方案。采用迭代无偏有限冲击响应(UFIR)滤波算法来替代传统卡尔曼滤波(KF)算法,进行系统状态估计与预测。迭代UFIR滤波算法由于不依赖噪声先验统计信息,可有效克服传统KF算法... 为了有效提升光电跟踪系统的跟踪精度,提出一种共轴跟踪改进方案。采用迭代无偏有限冲击响应(UFIR)滤波算法来替代传统卡尔曼滤波(KF)算法,进行系统状态估计与预测。迭代UFIR滤波算法由于不依赖噪声先验统计信息,可有效克服传统KF算法的不足,在噪声统计信息未知时能保持理想的预测精度,从而使改进后的系统在实际工况下仍能达到较高的跟踪精度。分别进行了迭代UFIR算法和KF算法对比的单元仿真实验,以及采用两种算法的共轴跟踪系统对比仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性,表明在噪声统计信息无法事先准确获得的实际工程应用中,基于迭代UFIR滤波的共轴跟踪改进方案较基于KF算法的传统方案鲁棒性更强,具有更大的应用潜力。 展开更多

关键词 光电跟踪系统 共轴跟踪 跟踪精度 无偏有限冲击响应滤波器 卡尔曼滤波

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低延迟有限冲击响应滤波器约束最小二乘设计 被引量：2

2

作者 赖晓平 袁博 徐东 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1270-1275,共6页

针对具有低群延迟的非线性相位有限冲击响应滤波器的设计问题,采用在极小化复数误差能量的同时对复数误差和相位误差进行约束的方法,既可以得到凸的约束区域,又可以对幅值误差和相位误差进行独立控制.将具有给定相位误差的低通滤波器的... 针对具有低群延迟的非线性相位有限冲击响应滤波器的设计问题,采用在极小化复数误差能量的同时对复数误差和相位误差进行约束的方法,既可以得到凸的约束区域,又可以对幅值误差和相位误差进行独立控制.将具有给定相位误差的低通滤波器的最小二乘设计方法扩展到高通和带通滤波器的设计,引入左边和双边S形相位误差上界约束函数对高通和带通滤波器的相位误差进行约束,来抑制带边附近群延迟误差大的效应.应用改进的Goldfarb-Idnani算法求解由复数误差和相位误差约束最小二乘设计问题产生的半无穷正定二次规划.设计例子表明,该设计方法对减小滤波器的群延迟误差非常有效. 展开更多

关键词 有限冲击响应滤波器 约束最小二乘设计 群延迟误差 相位误差

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有色噪声下基于改进卡尔曼滤波的结构响应重构

3

作者 李志娟 彭珍瑞 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期46-52,共7页

针对传统卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)算法进行结构响应重构时无法处理有色噪声,导致重构精度降低的问题,提出一种基于自适应一步相关卡尔曼滤波(Adaptive One-step Correlated Kalman Filter,AOCKF)算法的结构响应重构方法。首先使用A... 针对传统卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)算法进行结构响应重构时无法处理有色噪声,导致重构精度降低的问题,提出一种基于自适应一步相关卡尔曼滤波(Adaptive One-step Correlated Kalman Filter,AOCKF)算法的结构响应重构方法。首先使用AOCKF算法处理测量过程中的时变有色噪声,得到状态的最优估计。然后利用估计的状态向量重构出感兴趣位置处的结构响应。最后对二维桁架和外伸梁分别进行数值模拟和试验分析,验证了所提方法的有效性。结果表明,根据所提方法重构出的响应时程曲线可以较好地拟合真实响应或测量响应时程曲线,且具有较高的重构精度。 展开更多

关键词 声学 有限测量响应 时变有色噪声 卡尔曼滤波算法 响应重构

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基于有限冲激响应滤波算法的APD光接收机设计 被引量：1

4

作者 孟凡斌 李欣 毛剑英 《光电技术应用》 2021年第4期20-23,65,共5页

自由空间激光通信以其传输速率高、保密性能好、体积质量小等特性,在无线通信领域具有广泛的应用前景,特别是卫星领域,可有效解决微波通信通信速率低、体积大等问题。为实现远距离、高速率的星间激光通信系统,有必要引入一种数字激光通... 自由空间激光通信以其传输速率高、保密性能好、体积质量小等特性,在无线通信领域具有广泛的应用前景,特别是卫星领域,可有效解决微波通信通信速率低、体积大等问题。为实现远距离、高速率的星间激光通信系统,有必要引入一种数字激光通信接收机,灵活地抑制干扰和噪声,提高通信灵敏度。根据数字通信误差概率的原理,设计了基于现场可编程门阵列(FP-GA)的数字接收机。采用有限脉冲响应、动态阈值、基带中值等滤波算法,优化信噪比,提高检测灵敏度。同时,设计了1550 nm激光通信接收机灵敏度测试实验结构,并进行了检测灵敏度实验。实验结果表明,雪崩光电二极管(APD)接收机在Mbps数量级的通信速率下,实现了接近理论设计值的探测灵敏度-52.57 dBm。通过数字滤波算法信噪比提高了约10 dB,为卫星激光通信的接收机设计提供了理论指导。 展开更多

