比較好-自適應(yīng)濾波器應(yīng)用

1、自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用概述自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用概述 盡管實(shí)際上自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但通?？梢杂萌缦?種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之一對其進(jìn)行說明： 干擾的消除 預(yù)測 反演模擬 辨識 接下來我們要討論這些系統(tǒng)的基本構(gòu)想并給出這些種類的一些典型成功應(yīng)用。盡管并不總是能夠精確地描述具體信號的性質(zhì)，但通常還是對所有系統(tǒng)使用如下符號，分別是 x=自適應(yīng)濾波器的輸入量 y=自適應(yīng)濾波器的輸出量 d=(自適應(yīng)濾波器的)期望響應(yīng) e=d-y=估計誤差自適應(yīng)濾波器的反演模擬自適應(yīng)濾波器的反演模擬 在反演模擬結(jié)構(gòu)中， 自適應(yīng)濾波器的任務(wù)是提供表示未知的時變被控對象的最佳擬合的反演模型(通常以最小二乘法方式)。一個典型的通信例

2、子就是估算信號的多徑傳播與理想傳播的近似程度。圖8-3以圖形方式說明了這一結(jié)構(gòu)。輸入信號進(jìn)入被控對象，未知被控對象的輸出 xn是自適應(yīng)濾波器的輸入。然后，延遲的輸入信號dn用于計算誤差信號en，并調(diào)整自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)。這樣，在收斂后， 自適應(yīng)濾波器的傳遞函數(shù)近似于未知被控對象的傳遞函數(shù)的反演。 除了已經(jīng)提及的通信系統(tǒng)中的均衡以外， 自適應(yīng)濾波器的反演模型還成功用于提高附加的窄帶噪聲、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、S/N比率(信噪比)。在語音信號分析中用于去卷積以及數(shù)字濾波器的設(shè)計。自適應(yīng)濾波器應(yīng)用于系統(tǒng)辨識自適應(yīng)濾波器應(yīng)用于系統(tǒng)辨識 在系統(tǒng)辨識應(yīng)用中，自適應(yīng)濾波器的任務(wù)是確定表示未知被控對象或?yàn)V波器

3、的濾波器系數(shù)。系統(tǒng)辨識的結(jié)構(gòu)如圖8-4所示。可以看到，時間序列xn同時輸入自適應(yīng)濾波器和另一個線性被控對象或未知傳遞函數(shù)的濾波器。未知被控對象的輸出JH)成為整個系統(tǒng)的輸出。在收斂后，自適應(yīng)濾波器的輸出yN以一種最優(yōu)(通常是最小二乘法)方式近似于dn。所提供的自適應(yīng)濾波器的階數(shù)與未知被控對象相匹配，并且輸入信號xn是廣義穩(wěn)態(tài)(wide sense stationary，WSS)的， 自適應(yīng)濾波器的系數(shù)將收斂到與未知被控對象相同的值。在實(shí)際應(yīng)用中，在未知被控對象的輸出中通常都會有外加的噪聲(觀測誤差)，濾波器的結(jié)構(gòu)不會精確地與未知被控對象匹配。這會造成與所描述的完美性能之間有所偏差。由于這一結(jié)構(gòu)

4、的靈活性以及能夠單獨(dú)地調(diào)整獨(dú)立的輸入?yún)?shù)的個數(shù)，使之成為在自適應(yīng)濾波器的性能評估中經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)之一。我們將使用這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個LMS和RLS之間的詳細(xì)比較，LMS和RLS是調(diào)整自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)最常用的兩種算法。這種系統(tǒng)辨識已經(jīng)用于生物學(xué)中的建模以及社會和商業(yè)系統(tǒng)的模擬，還有自適應(yīng)控制系統(tǒng)數(shù)字濾波器和地球物理學(xué)等領(lǐng)域。在地震學(xué)勘探中，這樣的系統(tǒng)已用于生成分層的地球模型宋解決地球表面的復(fù)雜問題。自適應(yīng)濾波器的預(yù)測應(yīng)用自適應(yīng)濾波器的預(yù)測應(yīng)用 在預(yù)測應(yīng)用中，自適應(yīng)濾波器的任務(wù)是提供隨機(jī)信號的當(dāng)前值的最佳預(yù)測(通常以最小二乘法方式)。顯然，只有在輸入信號與白噪聲有本質(zhì)區(qū)別時才是可能的。圖8-2

5、以圖形方式說明了這一結(jié)構(gòu)?？梢钥吹剑斎雂n)給自適應(yīng)濾波器的輸入施加了一個延遲以及計算估計誤差。預(yù)測編碼已經(jīng)成功用于圖像和語音信號處理。預(yù)測編碼不是直接對信號進(jìn)行編碼，而只是為傳送和存儲編碼。其他的應(yīng)用還包括功率譜建模、數(shù)據(jù)壓縮、譜的增強(qiáng)以及事件檢測自適應(yīng)濾波器應(yīng)用于干擾的消除自適應(yīng)濾波器應(yīng)用于干擾的消除 在自適應(yīng)濾波器應(yīng)用非常普遍的領(lǐng)域中，輸入信號不但含有有用信息的信號，也攙雜著干擾，例如：隨機(jī)的白噪聲或50/60Hz的電力線交流噪聲。圖8-1給出了這一應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。輸入(傳感器)信號dn和自適應(yīng)濾波器對基準(zhǔn)信號xn的輸出響應(yīng)yn用于計算誤差信號en，這一信號也是消除干擾的結(jié)構(gòu)部分的系統(tǒng)輸出。這樣，在收斂后，表示干擾的加性逆元素的(修正后的)基準(zhǔn)信號就從輸入信號中減掉了。后面我們要詳細(xì)地研究一個電力