基于重叠存储的快速自适应滤波器算法研究.pdf

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1、<电气开关>(2012．No．2)35文章编号：1004—289X(2012)02—0035—03基于重叠存储的快速自适应滤波器算法研究白迪，狄跃斌，于辉(1．沈阳工程学院电气工程系，辽宁沈阳110136；2．丹东供电公司保_护自动化所，辽宁丹东118000；3．中国电力科学研究院配用电与农业研究所，北京100000)摘要：为提高LMS算法的收敛速度和精确度，提出基于重叠存储的快速自适应滤波器算法，利用重叠存储法的快速卷积技术，进行快速傅里叶变换来实现。理论分析和计算机仿真均表明改进后的算法具有较快的收敛速度和较好的稳态

2、性能，估计精度高优于其它算法。关键词：重叠存储；LMS算法；自适应滤波；傅立叶变化中图分类号：TN713文献标识码：BFastAdaptiveFilterAlgorithmBasedonOverlappingStorageBAIDi，DIYue—bin，YUHui(1．DepartmentofElectricalEngineering，ShenyangInstituteofEngineering，Shenyang110136，China；2．ProtectionInstituteofAutomation，DandongP

3、owerSupplyCompany，Dandong118000，China；3．ElectricityandAgriculturalResearchInstitute，ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100000，China)Abstract：ToimproveconvergencespeedandaccuracyofLMSalgorithm，thepaperproposesfastadaptivefilteralgo-rithmbasedonoverlappings

4、torage．UseafastconvolutiontechniqueoftheoverlappingstoragemethodtoachievefastFouriertransform．Thetheoreticalanalysisandcomputersimulationshowthattheimprovedalgorithmhasfasterconver—geneeandbettersteadystateperformanceandaccurateestimationissuperiorotheralgorithm．

5、Keywords：overlappingstorage；least—mean．squares；adaptivefilter；Fouriertransform1引言和自适应过程两个基本过程J。近年来，电力电子设备的非线性负载在容量和数若抽头加权值向量(J7、r)的先验已知，则用它选量上不断增加，使电力系统受到谐波、无功的冲击，不择(0)的适当值；否则令W“(n)=O。当输入信号为但危害着电力系统中用电设备，更影响着供电系统的(n)=n时MX1抽头输入向量为[U(n)，(n一1)，供电质量。因此，准确、实时地检测出电网中的谐

6、波信⋯，u(n—M+1)]T。相应的滤波器的输出为号成为电力有源滤波器进行精确补偿的关键⋯。目Y(n)=“(凡)“(凡)(1)前，大多数研究都集中于最小均方算法(Least—Mean．估计误差或误差信号Square，LMS)中，然而LMS算法的收敛速度与稳态e(n)=d(n)一)，(1／,)(2)失调是难以兼顾的。本文通过重叠存储法的快速卷积技术对LMS算法进行改进，并从实际出发，通过仿真权向量的自适应验证了改进的LMS算法在收敛速度和精度方面都有(n+1)=(n)+／zu(n)e(n)(3)大幅提高。其中，是抽头数(即

7、滤波器长度)；为步长参2LMS自适应滤波算法数，o<<1，s一是抽头输入n)的功率谱密度LMS算法是线性自适应滤波算法，包括滤波过程的最大值。由上述公式可以看出，传统的LMS算法确36<电气开关>(2012．No．2)实结构简单、计算量小且稳定性好，但由于其步长固将重叠存储方法应用于时间相关向量，得到定，导致快的收敛速度和小的稳态失调不能兼得。(k)=IF[U(k)E(k)]最前个元素(11)为解决此问题，可利用离散傅里叶变换以改善收敛速所以抽头向量的频域表达为度。W“(k+1)=W“(k)+／zFFT[()，0](12

8、)以上是一种基于重叠存储实现线性卷积和线性相3块自适应滤波器关算法的分段处理方法，可用图1表示。块自适应滤波器是把输人数据序列u(n)通过串一并变换器分成点的块，并把数据块一次一块的加到长度为的有限脉冲响应(FIR，finite—durationim—pulseresponse)滤波器。因为块LMS算法中误差信号随抽