李贵阳外文翻译IIP滤波器

大连民族学院毕业设计外文资料翻译

所在学院：信息与通信工程学院

专业 (班级):通信工程（082）

学生姓名: 李贵阳 _

指导教师：许爽 __

2012 年3月30日

优化有限字长系数的IIR通过遗传算法的数字滤波器- 比较研究

Gurvinder S. Baicher

Department of Engineering, Newport Business School, University of Wales Newport,

Allt-yr-yn Campus, P.O.Box 180, Newport NP20 5XR, South Wales, U.K.

g.singh-baicher@https://www.360docs.net/doc/7a16070628.html,

摘要：本文参考有限字长有关的具体问题（FWL）系数限制的无限冲激响应的情况

下（IIR）数字滤波器。由于递归滤波器的反馈性质，稳定性问题在其设计的重要因素，在一些细节进行了讨论。以前的一些IIR滤波器的有限字长系数的优化工作报告；还讨论了滤波器类型和IIR滤波器的结构和广泛他们的优化利用遗传算法进行了研究和报告。最后，进行了对比试验，使用简单的比较法优化选择一个过滤器技术。

一、引言

在许多例子中的实用时，低功耗和高出率的应用中，“无限精度从他们的设计的数字滤波器的系数必须有限字长等值取代。简单地说，这可以通过系数四舍五入到其指定的字长。然而，这样一个截断可能导致有不可预知的频率响应，还可能成可接受的现象。出于这个原因，优化技术，通常用于派生的变体集字附近优化设计的有限长度系数。

有限脉冲响应的有限字长系数优化（FIR）数字滤波器先前已报道[1]。在本文中，我们考虑无限脉冲响应（IIR）数字滤波器精确的设计并且分析IIR滤器通常是根据线性系统设计的然而，当处于有限的字量化误差和溢出的长度影响考虑，使得系统变得非线性，正是这一点在定点的分析造成困难滤波器的实现。递归滤波器结构的影响问题有限字长变得更加严重时相比，非递归滤波器。在一种极端情况下，尤其是窄带滤波器的两极过滤器是相当接近的单位圆，IIR滤波器的有限字长的长度系数可能会产生积极的反馈，从而变得不稳定。有限字长遭受同样的递归IIR滤波器，由于定点硬件实现错误的影响，作为非递归，如FIR滤波器输入信号的量化，由于模拟到数字的转换，系数量化，溢出错误和产品；除了这些错误，另外两个问题所造成的递归滤波器的反馈性质首先。这些都是，小规模的极限环是由非线性量化反馈回路中引起的振荡其次，大规模的极限环的定点算术非线性溢出引起的

在反馈环路中。这两个问题，第一个错误通常比较低，容易耐受，但第二个错误，可导致大振幅的持续振荡递归滤波器的完整动态范围，因此必须避免。

常用的IIR数字滤波器的结构;直接并联和级联形式。这是公认的二阶节级联少得多敏感系数量化效应和过滤器的稳定性的影响，尤其是当用比较直接的形式实现[2][3]。正确排序和匹配在每节级联和他们的缩放进一步极点和零点确保系数的敏感性降低[4][5]。可用于其他结构IIR滤波器的实现是：状态变量[6]，晶格[7]和波数字滤波器[8]。一般来说，作为过滤器的结构变得更加复杂，那么一个更大的部分滤波过程进行结构少的负载系数。因此，有更复杂的结构，如点阵和波数字滤波器能力系数字大大降低经营所需的响应长度。然而，在灵敏度系数方面，第二顺序级联一直执行即使相比，并行和波数字滤波器结构设计[9]。因此，在这项研究中将使用二级联和其滤波算法简单，便于进行稳定性测试。

二、IIR滤波器设计的优化和稳定性问题

在递归数字滤波器的输出是一个过去和现在输入的线性组合和过去的输出。差分方程表示的形式是

传递函数是

（2）

系数BM和我的滤波器的传递函数H（z）的EQN，（2）在初步设计阶段，通过对IIR 滤波器等高精度形式该过滤器的规格规定感到满意。对于即时实现等过滤器使用定点设备，然后出现错误的方式可能降低过滤器的性能和在极端情况下，让一个原本稳定的过滤器变得不稳定。

