發(fā)布時間：2021-07-03 10:14

　　針對雙線性變換法在設(shè)計聲級計頻率計權(quán)數(shù)字濾波器時存在固有頻率失真問題,提出一種基于改進(jìn)帝國競爭算法的數(shù)字IIR濾波器設(shè)計方法.為避免帝國競爭算法出現(xiàn)早熟收斂而陷入局部最優(yōu)的問題,在帝國競爭算法同化階段引入混沌函數(shù)來增大搜索范圍,與此同時,在帝國競爭階段引入克隆進(jìn)化算子,引導(dǎo)算法向IIR濾波器參數(shù)最優(yōu)解方向搜索,得到改進(jìn)帝國競爭算法.在研究聲級計A、C計權(quán)的IIR濾波器誤差來源的基礎(chǔ)上,利用改進(jìn)帝國競爭算法對聲級計頻率計權(quán)數(shù)字IIR濾波器系數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)求解,構(gòu)建基于改進(jìn)帝國競爭算法的頻率計權(quán)數(shù)字IIR濾波器優(yōu)化模型.仿真與實驗結(jié)果表明,本文提出的數(shù)字濾波器設(shè)計方法精度較高,且濾波器的誤差能控制在10^-3dB數(shù)量級范圍內(nèi).在噪聲環(huán)境下不同聲信號級進(jìn)行的頻率計權(quán)測試結(jié)果表明,改進(jìn)帝國競爭算法測試的聲信號級的計權(quán)誤差能維持在10^-2dB數(shù)量級范圍內(nèi),完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3241—2010對1級聲級計的設(shè)計要求. 

【文章來源】：湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,47(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

A計權(quán)仿真曲線

此外，為了比較算法相比傳統(tǒng)優(yōu)化算法的性能，同時采用PSO和標(biāo)準(zhǔn)ICA算法進(jìn)行了頻率計權(quán)濾波器優(yōu)化對比設(shè)計[16].算法的迭代次數(shù)均設(shè)置為800，仿真結(jié)果的誤差幅頻響應(yīng)曲線如圖7所示.仿真結(jié)果表明，與PSO和ICA優(yōu)化算法相比，在相同的迭代次數(shù)下基于MICA設(shè)計的濾波器誤差更小，具有更好的優(yōu)化性能，同時證明了本文改進(jìn)算法的有效性.頻率/Hz圖7 A計權(quán)誤差曲線

為了測試聲級計在不同信號級下的A計權(quán)特性，在輸入信號級為L={128,118,98,78}dB 4種情況下測試聲級計A計權(quán)誤差.表1給出了標(biāo)稱參考頻率點(diǎn)處基于雙線性變換、PSO、ICA和MICA的聲級計A計權(quán)在低頻段和高頻段的測試誤差.同時，為了反映算法的抗噪性，給不同信號級聲源添加信噪比為25 dB的高斯白噪聲信號.圖9、圖10分別給出了頻率在10 Hz～20 kHz內(nèi)的34個標(biāo)稱參考頻率點(diǎn)處基于雙線性變換與MICA的A計權(quán)測試結(jié)果曲線.A計權(quán)的測試結(jié)果分析如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于STM32的級聯(lián)型IIR數(shù)字濾波器設(shè)計[J]. 姚佳旭,朱磊,潘楊,崔琳.  電子測量技術(shù). 2018(17)
[2]結(jié)合改進(jìn)PSO算法和LSSVM的化工異常工況超早期監(jiān)測預(yù)警研究[J]. 胡瑾秋,郭放,張來斌.  電子測量與儀器學(xué)報. 2018(02)
[3]運(yùn)用改進(jìn)帝國競爭算法識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)[J]. 邵永亮,常軍.  噪聲與振動控制. 2017(02)
[4]基于GA-PSO混合算法的鋼桿磁特性參數(shù)識別方法[J]. 何存富,王志,劉秀成,王學(xué)遷,吳斌.  儀器儀表學(xué)報. 2017(04)
[5]基于粒子群優(yōu)化的聲級計A計權(quán)設(shè)計[J]. 唐求,賈楊威,滕召勝,林海軍,譚家騰.  儀器儀表學(xué)報. 2015(04)
[6]聲級計頻率計權(quán)特性自動檢定系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[J]. 鐘波,孫慶生,王雪晶,牛峰.  電聲技術(shù). 2010(05)
[7]改進(jìn)的前饋FIR振動控制器[J]. 劉強(qiáng),陳仁文,劉琳,王鑫偉.  振動與沖擊. 2009(02)
[8]頻率計權(quán)的全數(shù)字實現(xiàn)[J]. 金暉,何潔.  儀器儀表學(xué)報. 2006(S2)
[9]虛擬式噪聲分析儀的數(shù)字計權(quán)與開發(fā)[J]. 楊昌棋,秦樹人,張躍俊.  重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(05)



本文編號：3262384