关键词 自由空间光通信 雪崩光电二极管探测器 探测灵敏度 有限冲激响应滤波算法

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基于无偏滤波算法的开关电源ESR在线监测技术 被引量：1

5

作者 雷登云 王力纬 +2 位作者 侯波 恩云飞 陈义强 《电子产品可靠性与环境试验》 2018年第A01期14-18,共5页

电解电容因具备成本低、容量大等优点而被大量地应用于开关电源中作为输出电容,但是电解电容的退化失效严重地影响了开关电源模块的可靠性。以等效串联电阻(ESR)作为电解电容退化的监控目标,提出了基于改进无偏有限冲击响应(UFIR)滤波... 电解电容因具备成本低、容量大等优点而被大量地应用于开关电源中作为输出电容,但是电解电容的退化失效严重地影响了开关电源模块的可靠性。以等效串联电阻(ESR)作为电解电容退化的监控目标,提出了基于改进无偏有限冲击响应(UFIR)滤波器滤波算法的实时ESR评估方法。该方法采用有限响应滤波器模型,避免测量噪声特性建模,通过采用增益调节系数实现在不同工况条件下的快速切换。仿真结果表明:提出的方法在多种条件下呈现出较好的性能,并且在复杂条件下具有更强的鲁棒性,从而更加符合实际的应用需求。 展开更多

关键词 电解电容 等效串联电阻 开关电源 故障诊断 无偏有限冲击响应滤波算法

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基于移动窗卡尔曼滤波算法的结构响应重构 被引量：9

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作者 张笑华 吴志彪 +1 位作者 吴圣斌 黄梅萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期90-96,105,共8页

为了克服传统卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法在重构结构未测点响应时,需要已知测量噪声方差和过程噪声方差以及需假定二者为恒值的问题,提出了一种基于移动窗卡尔曼滤波(moving-window Kalman filter,MWKF)算法的结构响应重构方法。... 为了克服传统卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法在重构结构未测点响应时,需要已知测量噪声方差和过程噪声方差以及需假定二者为恒值的问题,提出了一种基于移动窗卡尔曼滤波(moving-window Kalman filter,MWKF)算法的结构响应重构方法。该方法的特点在于:无需预先按经验设定测量和过程噪声方差值,利用移动窗技术,首先实时估计二者的数值,然后基于KF算法,利用有限测点的响应信息重构结构未安装传感器位置的响应。以一个平面单跨框架结构为例进行数值模拟和试验分析。分析结果表明:该方法能有效地实时估计测量噪声方差和过程噪声方差,未测点的重构动力响应时程与计算响应时程或者测量响应吻合良好。 展开更多

关键词 噪声方差未知 卡尔曼滤波(KF)算法 移动窗 有限测点 响应重构

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基于新息自适应卡尔曼滤波算法的多类型结构响应重构 被引量：1

7

作者 丁怡渊 殷红 彭珍瑞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期757-763,共7页

为改善传统卡尔曼滤波KF(Kalman filter)算法在过程噪声方差和测量噪声方差未知的情况下响应重构精度降低甚至发散的问题,提出了一种基于新息自适应卡尔曼滤波IAKF(innovation-based adaptive Kalman filter)算法的多类型响应重构方法... 为改善传统卡尔曼滤波KF(Kalman filter)算法在过程噪声方差和测量噪声方差未知的情况下响应重构精度降低甚至发散的问题,提出了一种基于新息自适应卡尔曼滤波IAKF(innovation-based adaptive Kalman filter)算法的多类型响应重构方法。首先根据新息统计特性对卡尔曼滤波增益和状态估计误差协方差矩阵进行实时自适应调整;然后利用有限测点的加速度传感器的测量数据,结合模态法对结构各个位置的加速度、速度、位移以及应变进行响应重构;最后对起重机桁架和简支梁分别进行数值模拟和试验分析。结果表明,该方法能够有效地调整过程噪声方差并估计测量噪声方差,未测点的重构响应时程曲线与计算响应或测量响应时程曲线吻合良好。 展开更多