适当扩大输入加法器等，输出保持在较低水平可以防止大规模的极限环，这可能导致减少噪音信号到该系统的信噪比（SNR）。这很重要，选择一个适当的比例因子为一个给定的结构，以防止溢出，而在同一时间保持最好的信噪比。有三种常用的方法，确定一个合适的缩放因子和被简称为L1，L2和L∞准则[10]。系数的灵敏度和滤波器稳定问题进行了分析变化的结果，考虑在何种程度上改变磁极位置是系数[3]，[11]；分析一些重要的扣减。

（a）该过滤器是最敏感的最后系数。

（b）移动极点接近单位圆，增加了极点的敏感性位置系数的变化。

高阶滤波器通常聚集在一起在通带内，所以为了减少灵敏度当中的一个低阶节，级联结构建议。这导致倾向于采用二阶节级联。由值EQN合理的传递函数。级联二阶转移函数可以写为

（3）

其中L是级联部分。

有许多不同的级联结构可以根据排序法HK（Z）块，还对不同的极点和零点配对。这种灵活性结构宽大允许选择一个过滤器，可用于减少实现系数量化的依赖。

为减少系数的灵敏度，特定二阶级联的设计过程描述[5]。一些重要的考虑因素在级联部分的顺序。

（1）匹配最接近的零点最接近z平面单位圆的极点这些极点。

（2）相匹配的零点同样的剩余的极点，走向起源单位圆。

（3）与最接近的单位圆的极点的部分命令的最后一节其他极点/零点配对部分根据前面的级联从单位圆极点的距离。

上述第三个条件是基于这样的假设，下面的缩放级联部分应用即

（4）

EQU标度属性。（4）产生最大峰值的幅度响应与最接近的单位圆的极点节。排序规则，因此，开始部分至少达到顶峰，和最尖峰的方向。

MATLAB信号处理工具箱提供了一个功能tf2sos（传递函数二阶节转换）；可以用来

生成二阶节是根据适当的最佳零极点配对基于上述规则排列的。这个函数生成包含每个系数矩阵SOS二阶节的等效传递函数H（Z）。

三、GA优化IIR数字滤波器

遗传算法是一种有用的工具，在优化有限字长约束为实现IIR数字滤波器的系数。GA 优化的一些例子IIR滤波器的设计问题，有文献报道。威尔逊和麦克劳德[12]考虑IIR滤波器的级联形式的设计。一个简单的遗传算法应用于，以便找到一个妥协的解决方案的频率响应误差和加法器成本。此外，保证稳定和最小相位分析

基因和确定的极点和零点的位置。如果是在单位圆外，并且这是提出的全通滤波器的乘法。量化系数然后遵循此步骤。这一步是直接优化的限制变现IIR滤波器。哈里斯和Ifeachor[13]认为是一种自动化设计IIR滤波器的程序。这项工作认为是一种混合遗传算法的方法，优化二阶节级联IIR滤波器零极点的位置上

z平面。在GA最终时，位于内指定一个适当的过滤器界的最大通带纹波和最小阻带衰减。稳定的三角形的标准是用来返回低不稳定的解决方案的适应度函数。

。一个多目标的适用性功能包括加权组件全面一次性的噪音，由于二阶节的顺序和频率过滤器的响应。这种组合使一个妥协的解决方案可以找到依据设计规格，可以通过控制两个变量。阿尔斯兰的霍罗克斯[14]报道了在这一领域的其他工作。再次，第二以便章节在这里，考虑使用实值系数，被安排在串联形成由一串级联阶段的代表。频率响应最低和最高限额内，并指定模板，整体适用性从精确设计的频率响应偏差的功能评估过滤器。在用稳定性检查稳定三角形的基础上进行。

这里介绍的工作的主要优势和在本研究报告是完整的设计和优化的过程是基于Matlab 可以执行按顺序选择合适的选择过滤器的设计的和优化参数该选项提供设计的灵活性，使用标准的Matlab信号工具箱功能，其中包括约缩放，零极点配对问题和处理排序的第二章节。在这项工作中所使用的GA是Matlab工具箱

开发奇者普菲尔德等人[15]。该工具箱最初是为控制系统的应用，并已被改编为IIR数字滤波器的优化。主要的无需作任何改动，遗传算法功能，如排名，交叉和重新插入被写入新的m文档计算的适用性功能的功能。

