自适应滤波器(终).ppt

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1、基于LMS算法的自适应滤波器的研究与应用14小组成员：范莹郭静高春杰主讲人：贺鹏主要内容一、自适应滤波器二、LMS算法三、改进的LMS算法四、自适应滤波器的应用www.themegallery.comCompanyLogo一、自适应滤波器1自适应滤波器原理2自适应滤波器的特点3与维纳滤波器、卡尔曼滤波的比较自适应滤波器www.themegallery.comCompanyLogo1、自适应滤波器的原理所谓自适应滤波器，就是利用前一时刻已获得的滤波器参数等结果，自动地调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。根据环境的改变，使用自适应算法

2、来改变滤波器的参数和结构。www.themegallery.comCompanyLogo2、自适应滤波器的特点它能够在未知的环境中有效工作，并能够跟踪输入信号的的时变特征。具有学习和跟踪过程：学习过程，即是调整自己参数的过程。跟踪过程，即是根据输入信号的变化而自动改变参数的过程。www.themegallery.comCompanyLogo3、与维纳滤波器、卡尔曼滤波的比较维纳滤波器和卡尔曼滤波器处理的信号：信号和噪声的统计特性先验已知主要区别自适应滤波器处理的信号的：信号和噪声的统计特性未知或随时间变化www.themegallery.comCompanyLogo二、LMS算法L

3、MS：以均方误差最小为准则，能自动调节单位脉冲响应h(n),即图中的权系数向量W(n)，以达到最优滤波。自适应算法的目的就是寻找最优的滤波器权值系数，使得性能函数最小。www.themegallery.comCompanyLogo计算公式：最终的迭代公式：W(n+1)=W(n)+μe(n)X(n)www.themegallery.comCompanyLogo三、改进的LMS算法LMS算法的主要参数是滤波器权系数矢量W(n)的阶数和自适应步长μ，它们影响着滤波器的收敛速度和稳态误差。并且，滤波器权系数矢量W(n)的阶数和运算量有关。www.themegallery.comCompan

4、yLogo仿真结论μ的增大加快收敛速度，增大稳态误差。阶数的增大加快收敛速度，增大稳态误差收敛速度与稳态误差相互矛盾，为使算法最优，要寻找平衡点www.themegallery.comCompanyLogo变步长在初始阶段选用较大步长，使算法有较快初始收敛速度，随着系统逐渐稳定，采用较小步长来减小稳态误差。本文中变步长公式为:M为采样点数www.themegallery.comCompanyLogo变阶数权系数矢量阶数N和误差函数e(n)的函数关系为:结论：该算法具有初始阶段和未知状态时变阶段滤波器阶数自动增加，而稳态时阶数减小的特点，显著降低了运算量，而且达到了良好的滤波效果。w

5、ww.themegallery.comCompanyLogo通过变步长和权系数矢量的阶数，明显加快了算法的收敛速度，并且减少了稳态误差，从而改善了滤波效果。www.themegallery.comCompanyLogo四、自适应滤波器的应用1、自适应噪声抵消器信号源噪声源自适应滤波+-www.themegallery.comCompanyLogo2、电网谐波电流预测目前，提高电网电能质量的趋势是采用有源电力滤波器（APF），但数字计算过程不可避免地引入延时，造成APF补偿信号的相位滞后，影响其优良性能的发挥。自适应滤波器通过改进的LMS算法可以根据输入数据的大小，自动地取较大或较小

6、的收敛因子。这种方法改善了因延迟造成的APF补偿信号的相位滞后问题，而且该方法算法简单，便于数字化实现。www.themegallery.comCompanyLogothankyou！www.themegallery.comCompanyLogo