矩阵束算法的改进及应用

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1、第16卷第3期哈尔滨理工大学学报Vol.16No.32011年6月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2011矩阵束算法的改进及应用吴勃，高俊山，王姗姗(哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要:针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题，将传统的矩阵束算法进行改进．传统的矩阵束算法在低信噪比时，存在计算数值不稳定，极点提取精确度不高的缺点．通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关预处理，能有效提高低信噪比时极点的提取精确度．再将

2、数据经离散化后构造Hankle矩阵，结合奇异值分解，求解其广义特征值．即可提取信号的极点参数信息．最后通过仿真分析以及对波形的重构，验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点．关键词:极点提取;改进的矩阵束算法;噪声处理中图分类号:TN925文献标志码:A文章编号:1007－2683(2011)03－0041－05ModificationsandApplicationsofMatrixPencilAlgorithmWUBo，GAOJun-shan，WANGShan-shan(SchoolofAutomation，

3、HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract:Toresolvetransientresponseofthepolecouplingparameterextractionproblemsfromstrongelectro-magneticpulse，thetraditionalmatrixpencilalgorithmhasbeenimproved．Forthetraditionalmatrixpencilalgo-rithm

4、，thecalculationisinstableandpoleextractionaccuracyisnothighunderlowSNR．Topreprocessthenoisytransientresponsewithinter-relatedprocessingmethodcaneffectivelyimprovetheextractionaccuracyunderlowSNR．ThedataisthenconstructedHanklematrixafterdiscretization，combined

5、withsingularvaluedecomposition，forsolvingthegeneralizedeigenvalue．Then，thesignalpolesparameterinformationcanbeextracted．Finally，itisverifiedthattheimprovedalgorithmhasstronganti-noiseabilityandhighfitthroughsimulationanalysisandrecon-structionofthewaveform．Ke

6、ywords:targetpoles;improvedmatrixpencilalgorithm;noiseprocessing响应可以近似看成是一系列的衰减指数和的形式．0引言它的特性可以由极点、留数等参数来确定．Baum提出奇点展开法(singularityexpansionmethod，SEM)，［1］长期以来，人们主要研究的是单频稳态的电磁通过奇点也称极点、留数来计算瞬态电磁场．而现象，即电磁量从时间负无穷到正无穷以单频作稳如何准确计算极点，是奇点展开法的重点问题．这一定振荡，这是对实际电磁现象的一种抽象

7、，而实际的问题的常用数值算法有Prony法及其改进算法，但电磁现象总是瞬态的而不是真正稳态的．当电磁脉在实际应用中发现其抗噪能力差．Pricc提出了奇异冲照射金属导体时，就会产生瞬态电磁场．它的瞬态值分解法，抗噪能力较Prony法有所提高，但并未从收稿日期:2009－12－07基金项目:国家高等院校博士点专项基金(20040214003)作者简介:吴勃(1960—)，男，副教授，E-mail:wubo1960@126．com;高俊山(1962—)，男，博士，教授．42哈尔滨理工大学学报第16卷根本上解决抗噪能力问

8、题．近年来，Sarkar等人提出此时采用两个不同时刻的采样序列，为［2－4］M了矩阵束法来研究极点的提取问题．由于矩阵sinx(n)=∑aie，n≥0(1)束算法采用内积形式提高抗噪能力，获得了较好的i=1M效果，由于其属于非迭代解法，有效的克服了迭代解sjny(n)=∑bje，n≥0(2)法，如最小二乘法等的初值限定、累积误差及高运算j=1量，是一种高效实时的计算方法．