МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
Федеральне державне бюджетне освітня установа
ВИЩОЇ ОСВІТИ
(ФГБОУ ВПО)
«Воронезького державного університету»
ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНОЇ МАТЕМАТИКИ, ІНФОРМАТИКИ І МЕХАНІКИ
КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ І АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ
Застосування адаптивних фільтрів для ідентифікації систем
Курсова робота
Виконав:
студент 5-го курсу в/о
Літікова А.С.
Науковий керівник:
д.ф.-м.н. Аверіна Л.І.
Вороніж +2014
Зміст
Введення
. Основна ідея адаптивної обробки сигналу
2. Алгоритми адаптивної фільтрації
.1 Оптимальний фільтр Вінера
.2 Адаптивний алгоритм LMS
.3 Детермінована завдання оптимальної фільтрації
.4 Адаптивний алгоритм RLS
.5 Алгоритм RLS з експоненціальним забуванням
3. Адаптивні фільтри в ідентифікації систем
. Реалізація моделей адаптивних фільтрів, порівняння результатів
Висновки
Програми
Бібліографічний список
Введення
Цифрова обробка сигналів у складних радіоелектронних системах характеризуються рядом особливостей, що ускладнюють рішення радіотехнічних завдань. У високоякісних системах цифрової обробка сигналів часто ведеться в умовах невизначеності системних характеристик. Апріорна і поточна інформація про параметри системи є неповною. Крім того, при експлуатації системи параметри її об'єктів і середовища функціонування можуть змінюватися непередбачених заздалегідь чином і тоді нестаціонарність виступає як один з видів невизначеності. Стохастичность поведінки також є важливою рисою, що характеризує обробку сигналів в складних системах. Це обумовлено наявністю джерел випадкових перешкод і всякого роду другорядних (з точки зору вирішення задачі) процесів з непередбачуваною поведінкою. Таким чином, стохастичность і нестаціонарність об'єктів і умов їх функціонування визначають фактор складності системи.
Одним з найбільш перспективних шляхів подолання труднощів, породжуваних цим фактором складності є застосування методів адаптації. При адаптивної цифрової обробки інформація про об'єкт і зовнішніх впливах збирається в ході обробки і використовується для зміни параметрів блоків обробки. Адаптивні пристрої обробки сигналу діють за принципом замкнутого контуру. Вхідний сигнал фільтрується або зважується в програмованому фільтрі для отримання вихідного сигналу, який потім порівнюється з корисним, стандартним або навчальним сигналом для знаходження сигналу помилки. Потім цей сигнал помилки використовується для коригування вагових параметрів процесора обробки з метою поступової мінімізації помилки. При цьому адаптивної системі потрібен мінімальний об'єкт вихідної інформації про абітурієнта сигналі.
Процесори радіотехнічної обробки можна розділити на два великі класи: адаптивні фільтри і адаптивні антени. Адаптивні антени здійснюють просторову обробку сигналу за допомогою антеною решітки, формуючи діаграму спрямованості таким чином, щоб в ній створювався головний максимум в напрямку приходу сигналу і відбувалася генерації нулів в напрямку джерел перешкод. В адаптивних цифрових фільтрах використовується програмований фільтр, частотна характеристика або передавальна функція якого змінюється, або адаптується, таким чином, щоб пропустити без спотворення корисні складові сигналу і послабити небажані сигнали або перешкоди, тобто зменшити викривлення вхідного корисного сигналу. Адаптивний фільтр діє за принципом оцінювання статистичних параметрів сигналу, що поступає і підстроювання власної перехідної характеристики таким чином. щоб мінімізувати деяку функцію вартості. Такі адаптивні фільтри часто використовуються для відновлення на виходах каналів сигналів з мінливими в часі характеристиками.
Мета цієї курсової роботи - дослідити і вивчити наукову літературу з даної теми, досліджувати роботу основних алгоритмів адаптації (LMS-алгоритму, RLS-алгоритму і RLS-алгоритму з експоненціальним забуванням) на прикладі ідентифікації фільтра 31-го порядку з імпульсною характеристикою у вигляді експоненціально затухаючої синусоїди. Крім того, буде розглянута реакція алгоритмів на стрибкоподібні зміни параметрів системи.
1. Основна ідея адаптивної обробки сигналу
Загальна структура адаптивного фільтра показана на рис. 1. Вхідний дискретний сигна...
