針對(duì)雙線性變換法在設(shè)計(jì)聲級(jí)計(jì)頻率計(jì)權(quán)數(shù)字濾波器時(shí)存在固有頻率失真問(wèn)題,提出一種基于改進(jìn)帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的數(shù)字IIR濾波器設(shè)計(jì)方法.為避免帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法出現(xiàn)早熟收斂而陷入局部最優(yōu)的問(wèn)題,在帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法同化階段引入混沌函數(shù)來(lái)增大搜索范圍,與此同時(shí),在帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法.在研究聲級(jí)計(jì)A、C計(jì)權(quán)的IIR濾波器誤差來(lái)源的基礎(chǔ)上,利用改進(jìn)帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法對(duì)聲級(jí)計(jì)頻率計(jì)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(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的頻率計(jì)權(quán)數(shù)字IIR濾波器優(yōu)化模型.仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法精度較高,且濾波器的誤差能控制在10^-3dB數(shù)量級(jí)范圍內(nèi).在噪聲環(huán)境下不同聲信號(hào)級(jí)進(jìn)行的頻率計(jì)權(quán)測(cè)試結(jié)果表明,改進(jìn)帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法測(cè)試的聲信號(hào)級(jí)的計(jì)權(quán)誤差能維持在10^-2dB數(shù)量級(jí)范圍內(nèi),完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3241—2010對(duì)1級(jí)聲級(jí)計(jì)的設(shè)計(jì)要求. 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

A計(jì)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(shí)采用PSO和標(biāo)準(zhǔn)ICA算法進(jìn)行了頻率計(jì)權(quán)濾波器優(yōu)化對(duì)比設(shè)計(jì)[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(jì)的濾波器誤差更小，具有更好的優(yōu)化性能，同時(shí)證明了本文改進(jìn)算法的有效性.頻率/Hz圖7 A計(jì)權(quán)誤差曲線

為了測(cè)試聲級(jí)計(jì)在不同信號(hào)級(jí)下的A計(jì)權(quán)特性，在輸入信號(hào)級(jí)為L(zhǎng)={128,118,98,78}dB 4種情況下測(cè)試聲級(jí)計(jì)A計(jì)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(jí)計(jì)A計(jì)權(quán)在低頻段和高頻段的測(cè)試誤差.同時(shí)，為了反映算法的抗噪性，給不同信號(hào)級(jí)聲源添加信噪比為25 dB的高斯白噪聲信號(hào).圖9、圖10分別給出了頻率在10 Hz～20 kHz內(nèi)的34個(gè)標(biāo)稱參考頻率點(diǎn)處基于雙線性變換與MICA的A計(jì)權(quán)測(cè)試結(jié)果曲線.A計(jì)權(quán)的測(cè)試結(jié)果分析如下：

【參考文獻(xiàn)】：
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