这种基于MATLAB的积分方法IIR滤波器的初步设计和后续的GA优化此步骤灵活地取得量化设计规范的度量。例如，在Matlab功能sos转换成二阶高阶有理传递函数H（Z）在函数级联的章节中。零极点默认选项“UP”的排序是这样的：EQU矩阵SOS第一行。（5）将包含最接近的起源和最后一排极点，将包含最接近的单位圆的极点。这个选项允许最小由于量化系数的灵敏度。'量表'选项的tf2sos函数指定的增益所需的缩放比例和所有的分子系数二阶章节级联。此“规模”可供选择的L2规范、L∞和无缩放。默认的“UP”polezero排序的组合双和L∞范数标度，最大限度地减少溢出错误的概率IIR滤波器的实现。

在一个阶段的实施取得了完整的优化过程使用单一的确切幅度响应频率响应模板。幅度误差函数的计算使用以下：

（5）

其中，Hei =幅频响应的确切（即高精度系数）过滤器频率的“i”和Hi=测试滤波器的幅度频率响应：“i'”。

类似计算相位误差函数使用的相位响应过滤。必须最小化的目标函数值，被求值使用

（6）

其中W =加权分数。

百分率误差之间的精确和最优化的幅度响应使用以下计算：

（7）

作者：Gurvinder S. Baicher

出处：Department of Engineering, Newport Business School, University of Wales Newport,Allt-yr-yn Campus, P.O.Box 180, Newport NP20 5XR, South Wales, U.K.g.singh-baicher@https://www.360docs.net/doc/7a16070628.html,

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传感器技术论文中英文对照资料外文翻译文献

中英文对照资料外文翻译文献附件1：外文资料翻译译文传感器新技术的发展传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件。输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。如果把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被测量并转换成相应输出量，对系统的质量起决定性作用。自动化程度越高，系统对传感器要求越高。在今天的信息时代里，信息产业包括信息采集、传输、处理三部分，即传感技术、通信技术、计算机技术。现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展，而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、成本等已难以满足而逐渐被淘汰。世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。如今传感器新技术的发展，主要有以下几个方面：利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁性传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏度高，仅次于超导量子干涉器件。它的制造工艺远比超导量子干涉器件简单。可用于磁成像技术，有广泛推广价值。利用抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用这一现象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内是否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力传感器。

图像处理中值滤波器中英文对照外文翻译文献

中英文资料对照外文翻译一、英文原文 A NEW CONTENT BASED MEDIAN FILTER ABSTRACT In this paper the hardware implementation of a contentbased median filter suitabl e for real-time impulse noise suppression is presented. The function of the proposed ci rcuitry is adaptive; it detects the existence of impulse noise in an image neighborhood and applies the median filter operator only when necessary. In this way, the blurring o f the imagein process is avoided and the integrity of edge and detail information is pre served. The proposed digital hardware structure is capable of processing gray-scale im ages of 8-bit resolution and is fully pipelined, whereas parallel processing is used to m inimize computational time. The architecturepresented was implemented in FPGA an d it can be used in industrial imaging applications, where fast processing is of the utm ost importance. The typical system clock frequency is 55 MHz. 1. INTRODUCTION Two applications of great importance in the area of image processing are noise filtering and image enhancement [1].These tasks are an essential part of any image pro cessor,whether the final image is utilized for visual interpretation or for automatic an alysis. The aim of noise filtering is to eliminate noise and its effects on the original im age, while corrupting the image as little as possible. To this end, nonlinear techniques (like the median and, in general, order statistics filters) have been found to provide mo re satisfactory results in comparison to linear methods. Impulse noise exists in many p ractical applications and can be generated by various sources, including a number of man made phenomena, such as unprotected switches, industrial machines and car ign ition systems. Images are often corrupted by impulse noise due to a noisy sensor or ch annel transmission errors. The most common method used for impulse noise suppressi on n forgray-scale and color images is the median filter (MF) [2].The basic drawback o f the application of the MF is the blurringof the image in process. In the general case,t he filter is applied uniformly across an image, modifying pixels that arenot contamina ted by noise. In this way, the effective elimination of impulse noise is often at the exp ense of an overalldegradation of the image and blurred or distorted features[3].In this paper an intelligent hardware structure of a content based median filter (CBMF) suita ble for impulse noise suppression is presented. The function of the proposed circuit is to detect the existence of noise in the image window and apply the corresponding MF

