自適應(yīng)RLS算法的研究及周期信號(hào)噪聲濾除的應(yīng)用.pdf

1、任何系統(tǒng)都不可避免地受到各種噪聲的影響，如何有效地消除和抑制噪聲是近年來(lái)的熱門(mén)研究課題之一。噪聲抑制方法可分為兩大類(lèi)：被動(dòng)噪聲抑制和主動(dòng)噪聲抑制。被動(dòng)式噪聲抑制方法是從聲學(xué)材料和聲學(xué)結(jié)構(gòu)入手，對(duì)抑制高頻噪聲較為有效，但對(duì)低頻噪聲效果并不好，且設(shè)備笨重、體積龐大、安裝困難。主動(dòng)式噪聲抑制方法解決了低頻噪聲抑制問(wèn)題，且系統(tǒng)的體積小、重量輕。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和控制系統(tǒng)理論的發(fā)展，主動(dòng)噪聲抑制技術(shù)開(kāi)始以自適應(yīng)為主要研究方向。自適應(yīng)濾波是近3

2、0年以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種最佳濾波方法。它是在維納濾波，Kalman濾波等線性濾波基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種濾波方法，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和更優(yōu)的濾波性能。
　　本文介紹了自適應(yīng)濾波器的基本原理，對(duì)自適應(yīng)算法中最基本的兩種算法：最小均方(LMS)算法和最小二乘(RLS)算法進(jìn)行了深入研究，分析了典型算法的特性及各參數(shù)對(duì)算法性能的影響，并對(duì)比了典型算法的優(yōu)缺點(diǎn)。自適應(yīng) LMS濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)是收斂速度很慢，抗干擾差?；谧钚《藴?zhǔn)

3、則，RLS算法對(duì)輸入信號(hào)的自相關(guān)矩陣逆進(jìn)行遞推估計(jì)更新，收斂速度更快，跟蹤能力更強(qiáng)，其收斂性能與輸入信號(hào)的頻譜特性無(wú)關(guān)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)比各種RLS濾波算法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有變遺忘因子的RLS算法進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)自調(diào)諧濾波器。為驗(yàn)證算法的可行性，從理論上對(duì)算法的跟蹤能力、收斂性、抗干擾能力進(jìn)行了分析，并且通過(guò)Matlab軟件對(duì)其進(jìn)行對(duì)比仿真，證實(shí)了改進(jìn)的RLS算法的優(yōu)越性。用VHDL硬件描述語(yǔ)言，在Quartus II軟件開(kāi)發(fā)