本文關(guān)鍵詞：廣義正交變換域下系統(tǒng)辨識(shí)的自適應(yīng)算法

  更多相關(guān)文章： 系統(tǒng)辨識(shí) 最小均方差算法 廣義正交變換域框架 短時(shí)傅里葉變換 凸組合

【摘要】：在系統(tǒng)辨識(shí)的應(yīng)用中,針對(duì)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的時(shí)變特點(diǎn),為了降低計(jì)算的復(fù)雜性,常通過(guò)自適應(yīng)濾波器來(lái)辨識(shí)未知線性系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)。從這個(gè)意義上說(shuō),自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)和算法往往就決定了系統(tǒng)辨識(shí)的性能�；跈M向?yàn)V波器結(jié)構(gòu)的最小均方差算法因其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易用等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的研究,一直是自適應(yīng)理論研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。然而該算法的收斂速度依賴(lài)于輸入信號(hào)相關(guān)矩陣的特征值擴(kuò)散度,隨特征值擴(kuò)散度增加而下降,這在一定程度上制約了其在強(qiáng)相關(guān)輸入情況下的應(yīng)用。對(duì)這一問(wèn)題尋求解決之道促成了眾多最小均方差改進(jìn)算法的出現(xiàn)和發(fā)展,例如短時(shí)傅里葉域最小均方差算法、變換域最小均方差算法及時(shí)域分?jǐn)?shù)階最小均方差算法等。這些算法因其各自特點(diǎn)而形成了不同的研究領(lǐng)域,但其核心仍然是最小均方差算法。為了深刻揭示它們與傳統(tǒng)最小均方差算法的內(nèi)在關(guān)系,本文引入了廣義正交變換域最小均方差算法框架的概念。這些算法作為該框架下的特例結(jié)構(gòu),通過(guò)引入合適的策略和參數(shù)以改善傳統(tǒng)最小均方差算法的收斂速度,而往往這些引入的參數(shù)需要根據(jù)系統(tǒng)的先驗(yàn)信息或使用者的經(jīng)驗(yàn)合理設(shè)置以平衡收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差的矛盾。為了解決這一矛盾,本文以參數(shù)自適應(yīng)設(shè)計(jì)策略為主要手段,在系統(tǒng)辨識(shí)應(yīng)用下對(duì)廣義正交變換變換域最小均方差算法框架下的這三個(gè)特例結(jié)構(gòu)提出了若干改進(jìn)算法,主要工作包括:第一,完善了分?jǐn)?shù)階數(shù)最小均方差算法的閾值分析理論。利用該理論對(duì)現(xiàn)有可變階數(shù)步長(zhǎng)參數(shù)算法在提高階數(shù)收斂速度和減少穩(wěn)態(tài)階數(shù)波動(dòng)方面的優(yōu)勢(shì)給出了數(shù)學(xué)解釋,進(jìn)而提出了一種簡(jiǎn)單有效的自適應(yīng)調(diào)整階數(shù)步長(zhǎng)參數(shù)的策略。利用該理論對(duì)高隨機(jī)噪聲情況下穩(wěn)態(tài)階數(shù)容易發(fā)生不必要變化的成因進(jìn)行了討論,通過(guò)引入限幅概念和凸組合的方式構(gòu)建了一種簡(jiǎn)單易用的混合算法用以保持高噪聲環(huán)境下階數(shù)的穩(wěn)定性。根據(jù)階數(shù)自適應(yīng)和權(quán)值自適應(yīng)的彼此獨(dú)立性,提出了一種簡(jiǎn)單的可以同時(shí)自適應(yīng)控制權(quán)值步長(zhǎng)參數(shù)與階數(shù)步長(zhǎng)參數(shù)的算法,以改善階數(shù)和均方差的收斂特性。第二,研究了自適應(yīng)濾波器內(nèi)凸組合算法和自適應(yīng)濾波器間凸組合算法。在分析了濾波器內(nèi)凸組合算法收斂特性的基礎(chǔ)上,利用輸出誤差和梯度向量分別設(shè)計(jì)了混合參數(shù)可以自適應(yīng)變化的策略以保證變換域最小均方差濾波器能夠同時(shí)獲得較快的收斂速度和較低的穩(wěn)態(tài)誤差。為了進(jìn)一步改善濾波器的收斂特性,引入了濾波器間凸組合的概念,從理論上分析了凸組合方式中成員濾波器額外均方差和交叉額外均方差的理論模型,通過(guò)仿真證實(shí)了模型的有效性。第三,在短時(shí)傅里葉域內(nèi)提出了自適應(yīng)控制交叉帶濾波器(或交叉相乘傳遞函數(shù)項(xiàng))數(shù)目的算法。在自適應(yīng)控制交叉帶濾波器數(shù)目的算法中提出了多濾波器結(jié)構(gòu)和單濾波器結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式,前者通過(guò)比較三個(gè)并行的橫向?yàn)V波器輸出均方差的估值,利用合適的判斷策略進(jìn)行交叉帶濾波器數(shù)目的調(diào)整;后者引入了片段誤差的概念,通過(guò)比較均方差與片段均方差間的比值與閾值參數(shù)的大小,利用合適的策略進(jìn)行交叉帶濾波器數(shù)目的調(diào)整。從降低計(jì)算量的角度出發(fā),我們采用單濾波器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)控制交叉相乘函數(shù)項(xiàng)數(shù)目的算法。第四,針對(duì)上述各算法的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了大量的仿真實(shí)驗(yàn)用以驗(yàn)證它們?cè)谄胶夥�(wěn)態(tài)誤差性能和收斂速度方面的改善。在聲學(xué)回聲消除的實(shí)際應(yīng)用背景下,利用上述算法對(duì)回波的傳播路徑進(jìn)行辨識(shí),通過(guò)回波損耗增益和運(yùn)行時(shí)間來(lái)定量的考察它們的性能以驗(yàn)證這些算法的實(shí)際工程價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：N945.14