IIR数字滤波器的设计外文文献以与翻译

IIR Digita Filter Design An important step in the development of a digital filter is the determination of a realizable transfer function G(z) approximating the given frequency response specifications. If an IIR filter is desired,it is also necessary to ensure that G(z) is stable. The process of deriving the transfer function G(z) is called digital filter design. After G(z) has been obtained, the next step is to realize it in the form of a suitable filter structure. In chapter 8,we outlined a variety of basic structures for the realization of FIR and IIR transfer functions. In this chapter,we consider the IIR digital filter design problem. The design of FIR digital filters is treated in chapter 10. First we review some of the issues associated with the filter design problem. A widely used approach to IIR filter design based on the conversion of a prototype analog transfer function to a digital transfer function is discussed next. Typical design examples are included to illustrate this approach. We then consider the transformation of one type of IIR filter transfer function into another type, which is achieved by replacing the complex variable z by a function of z. Four commonly used transformations are summarized. Finally we consider the computer-aided design of IIR digital filter. To this end, we restrict our discussion to the use of matlab in determining the transfer functions. 9.1 preliminary considerations There are two major issues that need to be answered before one can develop the digital transfer function G(z). The first and foremost issue is the development of a reasonable filter frequency response specification from the requirements of the overall system in which the digital filter is to be employed. The second issue is to determine whether an FIR or IIR digital filter is to be designed. In the section ,we examine these two issues first .

无线传感器网络论文中英文资料对照外文翻译

中英文资料对照外文翻译基于网络共享的无线传感网络设计摘要：无线传感器网络是近年来的一种新兴发展技术，它在环境监测、农业和公众健康等方面有着广泛的应用。在发展中国家，无线传感器网络技术是一种常用的技术模型。由于无线传感网络的在线监测和高效率的网络传送，使其具有很大的发展前景，然而无线传感网络的发展仍然面临着很大的挑战。其主要挑战包括传感器的可携性、快速性。我们首先讨论了传感器网络的可行性然后描述在解决各种技术性挑战时传感器应产生的便携性。我们还讨论了关于孟加拉国和加利尼亚州基于无线传感网络的水质的开发和监测。关键词：无线传感网络、在线监测 1.简介无线传感器网络，是计算机设备和传感器之间的桥梁，在公共卫生、环境和农业等领域发挥着巨大的作用。一个单一的设备应该有一个处理器，一个无线电和多个传感器。当这些设备在一个领域部署时，传感装置测量这一领域的特殊环境。然后将监测到的数据通过无线电进行传输，再由计算机进行数据分析。这样，无线传感器网络可以对环境中各种变化进行详细的观察。无线传感器网络是能够测量各种现象如在水中的污染物含量，水灌溉流量。比如，最近发生的污染涌流进中国松花江，而松花江又是饮用水的主要来源。通过测定水流量和速度，通过传感器对江水进行实时监测，就能够确定污染桶的数量和流动方向。不幸的是，人们只是在资源相对丰富这个条件下做文章，无线传感器网络的潜力在很大程度上仍未开发，费用对无线传感器网络是几个主要障碍之一，阻止了其更广阔的发展前景。许多无线传感器网络组件正在趋于便宜化（例如有关计算能力的组件），而传感器本身仍是最昂贵的。正如在在文献[5]中所指出的，成功的技术依赖于

