基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真分析

随着数字信号处理技术和计算机控制技术的发展,数字滤波器在信号处理中得到广泛的应用。本文在MATLAB环境下,编程设计了巴特沃斯低通滤波器,滤除了给定信号的3次及以上的谐波。文中对4阶、6阶、8阶巴特沃斯低通滤波器的效果进行了对比分析,对滤波前后的信号进行了FFT分析,仿真结果表明,本文的设计满足要求。     

基于FPGA的IIR低通数字滤波器的设计

采用FPGA设计了一种输入8位、输出8位的级联型IIR低通数字滤波器。具体实现上,基于减小截断误差的考虑,依据设计指标首先利用Matlab进行参数的计算并进行量化,同时获得系统的幅频响应、单位冲击响应等系统基本信息。随后在分析IIR数字滤波器内部乘法器、加法器的输入输出基础上,调用QuartusII软件调试程序建立乘法器和加法器模块,依据自顶向下的设计思想搭建整体电路,并在建立顶层文件时调用已建立好的模块。测试仿真结果表明基于FPGA设计的IIR数字滤波器达到了设计要求。     

基于降采样和fdesign+design的IIR滤波器的设计

针对滤波器阶数太高,滤波器系统不稳定,造成滤波器的输出数据出现inf或NAN的缺点,文中结合实例用"降采样"和"fdesign+design"的Matlab编程方法设计了巴特沃斯数字滤波器,并给出了这两种方法的Matlab程序,仿真表明所设计的巴特沃斯数字滤波器可以有效地解决上面的问题,而且"fdesign+design"方法不用通过降采样同样可以得到相似的幅值响应曲线,可以一次设计多个IIR滤波器,比经典方法要简单。     

基于最佳逼近理论的主动吸收造波算法研究

在海洋工程水池试验中,二次反射波会严重影响实验的可靠性和准确性,如何消除反射波成为一个重要课题。针对MARINTEK水池为仿真对象展开相关研究,运用目前较为成熟的主动吸收造波算法理论,解算摇板式造波机的传递函数,在此基础上应用最佳逼近理论,设计出相应的数字滤波器,来达到同等的主动吸收造波效果,并验证该方法的有效性,从而实现模拟滤波器向数字滤波器的转换。仿真结果显示,数字滤波器输出与标准(主动吸收造波算法理论)输出有着良好的拟合效果,表明所设计的数字滤波器能够到达预期的主动吸收造波效果。本研究的意义在于,初步实现了主动吸收造波算法从理论到实际应用的转换,为工程上的应用提供良好的依据,有助于提高波浪试验的准确性。     

基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现

从分析FIR数字滤波器的原理和设计方法入手，主要针对基于FPGA实现数字滤波器乘法器的算法进行了比较研究，并通过一个8阶FIR低通滤波器的具体设计，简要分析比较了几种算法的优越性和缺点，从而充分发掘和利用FPGA的高速特性。     

基于HHT的船舶综合电力系统故障时间定位新方法

针对强噪声环境下船舶综合电力系统故障时间定位精度不高的问题,提出一种基于Hilbert-Huang变换(HHT)和自适应软阈值法的船舶综合电力系统故障时间定位新方法。首先,电能信号经EMD分解为若干固有模态函数(IMF),对第一个IMF分量进行Hilbert变换得到其瞬时幅值向量。然后,在分析故障波形变化规律的基础上,定义并计算故障信号的瞬时幅值差分向量。最后,设计一种自适应软阈值处理方法,将瞬时幅值差分向量变换为故障时间特征向量,经加权均值后,实现故障时间定位。仿真试验结果表明,该方法能够精确定位不同强度噪声下的故障起止时间,在1 k Hz采样频率下精度为0.88 ms,适用于实际船舶综合电力系统故障的时间定位。     

船舶电力推进变频输出电压谐波抑制研究

根据船舶电力推进变频驱动的特点,提出了一种新型变频器输出混合有源正弦波滤波器,在变频器的输出侧接上一个LC基波串联谐振电路,使变频器的输出电压对基波呈现低电抗、对谐波呈现高阻抗;同时实时检测负载端电压,根据瞬时无功功率理论可直接检测出谐波电压波形,并通过变流器和串联变压器反馈一个与谐波电压幅值相等、相位相反的电压去抵消系统中剩余的谐波电压。阐述了新型变频器输出混合有源正弦波滤波器的结构和工作原理,分析了滤波器的谐波抑制原理,给出了滤波器的仿真结果及分析。仿真结果表明:此滤波器设计新颖、结构简单、可靠性高,在各种工况条件下都能得到优化的滤波效果,很好地改善变频器的输出电压波形。     

一种具有鲁棒性的海浪干扰滤波器

海浪干扰对船舶的航向输出具有很大的影响,而运用海浪滤波器可以有效地消除海浪干扰,提高船舶的控制品质.本文系统地研究了H∞滤波技术及其在海浪干扰处理中的应用,设计出了具有较强鲁棒性的海浪干扰滤波器,并通过MATLAB软件中的仿真工具Simulink对该滤波器进行了仿真研究.通过分析仿真结果可知,H∞滤波器的滤波效果比较稳定,估计精度较高,能够有效地减小打舵的幅值和次数,达到节能的目的.总的来说,设计的H∞海浪滤波器能够有效地消除海浪干扰,并具有较强的鲁棒性.     