关键词 未知噪声方差 卡尔曼滤波算法 有限测点 多类型响应重构

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水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳动态响应的数值仿真研究 被引量：27

8

作者 张振华 朱锡 +3 位作者 冯刚 李玉节 刘建湖 何斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期45-48,共4页

运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始... 运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始缺陷的影响,计算结果与实验吻合较好。比较了肋骨和肋间壳板在迎爆面,侧爆面和背爆面处的 中面有效应力和应变,分析了壳体在三个不同部位的破坏机理。最后比较了计算中考虑应变率效应与否对壳体最终变 形的影响。 展开更多

关键词 圆柱壳 水下爆炸 中面 冲击波 耦合算法 动态响应 应变率效应 有效应力 有限元程序 几何非线性

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基于量子粒子群优化的数字冲击滤波器自动设计 被引量：8

9

作者 余静 吴乐南 靳一 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期224-228,共5页

为了提高数字冲击滤波器设计的效率,提出了一种基于QPSO算法的优化设计方法.首先根据EBPSK通信系统中数字冲击滤波器的特殊滤波机理,在考虑有限字长效应的情况下对数字冲击滤波器进行建模,然后设计出合理的优化变量、目标函数和约束条件... 为了提高数字冲击滤波器设计的效率,提出了一种基于QPSO算法的优化设计方法.首先根据EBPSK通信系统中数字冲击滤波器的特殊滤波机理,在考虑有限字长效应的情况下对数字冲击滤波器进行建模,然后设计出合理的优化变量、目标函数和约束条件,并利用QPSO算法的全局搜索能力和惩罚函数法的约束处理机制设计数字冲击滤波器.仿真结果表明:种群适应度值能够逐步达到收敛,从而保证了寻优结果的最优性;设计得到的滤波器幅频响应在中心频率处呈现出极窄的陷波-选频特性,并可将EBPSK调制信号的微弱相位跳变转化为明显的幅度冲击,有利于解调.与已有的手调滤波器相比,该设计方法快速可靠,可节约0.3～0.5 dB的信噪比增益. 展开更多

关键词 数字冲击滤波器 QPSO算法 EBPSK信号 有限字长效应 信噪比

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基于数字滤波的激光陀螺数字信号处理算法 被引量：4

10

作者 程耀强 徐德民 +1 位作者 万彦辉 刘明雍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期112-115,130,共5页

基于Sagnac效应的激光陀螺,信号输出为天然的数字形式,高速数字信号处理器为数字滤波提供了硬件平台,在现有研制精度和工艺水平下,激光陀螺输出信号的滤波算法好坏直接影响其精度。采集激光陀螺0.25 ms原始测试数据,并以此为研究对象,... 基于Sagnac效应的激光陀螺,信号输出为天然的数字形式,高速数字信号处理器为数字滤波提供了硬件平台,在现有研制精度和工艺水平下,激光陀螺输出信号的滤波算法好坏直接影响其精度。采集激光陀螺0.25 ms原始测试数据,并以此为研究对象,首先采用改进的FIR、IIR滤波算法进行了处理,然后从算法的实时性、处理精度等方面讨论了改进算法的优缺点,最后为激光陀螺选定了最优的滤波算法:IIR滤波+13阶FIR滤波。试验表明,相对于34阶FIR滤波,选定的滤波算法在不减低系统精度的基础上,将系统的时延从传统的3.625 ms降至1.805 ms左右,极大提高了制导系统的实时性,具有重要的工程参考价值。 展开更多

关键词 数字滤波 激光陀螺 算法 有限长单位冲激响应滤波器 无限脉冲响应数字滤波器

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一种鲁棒GPS/INS组合导航滤波算法设计 被引量：9

11

作者 王伟 丛宁 邬佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期240-245,共6页

针对卡尔曼及其扩展算法在滤波中噪声矩阵与实际偏差过大时出现滤波发散的情况,本文提出利用无偏有限冲击响应滤波器(UFIR)实现该背景下的状态估计。但将UFIR滤波器应用于GPS/INS组合系统存在2个问题:1)在线估计最佳滤波窗长的方法还有... 针对卡尔曼及其扩展算法在滤波中噪声矩阵与实际偏差过大时出现滤波发散的情况,本文提出利用无偏有限冲击响应滤波器(UFIR)实现该背景下的状态估计。但将UFIR滤波器应用于GPS/INS组合系统存在2个问题:1)在线估计最佳滤波窗长的方法还有待改善;2)导航精度较低。本文设计了一种级联式滤波算法,主滤波器对UFIR滤波算法进行改进,设计在线估计窗口大小方法的同时,改进了现有的UFIR算法;从滤波器引入GPS的航向信息,设计一种自适应卡尔曼滤波以提高导航精度。通过仿真和实测对所提滤波算法进行了验证,实验结果表明该算法可以有效提高导航精度和系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 组合导航 卡尔曼滤波器 无偏有限冲击响应滤波器 窗口滤波 级联滤波器 噪声统计特性 自适应滤波 批处理过程

