针对自适应最小均方误差(Least Mean Square,LMS)滤波算法迭代步长在算法收敛速度、稳态误差间的折中问题,设计了一种基于双曲正切函数的新型变步长算法,算法以双曲正切函数为基础,建立步长因子μ(n)与误差信号e(n)的非线性函数关系,并...针对自适应最小均方误差(Least Mean Square,LMS)滤波算法迭代步长在算法收敛速度、稳态误差间的折中问题,设计了一种基于双曲正切函数的新型变步长算法,算法以双曲正切函数为基础,建立步长因子μ(n)与误差信号e(n)的非线性函数关系,并引入参数α、β和m,设计了一种新的步长调整公式,使得在算法迭代初始阶段采用较大步长因子,达到更快的收敛速度,在接近收敛时采用较小的步长因子,获得更小的稳态误差。通过仿真分析了不同参数对算法性能的影响,与已有典型变步长算法相比,论文算法具有更快的收敛速度、更小的稳态误差和更优的追踪能力。展开更多
以日本房总半岛2011年、2013~2014年、2018年3次慢滑移事件(slow slip event, SSE)为例,利用自主研发的GPS坐标时序分析(GPS coordinate time series analysis, GTSA)软件批量处理该半岛多个GPS站点2009~2019年共10 a的坐标时序数据,构...以日本房总半岛2011年、2013~2014年、2018年3次慢滑移事件(slow slip event, SSE)为例,利用自主研发的GPS坐标时序分析(GPS coordinate time series analysis, GTSA)软件批量处理该半岛多个GPS站点2009~2019年共10 a的坐标时序数据,构建包含周期性SSE的坐标时序模型。结果表明:1)双曲正切函数的数学特性与SSE的运动规律十分吻合,表现为缓慢加速-快速滑动-缓慢减速,最后恢复至稳态;2)函数对SSE的精准建模可有效确定SSE发生时间的中心、持续时长和地表位移;3)2011年SSE持续时间最长可达50 d, 2013~2014年和2018年的SSE持续时间最长为25 d;4)3次SSE的水平位移均朝东南方向,高程位移量均表现为下沉,2018年SSE最大水平位移达5.2 cm, 2013~2014年最大高程位移达3.8 cm。展开更多
自适应滤波器在自适应控制、噪声消除、信道均衡、系统辨识以及生物医学等领域的应用中发挥着重要作用。由于其简单性、低计算量和易于实现等特点,其中最流行的自适应滤波算法是最小均方(Least Mean Square,LMS)算法。传统的LMS算法在...自适应滤波器在自适应控制、噪声消除、信道均衡、系统辨识以及生物医学等领域的应用中发挥着重要作用。由于其简单性、低计算量和易于实现等特点,其中最流行的自适应滤波算法是最小均方(Least Mean Square,LMS)算法。传统的LMS算法在处理高斯信号时具有良好的收敛性能,然而,针对非高斯信号的处理,自适应LMS算法的收敛性较差,甚至无法收敛。为了改进LMS算法在非高斯噪声干扰下的收敛性,本文通过将传统的LMS算法的代价函数嵌入到双曲正切(Hyperbolic Tangent)函数框架中设计了一种新的代价函数,从而提出了一种鲁棒的双曲正切最小均方(Hyperbolic Tangent Least Mean Square,HTLMS)算法。此外,针对HTLMS算法存在收敛速度与稳态误差相矛盾的问题,本文设计了一种可变λ参数的双曲正切最小均方(Variableλ-parameter Hyperbolic Tangent Least Mean Square,VHTLMS)算法。仿真结果表明,在系统辨识应用场景中,与LMS算法、最大相关熵准则(Generalized Maximum Correntropy Criterion,GMCC)自适应滤波算法和对数双曲余弦自适应滤波器(Logarithmic Hyperbolic Cosine Adaptive Filter,LHCAF)算法相比较,本文提出的HTLMS算法和VHTLMS算法在冲击噪声干扰下具有良好的鲁棒性、更快的收敛速度和较小的稳态误差。展开更多
为了改进现有的变步长最小均方误差(least mean square,LMS)算法在低信噪比时性能较差的缺陷,提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS算法,从理论分析和仿真实验两方面讨论了引入参数对算法收敛性、跟踪性、稳定性的影响及算法的...为了改进现有的变步长最小均方误差(least mean square,LMS)算法在低信噪比时性能较差的缺陷,提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS算法,从理论分析和仿真实验两方面讨论了引入参数对算法收敛性、跟踪性、稳定性的影响及算法的抗干扰性。理论分析和仿真实验表明该算法在高低信噪比时均具有较快的收敛速度和跟踪速度以及较小的稳态误差和稳态失调,并且在低信噪比时该算法的收敛性、跟踪性、稳态性均优于其他多种变步长算法。展开更多
为了提高光伏/温差联合发电系统的效率,需要进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制。针对传统电导增量法步长固定不变导致跟踪速度慢和稳态误差大的缺点,该研究提出一种恒定电压法和双曲正切型自适应变步长算法结...为了提高光伏/温差联合发电系统的效率,需要进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制。针对传统电导增量法步长固定不变导致跟踪速度慢和稳态误差大的缺点,该研究提出一种恒定电压法和双曲正切型自适应变步长算法结合的MPPT控制策略。该策略利用双曲正切函数单调递增、变化速度快的特点,使步长可以根据光强等外界环境条件的变化,自适应地快速调整,同时利用恒定电压法加快追踪的响应速度。Matlab/Simulink软件仿真和硬件试验表明,该研究所提方法在光照强度剧烈变化时,系统能够在15 ms内快速跟踪到最大功率点,同时稳态误差低于0.3%,实现了MPPT控制在跟踪速度和稳态精度方面的同步优化。展开更多