基于FPGA的卡尔曼滤波器的设计

基于FPGA的卡尔曼滤波器的设计时间：2010-04-12 12:52:33 来源：电子科技作者：米月琴，黄军荣西安电子科技大学摘要：针对电路设计中经常碰到数据的噪声干扰现象，提出了一种Kalman滤波的FPGA实现方法。该方法采用了TI公司的高精度模数转换器ADSl25l以及Altera公司的EPlCl2，首先用卡尔曼滤波算法设计了一个滤波器，然后将该滤波器分解成简单的加、减、乘、除运算。通过基于FPGA平台的硬件与软件的合理设计，成功地实现了数据噪声的滤除设计，并通过实践仿真计算，验证了所实现滤波的有效性。关键词：卡尔曼；FPGA；最小方差估计卡尔曼滤波是一个“Optimal Recursive Data Processing Algorithm(最优化自回归数据处理算法)”，对于解决很大部分的问题，是最优化的，效率最高甚至是最有用的。传统的卡尔曼滤波是在DSP上实现的。但是DSP成本相对较高，而且指令是串行执行的，不能满足有些要求较高的场合。而FPGA由于其硬件结构决定了它的并行处理方式，无论在速度还是实时性都更胜一筹。文中以基于FPGA 器件和A／D转换器的数据采集系统为硬件平台，进行了卡尔曼滤波算法设计，详述了基于FPGA的卡尔曼滤波器的设计实现。 1 卡尔曼滤波算法工程中，为了了解工程对象(滤波中称为系统)的各个物理量(滤波中称为状态)的确切数值，或为了达到对工程对象进行控制的目的，必须利用测量手段对系统的各个状态进行测量。但是，量测值可能仅是系统的部分状态或是部分状态的线性组合，且量测值中有随机误差(常称为量测噪声)。最优估计就是针对上述问题的一种解决方法。它能将仅与部分状态有关的测量进行处理，得出从统计意义上讲误差最小的更多状态的估值。误差最小的标准常称为估计准则，根据不同的估计准则和估计计算方法，有各种不同的最优估计，卡尔曼滤波是一种递推线性最小方差估计的最优估计。系统的状态方程可设定为式（3）为系统噪声。设设备的量测噪声为Vk，系统得量测方程为

压力传感器外文翻译

压力传感器合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。目前市场上传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些传感器既包括最基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况下，补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例，所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。摩托罗拉公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件，该器件具有 3 类： 1.基本的或未加补偿标定； 2.有标定并进行温度补偿； 3.有标定、补偿和放大。偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。该传感器通常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。传感器最简单的数学模型即为传递函数。该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少 10 倍的仪器作为测量标准。由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，测得的压力将产生如图 1 所示的误差。这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成： a.偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。 b.灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数（见图 1）。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。

维纳最速下降法滤波器卡尔曼滤波器设计及Matlab仿真

信息融合大作业 ——维纳最速下降法滤波器，卡尔曼滤波器设计及Matlab仿真 1.滤波问题浅谈估计器或滤波器这一术语通常用来称呼一个系统，设计这样的系统是为了从含有噪声的数据中提取人们感兴趣的，接近规定质量的信息。由于这样一个宽目标，估计理论应用于诸如通信、雷达、声纳、导航、地震学、生物医学工程、金融工程等众多不同的领域。例如，考虑一个数字通信系统，其基本形式由发

射机、信道和接收机连接组成。发射机的作用是把数字源(例如计算机)产生的0、1符号序列组成的消息信号变换成为适合于信道上传送的波形。而由于符号间干扰和噪声的存在，信道输出端收到的信号是含有噪声的或失真的发送信号。接收机的作用是，操作接收信号并把原消息信号的一个可靠估值传递给系统输出端的某个用户。随着通信系统复杂度的提高，对原消息信号的还原成为通信系统中最为重要的环节，而噪声是接收端需要排除的最主要的干扰，人们也设计出了针对各种不同条件应用的滤波器，其中最速下降算法是一种古老的最优化技术，而卡尔曼滤波器随着应用条件的精简成为了普适性的高效滤波器。2．维纳最速下降算法滤波器 2.1 最速下降算法的基本思想考虑一个代价函数，它是某个未知向量的连续可微分函数。函数将的元素映射为实数。这里，我们要寻找一个最优解。使它满足如下条件 (2.1) 这也是无约束最优化的数学表示。特别适合于自适应滤波的一类无约束最优化算法基于局部迭代下降的算法：从某一初始猜想出发，产生一系列权向量，使得代价函数在算法的每一次迭代都是下降的，即其中是权向量的过去值，而是其更新值。我们希望算法最终收敛到最优值。迭代下降的一种简单形式是最速下降法，该方法是沿最速下降方向连续调整权向量。为方便起见，我们将梯度向量表示为