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;“系統(tǒng)辨識(shí)”討論班在京舉辦[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);1979年01期

2 蕭德云,倪博溢;重視加強(qiáng)“系統(tǒng)辨識(shí)”課程的實(shí)踐教學(xué)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2005年S1期

3 竇立謙;宗群;劉文靜;;面向控制的系統(tǒng)辨識(shí)研究進(jìn)展[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2009年01期

4 馬海軍;林勇強(qiáng);馮屹朝;;系統(tǒng)辨識(shí)理論在建模中的應(yīng)用[J];大眾科技;2010年05期

5 丁鋒;;系統(tǒng)辨識(shí)(1):辨識(shí)導(dǎo)引[J];南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

6 史曉霞;;系統(tǒng)辨識(shí)與建模課程教學(xué)探討[J];高等建筑教育;2012年02期

7 王樂(lè)一;趙文哠;;系統(tǒng)辨識(shí):新的模式、挑戰(zhàn)及機(jī)遇[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2013年07期

8 袁震東;系統(tǒng)辨識(shí)的起源發(fā)展與展望[J];自然雜志;1981年01期

9 顧啟泰;具有有色噪聲系統(tǒng)辨識(shí)的新方法[J];控制理論與應(yīng)用;1990年03期

10 王行愚;系統(tǒng)辨識(shí)的若干新動(dòng)向[J];控制理論與應(yīng)用;1992年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳佳路;程曉斌;李曉東;田靜;;一種濾波器部分更新的自適應(yīng)回聲抵消算法[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2005年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'05]論文集[C];2005年

2 李志永;杜坤;;電影數(shù)字修復(fù)中全局閃爍的去除[A];2009中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視技術(shù)文集[C];2010年

3 楊濤;何培宇;;多路聲回波對(duì)消中一種改進(jìn)的互斥最大化濾波器系數(shù)選擇方法[A];全國(guó)第一屆嵌入式技術(shù)聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 袁震東;;論系統(tǒng)族的辨識(shí)[A];1994中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

5 高瑋;;基于連續(xù)蟻群算法的復(fù)雜巖體系統(tǒng)辨識(shí)[A];巖土工程數(shù)值方法與高性能計(jì)算學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

6 嚴(yán)成;;An Improved Implementation Approach of a Polyphase Filter With Symmetric Taps[A];2006通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十一屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

7 張永光;杉坂政典;;對(duì)新陳代謝—維修(M-R)系統(tǒng)的一些新看法[A];1997年中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];1997年

8 張鴻元;;系統(tǒng)辨識(shí)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用及思考[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國(guó)航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

9 徐正國(guó);黃清;;失配濾波器在多徑信道估計(jì)中的應(yīng)用[A];2005年全國(guó)超寬帶無(wú)線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

10 岳振軍;曹祖慶;;系統(tǒng)辨識(shí)試驗(yàn)中試驗(yàn)時(shí)間的確定[A];1994中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 魏瑩;廣義正交變換域下系統(tǒng)辨識(shí)的自適應(yīng)算法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 唐得志;面向控制的系統(tǒng)辨識(shí)理論的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 汪克文;系統(tǒng)辨識(shí)若干問(wèn)題的研究[D];北京化工大學(xué);2014年

4 吳塵;低復(fù)雜度數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)理論的研究[D];東南大學(xué);2015年

5 張浩;表面計(jì)量學(xué)中樣條濾波器理論的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 譚建豪;自然計(jì)算理論及其在系統(tǒng)辨識(shí)中的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2010年

7 朱善安;電液控制系統(tǒng)辨識(shí)及實(shí)時(shí)控制策略研究[D];浙江大學(xué);1987年

8 王佳;基于子空間方法的閉環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)[D];大連理工大學(xué);2013年

9 周良;開(kāi)環(huán)諧振器在濾波器及天線中的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

10 鄭軍;小波理論在系統(tǒng)建模與控制中的若干應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱啟昌;基于子空間法的大型天線伺服系統(tǒng)建模研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 任佳;航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油機(jī)構(gòu)的閉環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)與故障診斷算法研究[D];東北大學(xué);2014年

3 宋天然;控制系統(tǒng)辨識(shí)與性能評(píng)估方法在陡河電廠#3機(jī)組控制中的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

4 韓麗娜;基于系統(tǒng)辨識(shí)的液體材料聲參數(shù)估計(jì)方法研究[D];陜西師范大學(xué);2016年

5 董小微;磁懸浮無(wú)塵傳送系統(tǒng)辨識(shí)與優(yōu)化控制研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2017年

6 程嬋娟;系統(tǒng)辨識(shí)的線性規(guī)劃方法研究[D];廈門(mén)大學(xué);2009年

7 王晶;測(cè)力輪對(duì)頻域修正濾波器研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 田晶晶;基于快速卷積算法的低復(fù)雜度并行FIR濾波器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

9 張存;寬帶多通道相位延時(shí)測(cè)量與校正技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

10 鄧廷廷;具有正交特性的拉氏金字塔濾波器設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1270463