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基于有限测点信息的结构多种响应重构 被引量：3

12

作者 张笑华 周海洋 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2016年第2期147-151,共5页

利用有限数目的传感器测量响应来重构未测点的多种响应。该方法是基于卡尔曼滤波算法,考虑传感器位置的优化,并融合应变、位移和加速度响应信息,实现从已有的有限数目测量响应数据到结构上未测点响应的预测。用桁架结构数值模拟了该方... 利用有限数目的传感器测量响应来重构未测点的多种响应。该方法是基于卡尔曼滤波算法,考虑传感器位置的优化,并融合应变、位移和加速度响应信息,实现从已有的有限数目测量响应数据到结构上未测点响应的预测。用桁架结构数值模拟了该方法的使用,并验证了该方法的有效性和适用性。 展开更多

关键词 有限测点 多种响应信息 卡尔曼滤波算法 传感器位置 响应重构

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基于TMS320C 5410EVM板FIR滤波器算法与设计方法研究

13

作者 彭卫韶 李义府 《数学理论与应用》 2004年第1期80-83,共4页

数字滤波器是语言、图象处理、模式识别以及谱分析中的基本运算的处理运算。本文研究 DSP中有限冲击响应 (FIR)滤波器的原理并结合 TM32 0 C5 410 EVM板介绍 FIR滤波器设计方法以及 DSP中 FIR滤波器的实现方法。

关键词 有限冲击响应滤波器 数字信号处理器 DSP 传递函数 数字滤波器 差分方程 傅氏级数

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基于DA算法的FIR滤波器设计与实现

14

作者 张大智 张望 牟志新 《电子质量》 2006年第3期77-79,共3页

本文介绍了分布式算法(DA)在数字信号处理方面的应用原理,结合Altera公司的Cyclone系列芯片提出了实现FIR数字滤波器的硬件电路的方案,设计出一种16阶FIR低通数字滤波器,以及实现滤波器的VHDL语言,并进行了软件仿真。仿真结果表明此系... 本文介绍了分布式算法(DA)在数字信号处理方面的应用原理,结合Altera公司的Cyclone系列芯片提出了实现FIR数字滤波器的硬件电路的方案,设计出一种16阶FIR低通数字滤波器,以及实现滤波器的VHDL语言,并进行了软件仿真。仿真结果表明此系统合理、可靠且满足设计要求。 展开更多

关键词 分布式算法 有限脉冲响应数字滤波器 现场可编程逻辑器件 VHDL

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基于有限测量信息的两步响应重构方法 被引量：7

15

作者 史鹏程 彭珍瑞 董康立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期291-297,共7页

提出了分两步进行结构响应重构的方法,可实现利用正常测量的响应对因传感器损坏而丢失或其余所需的响应进行重构。首先,建立各处正常工作的传感器的测量响应与需要重构响应的关系,计算出含噪声的各类响应;然后,使用粒子滤波算法降低测... 提出了分两步进行结构响应重构的方法,可实现利用正常测量的响应对因传感器损坏而丢失或其余所需的响应进行重构。首先,建立各处正常工作的传感器的测量响应与需要重构响应的关系,计算出含噪声的各类响应;然后,使用粒子滤波算法降低测量过程中有色噪声对于重构精度的影响,并且在粒子滤波算法中引入萤火虫算法代替重采样过程,改善粒子贫化现象。经对一个二维桁架进行数值模拟,结果显示该方法与直接使用测量响应进行响应重构的方法相比有更高的精度。 展开更多

关键词 有限测量信息 粒子滤波算法 萤火虫算法 响应重构 有色噪声

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基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器FPGA实现与应用 被引量：6

16

作者 宋定昆 刘桂雄 唐文明 《中国测试》 北大核心 2017年第7期97-102,共6页

传统动态FIR数字滤波需要将大量滤波器系数存入FPGA中,该文提出一种基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器实现方法,通过CORDIC算法对随信号参数动态变化的滤波器系数进行实时计算,节省大量FPGA内存资源。实验表明:基于CORDIC算法的动态FI... 传统动态FIR数字滤波需要将大量滤波器系数存入FPGA中,该文提出一种基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器实现方法,通过CORDIC算法对随信号参数动态变化的滤波器系数进行实时计算,节省大量FPGA内存资源。实验表明:基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器系数计算绝对误差小于±4×10-3,动态滤波器阻带衰减达-50 d B以上,具有准确度高、实时性好、占用内存少的特点。将该动态FIR数字滤波器应用于超声相控阵回波信号动态滤波,取得较好滤波效果。 展开更多