数字滤波器的外文翻译

FIR 数字滤波器的有限字长系数优化的比较研究拜彻尔，泰勒，罗兰威尔士大学纽波特学院运算工程学校摘要：实时数字滤波器频率响应的精度受实现时系数约束条件即有限字长(FWL)的影响。该文仅考虑FIR 数字滤波器有关的FWL 问题。准确和近似响应之间的最大误差限的约束条件所对应的理论问题和统计误差值都进行了详细的研究。利用实数值遗传算法作为优化工具，并由若干设计案例的FWL 效应获得其最大误差限和误差值。由此，完成了简单凑整逼近、遗传算法优化、整数规划法，以及简单希尔登山者方法之间的比较。关键词：实时数字滤波器；有限字长；遗传算法；整数规划 1. 前言 FIR 数字滤波器广泛用于图像处理、移动通信、医疗电子，以及很多其他的信号处理应用。为降低能耗和提高运算量，截断系数到最短长度是有优势的。然而，该截断会引起滤波嚣设计参数的变化，在某些情况下这是不可接收的。此即优化问题，即尽可能地选择近似系数值的微小变化量，以便最好的服从设计规范标准。针对有限脉冲响应(FIR)滤波器形式结构的线性相位已被证明是鲁棒的，因而FWL 系数的自我实现的研究是极具有吸引力的[1]。FWL FIR 对称数字滤波器的研究涉及到一组系数的选择，从而这个新频率响应可以作为无限准确系数截断的一个结果，可以最大的接近所给定的规范频率响应。已知的为解决该问题所使用的算法均基于两种方法：局部搜索法[2]和整数规划分支界限法[3,4]。局部搜索法需要选择一组可行的FWL 系数(称为四舍五入值)，用以给出一个频率响应并用以检验H 的领域。同时要选定滤波器的传递函数，以便得到更好的滤波器H'，即具有低误差函数的滤波器。如果找到了这样的一个滤波器H'，那么便可用H'来代替H ，而算法即可进入下一步或者终止。分支界限算法涉及对一组可能解所构成的树的系统性修正，这些解依赖于由枚举总数所确定的下界值。这两种算法本质上计算密集，且不能保证全局优化。其问题即是在于进一步复合，使其更加灵敏以便增加滤波器长度。 2. FWL 系数及误差目标函数用以导出FWL 系数的最常用定点算法是直接量化法。使用标准滤波器设计技术导出的高精度系数在该方法中首次被利用，以得出FWL 的量化系数。如下量化系数的起始解给出。 h ri =round[h ei 2B-1] i=0,1,2,...,N-1 (1) 这里，h ri 为四舍五入系数，hei 为高精度系数，B 为用以描述系数的位数，N 为滤波器长度。优化过程的主要目的在于极小化目标函数，其明确目标为获得一个与期望的响应尽可能接近的滤波器频率响应。目标函数被用于500个等距频率的格点。目标函数通过以下式来评价： }H max ,H 110max{max }H H 1{ObjV s p s s p p i i L s i 2 i P i 2 i -++-=∑∑== (2) H ip =遗传算法优化滤波器在通带中对应频率的幅值响应 H is =遗传算法优化滤波器在阻带中对应频率的幅值响应 L=频率格点的数目（500）

传感器外文翻译

Basic knowledge of transducers A transducer is a device which converts the quantity being measured into an optical, mechanical, or-more commonly-electrical signal. The energy-conversion process that takes place is referred to as transduction. Transducers are classified according to the transduction principle involved and the form of the measured. Thus a resistance transducer for measuring displacement is classified as a resistance displacement transducer. Other classification examples are pressure bellows, force diaphragm, pressure flapper-nozzle, and so on. 1、Transducer Elements Although there are exception ,most transducers consist of a sensing element and a conversion or control element. For example, diaphragms,bellows,strain tubes and rings, bourdon tubes, and cantilevers are sensing elements which respond to changes in pressure or force and convert these physical quantities into a displacement. This displacement may then be used to change an electrical parameter such as voltage, resistance, capacitance, or inductance. Such combination of mechanical and electrical elements form electromechanical transducing devices or transducers. Similar combination can be made for other energy input such as thermal. Photo, magnetic and chemical,giving thermoelectric, photoelectric,electromaanetic, and electrochemical transducers respectively. 2、Transducer Sensitivity The relationship between the measured and the transducer output signal is usually obtained by calibration tests and is referred to as the transducer sensitivity K1= output-signal increment / measured increment . In practice, the transducer sensitivity is usually known, and, by measuring the output signal, the input quantity is determined from input= output-signal increment / K1. 3、Characteristics of an Ideal Transducer The high transducer should exhibit the following characteristics a) high fidelity-the transducer output waveform shape be a faithful reproduction of the measured; there should be minimum distortion. b) There should be minimum interference with the quantity being measured; the presence of the transducer should not alter the measured in any way. c) Size. The transducer must be capable of being placed exactly where it is needed.