为了改进现有变步长LMS(least mean square)算法性能方面存在的缺陷,提出一种改进的变步长谐波检测算法。该算法在原有双曲正切函数的基础上引入包含输入信号的因子T(n),跟踪输入信号变化,以便分析算法性能,提高其抗干扰能力,并采用增...为了改进现有变步长LMS(least mean square)算法性能方面存在的缺陷,提出一种改进的变步长谐波检测算法。该算法在原有双曲正切函数的基础上引入包含输入信号的因子T(n),跟踪输入信号变化,以便分析算法性能,提高其抗干扰能力,并采用增加补偿项来确保算法的收敛速度;同时将步长迭代公式中固定约束范围转变为动态范围,使步长变化相对平滑,稳态失调相对较小;最后利用归一化的处理方法改进权值公式,增大输入信号的动态范围。仿真结果表明,新算法在收敛速度、跟踪能力、抗干扰能力、稳态误差等方面较现有的变步长谐波检测算法有较大提高,是一种可行、有效、具有一定工程应用价值的算法。展开更多
文摘针对自适应最小均方误差(Least Mean Square,LMS)滤波算法迭代步长在算法收敛速度、稳态误差间的折中问题,设计了一种基于双曲正切函数的新型变步长算法,算法以双曲正切函数为基础,建立步长因子μ(n)与误差信号e(n)的非线性函数关系,并引入参数α、β和m,设计了一种新的步长调整公式,使得在算法迭代初始阶段采用较大步长因子,达到更快的收敛速度,在接近收敛时采用较小的步长因子,获得更小的稳态误差。通过仿真分析了不同参数对算法性能的影响,与已有典型变步长算法相比,论文算法具有更快的收敛速度、更小的稳态误差和更优的追踪能力。
文摘自适应滤波器在自适应控制、噪声消除、信道均衡、系统辨识以及生物医学等领域的应用中发挥着重要作用。由于其简单性、低计算量和易于实现等特点,其中最流行的自适应滤波算法是最小均方(Least Mean Square,LMS)算法。传统的LMS算法在处理高斯信号时具有良好的收敛性能,然而,针对非高斯信号的处理,自适应LMS算法的收敛性较差,甚至无法收敛。为了改进LMS算法在非高斯噪声干扰下的收敛性,本文通过将传统的LMS算法的代价函数嵌入到双曲正切(Hyperbolic Tangent)函数框架中设计了一种新的代价函数,从而提出了一种鲁棒的双曲正切最小均方(Hyperbolic Tangent Least Mean Square,HTLMS)算法。此外,针对HTLMS算法存在收敛速度与稳态误差相矛盾的问题,本文设计了一种可变λ参数的双曲正切最小均方(Variableλ-parameter Hyperbolic Tangent Least Mean Square,VHTLMS)算法。仿真结果表明,在系统辨识应用场景中,与LMS算法、最大相关熵准则(Generalized Maximum Correntropy Criterion,GMCC)自适应滤波算法和对数双曲余弦自适应滤波器(Logarithmic Hyperbolic Cosine Adaptive Filter,LHCAF)算法相比较,本文提出的HTLMS算法和VHTLMS算法在冲击噪声干扰下具有良好的鲁棒性、更快的收敛速度和较小的稳态误差。
文摘为了改进现有的变步长最小均方误差(least mean square,LMS)算法在低信噪比时性能较差的缺陷,提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS算法,从理论分析和仿真实验两方面讨论了引入参数对算法收敛性、跟踪性、稳定性的影响及算法的抗干扰性。理论分析和仿真实验表明该算法在高低信噪比时均具有较快的收敛速度和跟踪速度以及较小的稳态误差和稳态失调,并且在低信噪比时该算法的收敛性、跟踪性、稳态性均优于其他多种变步长算法。
文摘为了提高光伏/温差联合发电系统的效率,需要进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制。针对传统电导增量法步长固定不变导致跟踪速度慢和稳态误差大的缺点,该研究提出一种恒定电压法和双曲正切型自适应变步长算法结合的MPPT控制策略。该策略利用双曲正切函数单调递增、变化速度快的特点,使步长可以根据光强等外界环境条件的变化,自适应地快速调整,同时利用恒定电压法加快追踪的响应速度。Matlab/Simulink软件仿真和硬件试验表明,该研究所提方法在光照强度剧烈变化时,系统能够在15 ms内快速跟踪到最大功率点,同时稳态误差低于0.3%,实现了MPPT控制在跟踪速度和稳态精度方面的同步优化。
文摘为了改进现有变步长LMS(least mean square)算法性能方面存在的缺陷,提出一种改进的变步长谐波检测算法。该算法在原有双曲正切函数的基础上引入包含输入信号的因子T(n),跟踪输入信号变化,以便分析算法性能,提高其抗干扰能力,并采用增加补偿项来确保算法的收敛速度;同时将步长迭代公式中固定约束范围转变为动态范围,使步长变化相对平滑,稳态失调相对较小;最后利用归一化的处理方法改进权值公式,增大输入信号的动态范围。仿真结果表明,新算法在收敛速度、跟踪能力、抗干扰能力、稳态误差等方面较现有的变步长谐波检测算法有较大提高,是一种可行、有效、具有一定工程应用价值的算法。
基金Project Supported by the National Natural Science Foundation of China(10461006)the Natural Science Foundation ofInner Mongolia(200408020103)the High Education Science Research Programof Inner Mongolia(NJ02035).
