基于粒子群優(yōu)化算法的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、數(shù)字濾波器在數(shù)字信號處理的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器在滿足一定對稱條件下，可以實(shí)現(xiàn)線性相位，而且穩(wěn)定性好，因而FIR數(shù)字濾波器獲得了廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)化設(shè)計(jì)也一直受到廣大學(xué)者和工程技術(shù)人員的關(guān)注。 粒子群優(yōu)化算法模擬鳥群飛行覓食的行為，群體根據(jù)自己的速度在解空間中追隨最優(yōu)粒子進(jìn)行搜索。粒子群算法收斂速度快、設(shè)置參數(shù)少、簡單易實(shí)現(xiàn)，在解決非線性優(yōu)化問題方面有突出的表現(xiàn)，已成為一種重要的優(yōu)化工具。 本文

2、基于粒子群優(yōu)化算法理論，將粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于FIR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，即將粒子群優(yōu)化算法的優(yōu)點(diǎn)與FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)需求結(jié)合起來，借助粒子群優(yōu)化算法尋找到較好的濾波器系數(shù)，從而最大程度地逼近工程要求的幅頻響應(yīng)。本文首先介紹了粒子群優(yōu)化算法原理、數(shù)學(xué)描述、參數(shù)意義及各種模型。其次，分析了FIR數(shù)字濾波器原理及設(shè)計(jì)方法，并在指定技術(shù)指標(biāo)下，應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法設(shè)計(jì)出一個(gè)高通濾波器，在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所

3、設(shè)計(jì)的濾波器與傳統(tǒng)優(yōu)化算法所設(shè)計(jì)的濾波器相比，通帶波動(dòng)小，阻帶衰減大，濾波效果更優(yōu)良。最后研究了粒子群算法的參數(shù)對算法性能的影響。以算法理解的簡單性、實(shí)現(xiàn)的簡潔性為基本思路，針對粒子在實(shí)際搜索過程中是非線性且高度復(fù)雜的現(xiàn)象，從改變粒子群算法的參數(shù)出發(fā)，使慣性權(quán)重的變化受粒子運(yùn)行態(tài)勢的影響，給出了一種動(dòng)態(tài)改變慣性權(quán)重的粒子群優(yōu)化算法，運(yùn)用此算法設(shè)計(jì)的高通濾波器，從在線性能、離線性能和各代群體最優(yōu)適應(yīng)度的性能指標(biāo)來看，算法收斂速度更快，魯棒