直流电机运行状态的卡尔曼滤波估计器设计.doc

二〇一五年六月题目：直流电机运行状态的卡尔曼滤波估计器设计学生姓名：张傲学院：电力学院系别：电力系专业：风能与动力工程班级：风能11-1 指导教师：董朝轶教授

摘要卡尔曼滤波是一个迭代自回归算法，对于连续运动状态用中的大部分问题它都能够给出最优的预测。它已经广泛应用了近半个世纪，例如数据的融合，机械的导航乃至军用雷达的导航等等。卡尔曼滤波一般用于动态数据的处理，是从混沌的信号中提取有用信号消除误差的参数估计法。卡尔曼滤波是依据上一个估计数值和当下的检测数据运用递推估计算出当前的估计值。通过状态方程运用递推的方法进行估计,可以建立物体运动的模型。本文采用的工程设计对运行状态下的直流电机进行参数的计算和校验。而且直流电机的调节性能非常好只需要加上电阻调压就可以了，而且启动曲线非常好，启动的转矩大适合高精度的控制。而交流电机调速需要变频，控制相对复杂一些，而对于设计无论是哪种电机都不影响结果，所以本实验采用直流电机。简单来说卡尔曼滤波就是对被观测量进行一个物理的建模，目的是用‘道理’来约束观测结果，减少噪声的影响。因此卡尔曼滤波是根据一个事物的当前状态预测它的下一个状态的过程。此设计主要是通过对直流电机的数学模型利用MATLAB来设计卡尔曼滤波估计，进行仿真编程建模，进而对系统进行评估，并且分析估计误差。关键词：卡尔曼滤波器；直流电机；MATLAB

Abstract Kalman filter is an iterative autoregression algorithm for continuous motion of most of the problems with it are able to give the best prediction. And it has been widely used for nearly half a century, such as the integration of data, as well as military machinery of navigation radar navigation, and so on. Kalman filter is generally used to process dynamic data, extract useful signal parameter estimation method to eliminate errors from the chaotic signal. Kalman filter is based on an estimate on the value and the current detection data is calculated using recursive estimation current estimates. By using recursive state equation method to estimate the movement of objects can be modeled. The paper describes the engineering design of the DC motor running state parameter calculation and verification. The DC motor performance and adjust very well simply by adding resistance regulator on it, and start curve is very good, start torque for precision control. The required frequency AC motor speed control is relatively complicated, and for the design of either the motor does not affect the outcome.In order to facilitate learning, so wo use the DC motor. Simply the Kalman filter is to be observables conduct a physical modeling; the purpose is to use 'sense' to restrict the observations to reduce the influence of noise. Therefore, the Kalman filter is based on the current state of things predict its next state of the process. This design is mainly through the DC motor mathematical model using MATLAB to design the Kalman filter estimation, simulation modeling program, and then to evaluate the system and analyze the estimation error. Keywords：Kalman filter; DC;MATLAB