关键词 动态滤波器 坐标旋转数字计算机算法 有限脉冲响应 分布式算法 现场可编程门阵列

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基于CSD算法的高阶FIR滤波器优化设计 被引量：1

17

作者 李虎虎 罗丰 《雷达科学与技术》 2006年第6期377-381,共5页

在通信或雷达领域的高速实时信号处理中,通常包含大量的高速高阶FIR滤波器的设计。例如在雷达信号处理中,要进行数字正交采样和脉冲压缩器的设计,要求滤波器速率高,阶数大,运算量非常大。若使用DSP芯片则需多片处理完成,使得系统的工作... 在通信或雷达领域的高速实时信号处理中,通常包含大量的高速高阶FIR滤波器的设计。例如在雷达信号处理中,要进行数字正交采样和脉冲压缩器的设计,要求滤波器速率高,阶数大,运算量非常大。若使用DSP芯片则需多片处理完成,使得系统的工作延迟长、成本高、功耗大、调试困难。该文根据CSD(Canonic Signed-Digital)算法的思想,实现了高阶高速FIR滤波器的优化设计。该算法可显著降低算法的运算量,可用可编程逻辑器件迅速快捷地完成系统的硬件设计。文中举例用Altera公司的FPGA来实现数字正交采样和脉冲压缩滤波器算法优化,进行了实验验证,最后给出了结果比较和分析,证明这对基于FPGA的高阶FIR滤波器的设计有实际意义。 展开更多

关键词 数字信号处理 有限脉冲响应滤波器 CSD算法 现场可编程门阵列 优化设计

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QPSO算法在FIR数字滤波器频率抽样法设计中的应用 被引量：1

18

作者 陈敏 杨东伟 《数字技术与应用》 2011年第4期129-130,共2页

介绍了量子粒子群算法在有限冲击响应数字滤波器频率抽样法设计中的应用,给出了算法实现的具体实施步骤,并结合低通和带通滤波器设计的两个例子验证该方法的有效性和先进性。

关键词 量子粒子群优化算法 有限冲击响应数字滤波器 频率抽样 过渡带

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一种新型的高速FIR滤波器及其VLSI实现 被引量：9

19

作者 唐长文 张洁 闵昊 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期295-297,共3页

本文提出了一种新型的高速滤波器结构 ,此结构的核心是一种独特的乘加单元 .该乘加单元是通过对BOOTH型乘法器与高速加法器结构的深入研究而探索出来的 .采用该乘加单元我们可以实现任何阶数高速FIR滤波器 .在文章的最后我们采用该结构... 本文提出了一种新型的高速滤波器结构 ,此结构的核心是一种独特的乘加单元 .该乘加单元是通过对BOOTH型乘法器与高速加法器结构的深入研究而探索出来的 .采用该乘加单元我们可以实现任何阶数高速FIR滤波器 .在文章的最后我们采用该结构实现了视频编码器中的一个高速色度滤波器 。 展开更多

关键词 有限冲击响应滤波器 VLSI BOOTH乘法器

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一种改进的FIR数字滤波器自适应设计方法 被引量：17

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作者 杨益新 孙超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期554-558,共5页

提出了一种迭代算法 ,在 FIR数字滤波器的自适应设计过程中自动改变各个频率指标上代价因子的值 ,最终实现代价因子的最优取值。利用这种改进方法 ,可以实现 FIR数字滤波器和设计指标之间的最佳拟合。给出了两个设计实例 ,其中幅度响应... 提出了一种迭代算法 ,在 FIR数字滤波器的自适应设计过程中自动改变各个频率指标上代价因子的值 ,最终实现代价因子的最优取值。利用这种改进方法 ,可以实现 FIR数字滤波器和设计指标之间的最佳拟合。给出了两个设计实例 ,其中幅度响应每倍频程衰减 6 d B的滤波器 ,可以用于模拟水声阵列接收的宽带海洋噪声 ,而高精度时延的滤波器 ,则可以实现波束形成中所需要的非整数倍采样间隔的时延。 展开更多

关键词 FIR数字滤波器 自适应设计 代价因子 宽带海洋噪声 高精度时延 迭代算法 有限冲击响应

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