針對含噪信號的自適應(yīng)跟蹤微分器改進(jìn)研究

張 帆， 徐華中， 向 云， 汪賽力

(武漢理工大學(xué)自動化學(xué)院，武漢 430070)

針對含噪信號的自適應(yīng)跟蹤微分器改進(jìn)研究

張 帆， 徐華中， 向 云， 汪賽力

(武漢理工大學(xué)自動化學(xué)院，武漢 430070)

跟蹤含噪信號時，傳統(tǒng)的自適應(yīng)跟蹤微分器會有擾動引入到速度因子和濾波因子參數(shù)中，導(dǎo)致系統(tǒng)跟蹤紊亂從而跟蹤到噪聲。針對這個問題，分析了噪聲引入的原因，研究了傳統(tǒng)自適應(yīng)跟蹤微分器的性能，提出了將跟蹤間距的滑動窗口標(biāo)準(zhǔn)差估計作為輸入的自適應(yīng)函數(shù)來調(diào)整濾波因子和速度因子的改進(jìn)跟蹤微分器(IATD)的實(shí)現(xiàn)方法。仿真結(jié)果表明，IATD具有精確的參數(shù)調(diào)整能力，噪聲條件下?lián)碛懈斓母櫵俣龋瑫r在寬范圍信噪比條件下也具有更強(qiáng)的噪聲抑制能力。

含噪信號； 自適應(yīng)跟蹤微分器； 滑動窗口標(biāo)準(zhǔn)差； 噪聲抑制

0 引言

在控制和測量領(lǐng)域，從噪聲環(huán)境中提取或者恢復(fù)有效的原始信號對于控制系統(tǒng)性能至關(guān)重要[1-2]。傳統(tǒng)方法采用維納濾波器和卡爾曼濾波器，計算量很大，為提高濾波器設(shè)計的簡便性、實(shí)用性[3]，1994年,韓京清等人[4]提出跟蹤-微分器(TD)的概念，2004年，武利強(qiáng)等人[3]研究了跟蹤微分器的濾波性能，解決了由不連續(xù)或帶隨機(jī)噪聲的量測信號中提取連續(xù)的有效信號及其微分信號問題。跟蹤微分器具有良好的跟蹤性能和抗干擾能力，但隨著信號與混雜噪聲的變化，跟蹤的速度和噪聲抑制能力就會一定程度地減弱；為此，2002年，景奉水等人[5]根據(jù)最優(yōu)控制原理，提出了依據(jù)跟蹤信號與輸入信號的間距去控制速度因子的線性自適應(yīng)函數(shù)，一定程度上提高了跟蹤微分器的快速性，但是并未考慮濾波因子，且一旦信號含噪聲，速度因子很容易受干擾；……