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《基于自適應(yīng)濾波器的時(shí)頻分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第35卷第11期自動(dòng)化學(xué)報(bào)Vol.35,No.112009年11月ACTAAUTOMATICASINICANovember,2009基于自適應(yīng)濾波器的時(shí)頻分析儲(chǔ)昭碧1張崇巍1馮小英1摘要采用最小方差原則和梯度下降方法,經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)變換,獲得頻率參數(shù)和帶寬參數(shù)可調(diào)的自適應(yīng)二維線性正弦跟蹤濾波器,實(shí)現(xiàn)信號(hào)跟隨與幅值估計(jì).把多個(gè)跟蹤器并聯(lián),形成帶寬可調(diào)的多頻點(diǎn)梳狀濾波器,得到多維線性常系數(shù)微分動(dòng)力系統(tǒng).用不變?cè)碜C明梳狀濾波器是一致漸近穩(wěn)定的.用拉普拉斯變換導(dǎo)出頻率特性,單正弦輸入時(shí)為向量形式,針對(duì)多正弦分量
2、時(shí)為頻率特性矩陣.當(dāng)輸入信號(hào)所有正弦分量的頻率都等于梳狀濾波器頻率參數(shù)時(shí),本算法能夠同時(shí)準(zhǔn)確跟隨所有分量及其幅值.分析了算法的頻域格柵效應(yīng)以及帶寬參數(shù)對(duì)穩(wěn)態(tài)精度的影響,通過(guò)仿真說(shuō)明了算法的有效性.關(guān)鍵詞自適應(yīng)跟蹤,梳狀濾波器,時(shí)頻分析,頻率格柵效應(yīng)中圖分類號(hào)TP14;TP93AdaptiveFilter-basedTime-frequencyAnalysis111CHUZhao-BiZHANGChong-WeiFENGXiao-YingAbstractAnadaptivelineartwo-dime
3、nsionsinusoidtracerwithselectablefrequencyandbandwidthparametersisdeducedtoestimatetheinstantaneousvalueandtheamplitudeofasinusoidbyleastsquareerror,gradientdescentmethodandrotationtransform.Anumberofthetracersinparallelconstitutealinearcombˉlterwithad
4、justablebandwidthineveryfrequencythatisamulti-dimensionlinearordinarydynamicsystem.TheuniformlyasymptoticalstabilityofthecombˉlterisvalidatedbyLaSalleinvarianceprinciple.Thefrequencycharacteristicsintheformofvectorforasinusoidandmatrixforsignalwithlots
5、ofsinusoidalcomponentsarederivedbyLaplacetransform.Allcomponentsofsignalaswellastheiramplitudescanbeestimatedexactlysimultaneouslyifallfrequenciesofthesignalarethesameasthefrequencyparametersofthecombˉlter.Thefrequencygride?ectoftheproposedalgorithmasw
6、ellasthee?ect0ofbandwidthparameteronprecisioninsteadystateareinvestigated.Thealgorithmsvalidityisveriˉedbysimulationresults.KeywordsAdaptivetracing,combˉlter,time-frequencyanalysis,frequencygride?ect對(duì)工程信號(hào)進(jìn)行分析和濾波,常常需要把給定對(duì)固定頻率!0的正弦輸入u(t),選擇幅值a、相位信號(hào)分解為不同頻
7、率的正弦分量之和.目前廣泛應(yīng)á作為狀態(tài)變量,提出類似文獻(xiàn)[10]算法的幅值相用的工具主要是離散傅里葉變換DFT及其改進(jìn)算角模型(Amplitudephasemodel,APM)跟蹤器如法
8、加窗的快速傅里葉變換算法[1?6].DFT算法下精確分析的前提條件是,保證采樣時(shí)間窗長(zhǎng)度準(zhǔn)確a_=111(u(t)?y)siná等于所有分量周期的最小公倍數(shù),否則由于頻譜泄漏產(chǎn)生誤差,對(duì)于包含多個(gè)間諧波的復(fù)雜信號(hào),此同á_=112(u(t)?y)cosá+!0步采樣要求難以滿足.另外,DFT算法直接得到的y=asi
9、ná是各個(gè)正弦相量的實(shí)部和虛部,必須通過(guò)二次計(jì)算其中,111;12為跟蹤器參數(shù).才能得到被檢測(cè)信號(hào)在每個(gè)采樣時(shí)刻的數(shù)值.文獻(xiàn)[11?13]以APM為基礎(chǔ)提出幅值、頻近幾年廣為討論的基于小波變換和小波包分解率、相位模型跟蹤器(Amplitudefrequencyphase的算法[7?8],其計(jì)算量大,不滿足實(shí)時(shí)分析要求,存model,AFPM).文獻(xiàn)[14?16]把多個(gè)跟蹤器并聯(lián)形在頻帶重疊導(dǎo)致調(diào)制混頻現(xiàn)象[9].成梳狀濾波器,分析諧波和間諧波.APM算法是關(guān)文獻(xiàn)[10
