自適應(yīng)濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用研究.pdf

1、自適應(yīng)濾波器在未知環(huán)境下具有穩(wěn)定的濾波性能和良好的自適應(yīng)性，從而逐漸成為數(shù)字信號(hào)處理和自動(dòng)控制應(yīng)用等領(lǐng)域中強(qiáng)有力的工具。目前，自適應(yīng)濾波理論與技術(shù)的研究主要集中在兩個(gè)方面，一方面在理論上如何改進(jìn)和創(chuàng)新自適應(yīng)算法，使其收斂速度更快、穩(wěn)態(tài)失調(diào)更小、計(jì)算復(fù)雜度更低、魯棒性更好等；另一方面如何使用硬件電路實(shí)現(xiàn)高性能濾波器并且使其在各種高科技領(lǐng)域中得到實(shí)際應(yīng)用。因此，本文針對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　 (1)在自適應(yīng)濾波

2、原理的基礎(chǔ)上，主要研究了LMS算法及其改進(jìn)算法，在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的變步長(zhǎng)NLMS算法。通過(guò)對(duì)LMS、NLMS、變步長(zhǎng)NLMS算法及本文提出的改進(jìn)算法進(jìn)行仿真比較，本文改進(jìn)算法具有較快的收斂速度和較小的穩(wěn)態(tài)失調(diào)，提高了算法的整體性能。
　　 (2)采用Verilog HDL設(shè)計(jì)了8階變步長(zhǎng)NLMS自適應(yīng)濾波器。設(shè)計(jì)中采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)濾波器進(jìn)行功能模塊劃分，并在各個(gè)模塊設(shè)計(jì)中采用模塊復(fù)用、狀態(tài)機(jī)等設(shè)計(jì)技巧，最終采用

3、Modelsim和Matlab相結(jié)合進(jìn)行仿真。通過(guò)仿真驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的正確性和自適應(yīng)濾波器FPGA實(shí)現(xiàn)的可行性。
　　 (3)在分析高次諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響和目前諧波檢測(cè)主要方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將提出的改進(jìn)型算法應(yīng)用到電力諧波檢測(cè)中并進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)諧波變化或者電壓頻率改變時(shí)，自適應(yīng)濾波器仍然能夠快速地檢測(cè)出非線性負(fù)載電流中的基波和諧波，且檢測(cè)出的基波中的諧波畸變率不到原電流中的10％，能夠達(dá)到快速精確檢測(cè)諧波的目的，驗(yàn)證