基于Matlab的巴特沃斯滤波器设计

本文首先探讨了巴特沃斯滤波器的原理和响应曲线,然后利用Matlab工具箱中的FDATOOL工具设计了一个5阶的巴特沃斯低通滤波器,得出其差分方程的表达形式。     

一种典型舰船辐射噪声模拟新算法

基于舰船声特性模拟在仿真实验、模拟训练、声学系统测评、舰船指挥系统方案论证以及在水声对抗中诱骗鱼雷和声呐等方面的广泛应用,针对现有舰船声特性模拟中常用的特定频率响应滤波器参数计算与设置复杂等问题,在分析和研究舰船声学特征的基础上,分别得出其线谱、连续谱的数学模型。通过频域函数拟合,设计一种响应频率与幅度可调且易于实现的FIR低通滤波器,实现对舰船辐射噪声的仿真模拟,并通过与实测舰船辐射噪声声特性的对比,验证仿真方法的有效性。     

基于海浪干扰滤波器的UUV近水面深度控制

针对UUV在近水面航行过程中海浪波动对深度计测量造成较大干扰进而影响深度控制效果的问题,设计一种带有海浪干扰滤波器的UUV深度控制方法。分析UUV海试中深度控制性能,选取合适的参数设计海浪干扰滤波器并验证了其滤波效果。考虑到PID控制器参数选择难的问题,采用遗传算法对其控制参数实现在线自整定。最后将实时海浪加入到UUV深度控制系统进行仿真实验,并将仿真结果与海试数据对比,结果表明本文提出的方法可有效的抑制海浪干扰,改善UUV近水面深度控制效果,具有一定的工程实际意义。     

船舶电网频率实时检测仿真研究

针对电力推进船舶电网频率的实时精确检测,阐述了基于二阶直接型IIR数字陷波器的基本原理,基于LMP(p=3)自适应算法建立了在跟踪陷波器参数基础上的船舶电网频率实时检测模型,并分别在电网频率不变、频率发生阶跃变化以及频率线性变化的不同情况下进行了基于Simulink的仿真研究。仿真结果验证了提出的频率检测方法的实时性和精确性。     

软件雷达射频采样ADC性能需求分析

软件雷达的目标是使ADC尽可能早的将接收到的信号数字化,从而使更多的信号处理和数据处理通过软件来实现。由于雷达射频频率高,无法采用Nyquist低通采样技术对其进行采样。本文研究了利用带通采样定理使用较低的采样频率实现雷达模拟信号到数字信号的转化,并分别对雷达射频信号进行带通采样对模数转换器采样速率、转换位数、信噪比等性能参数进行了具体分析,为模数转换器的设计提供参考。     

小波分析理论及其在数字滤波中的应用研究

系统地分析了小波变换的物理意义和特点,并进一步将小波变换应用于微机保护数字滤波器中,得出基于小波变换的微机保护数字滤波器具有傅里叶变换不可比拟的优越性,可以准确滤除信号中的直流和高频分量。     

一种基于小波的盲提取信息隐藏

提出了一种基于小波的盲提取信息隐藏算法。将载体进行小波分解，根据低频区域小波系数的重要比特位选择中频区域隐秘信息的嵌入位置。再将经过了预处理的隐秘信息映射到已确定的嵌入位置，最终通过小波反变换生成含有隐秘信息的伪对象。提取则是嵌入的反过程。试验表明此方法的隐藏效果较好，伪对象与原始载体的区别不易被人眼察觉。提取时不需要原始载体，具有一定的抗攻击性。     

一种新的诊断线性模拟电路参数故障的方法

提出一种检测线性模拟电路参数单故障的新方法。该方法首先采用一种简单的转化程序将待测线性模拟电路转化为离散信号流图,再依照故障模型生成多个诊断求值器,最后根据数字仿真过程中求值器的输出值判定原电路的参数故障。这种方法效率较高,可以节省不少计算时间,后面通过一个例子证明其有效性。     

基带成形滤波器设计与实现

数字通信系统中广泛采用平方根升余弦滚降数字滤波器作为基带成形滤波器。首先介绍基带成型滤波器基本原理,然后分析了平方根升余弦滤波器的主要参数对其性能的影响,最后从频域角度给出了平方根升余弦滤波器的一种设计方法和步骤,并给出了仿真结果。     

船用变频启动器试验用电力电子负载研究

针对传统阻感性负载无法满足船舶辅机设备对船用变频启动器启动性能和功率考核的要求,提出一种基于电力电子负载概念模拟电机特性的负载模拟系统。并依据电机本体模型及数学数值计算方法,根据实时仿真技术,将电机动态数学模型转换成可由数字控制器(比如DSP)实时运算的数值运算模型。最后,通过MATLAB/simulink仿真和实验,证明了模拟电机特性的电力电子负载的可行性。     

基于AD7710的高精度测温仪表

以MCS-51系列的单片微机AT89S51为微处理器，应用AD7710进行MD转换，由MAX7219驱动8位数码管进行显示，结果表明：系统的软硬件设计移植性强，可以方便的应用到其它测控系统中作为模拟量的精确测量装置。     

并行分布式运算FIR滤波器的FPGA实现

研究了2比特并行分布式计算（2-bit PDA）在FPGA中实现了FIR滤波器的应用,并在Altera公司的APEX20K1500E系列FPGA中实现了48阶FIR滤波器,实际结果表明使用该方法实现滤波器不但节省了逻辑单元,而且和普通的并行分布式方法相比还提高了运算速率,从而使该滤波器用于实时信号处理时有更大的优越性.