数字信号处理英文文献及翻译

数字信号处理一、导论数字信号处理（DSP）是由一系列的数字或符号来表示这些信号的处理的过程的。数字信号处理与模拟信号处理属于信号处理领域。DSP包括子域的音频和语音信号处理，雷达和声纳信号处理，传感器阵列处理，谱估计，统计信号处理，数字图像处理，通信信号处理，生物医学信号处理，地震数据处理等。由于DSP的目标通常是对连续的真实世界的模拟信号进行测量或滤波，第一步通常是通过使用一个模拟到数字的转换器将信号从模拟信号转化到数字信号。通常，所需的输出信号却是一个模拟输出信号，因此这就需要一个数字到模拟的转换器。即使这个过程比模拟处理更复杂的和而且具有离散值，由于数字信号处理的错误检测和校正不易受噪声影响，它的稳定性使得它优于许多模拟信号处理的应用（虽然不是全部）。 DSP算法一直是运行在标准的计算机，被称为数字信号处理器（DSP）的专用处理器或在专用硬件如特殊应用集成电路（ASIC）。目前有用于数字信号处理的附加技术包括更强大的通用微处理器，现场可编程门阵列（FPGA），数字信号控制器（大多为工业应用，如电机控制）和流处理器和其他相关技术。在数字信号处理过程中，工程师通常研究数字信号的以下领域：时间域（一维信号），空间域（多维信号），频率域，域和小波域的自相关。他们选择在哪个领域过程中的一个信号，做一个明智的猜测（或通过尝试不同的可能性）作为该域的最佳代表的信号的本质特征。从测量装置对样品序列产生一个时间或空间域表示，而离散傅立叶变换产生的频谱的频率域信息。自相关的定义是互相关的信号本身在不同时间间隔的时间或空间的相关情况。二、信号采样随着计算机的应用越来越多地使用，数字信号处理的需要也增加了。为了在计算机上使用一个模拟信号的计算机，它上面必须使用模拟到数字的转换器（ADC）使其数字化。采样通常分两阶段进行，离散化和量化。在离散化阶段，信号的空间被划分成等价类和量化是通过一组有限的具有代表性的信号值来代替信号近似值。奈奎斯特-香农采样定理指出，如果样本的取样频率大于两倍的信号的最高频率，一个信号可以准确地重建它的样本。在实践中，采样频率往往大大超过所需的带宽的两倍。数字模拟转换器（DAC）用于将数字信号转化到模拟信号。数字计算机的使用是数字控制系统中的一个关键因素。三、时间域和空间域在时间或空间域中最常见的处理方法是对输入信号进行一种称为滤波的操作。滤波通常包括对一些周边样本的输入或输出信号电流采样进行一些改造。现在有各种不同的方法来表征的滤波器，例如：一个线性滤波器的输入样本的线性变换；其他的过滤器都是“非线性”。线性滤波器满足叠加条件，即如果一个输入不同的信号的加权线性组合，输出的是一个同样加权线性组合所对应的输出信号。

传感器技术外文文献及中文翻译

Sensor technology A sensor is a device which produces a signal in response to its detecting or measuring a property ,such as position , force , torque , pressure , temperature , humidity , speed , acceleration , or vibration .Traditionally ,sensors (such as actuators and switches )have been used to set limits on the performance of machines .Common examples are (a) stops on machine tools to restrict work table movements ,(b) pressure and temperature gages with automatics shut-off features , and (c) governors on engines to prevent excessive speed of operation . Sensor technology has become an important aspect of manufacturing processes and systems .It is essential for proper data acquisition and for the monitoring , communication , and computer control of machines and systems . Because they convert one quantity to another , sensors often are referred to as transducers .Analog sensors produce a signal , such as voltage ,which is proportional to the measured quantity .Digital sensors have numeric or digital outputs that can be transferred to computers directly .Analog-to-coverter(ADC) is available for interfacing analog sensors with computers . Classifications of Sensors Sensors that are of interest in manufacturing may be classified generally as follows: Machanical sensors measure such as quantities as positions ,shape ,velocity ,force ,torque , pressure , vibration , strain , and mass . Electrical sensors measure voltage , current , charge , and conductivity . Magnetic sensors measure magnetic field ,flux , and permeablity . Thermal sensors measure temperature , flux ,conductivity , and special heat . Other types are acoustic , ultrasonic , chemical , optical , radiation , laser ,and fiber-optic . Depending on its application , a sensor may consist of metallic , nonmetallic , organic , or inorganic materials , as well as fluids ,gases ,plasmas , or semiconductors .Using the special characteristics of these materials , sensors covert the quantity or property measured to analog or digital output. The operation of an ordinary mercury thermometer , for example , is based on the difference between the thermal expansion of mercury and that of glass. Similarly , a machine part , a physical obstruction , or barrier in a space can be detected by breaking the beam of light when sensed by a photoelectric cell . A proximity sensor ( which senses and measures the distance between it and an object or a moving member of a machine ) can be based on acoustics , magnetism , capacitance , or optics . Other actuators contact the object and take appropriate action ( usually by electromechanical means ) . Sensors are essential to the conduct of intelligent robots , and are being developed with capabilities that resemble those of humans ( smart sensors , see the following ). This is America, the development of such a surgery Lin Bai an example, through the screen, through a remote control operator to control another manipulator, through the realization of the right abdominal surgery A few years ago our country the