基于国产芯片的水声信号滤波器设计

为改变目前国内水声信号滤波器大多采用进口专用芯片的现状,设计一种基于国产芯片的水声信号滤波器替代方案.对通用带通滤波器传递函数的演变进行介绍,结合其实际应用情况,通过查表和理论计算,设计一种基于国产芯片的水声信号滤波器,并对其中心频率、带宽和矩形系数等指标进行实测,验证该设计的可行性.结果表明,该水声信号滤波器基本上能...     

平行耦合微带线结构带通滤波器的设计

阐述了平行耦合微带线带通滤波器的基本原理。在介绍此种滤波器传统设计方法的基础上,结合实例介绍一种利用耦合微带线奇偶模阻抗计算程序并结合ADS（Advanced Design System）仿真设计软件设计此种滤波器的方法。     

一种可调带通腔体滤波器的设计

介绍了一种可调腔体带通滤波器的设计方法,从集总网络参数原理出发,结合直接耦合腔体滤波器的参数确定方法,以及根据耦合孔的相关理论,计算得到所设计滤波器的尺寸参数.最后给出了滤波器的实测结果,从中可以看出滤波器具有阻带范围宽,在可调范围内矩形特性和带宽基本不变的特点.     

联邦滤波器及其在船舶组合导航中的应用

介绍了联邦滤波器原理,设计了一个基于联邦滤波理论的船用组合导航系统.与传统的集中式滤波器相比,联邦滤波器结构简单,容易实现,并且容错性好,计算量少.仿真结果表明该滤波器能满足系统精度和容错性能的要求.     

用Vivado HLS实现粒子滤波算法的硬件加速

针对传统现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)开发流程中,以硬件实现粒子滤波算法(particle filter,PF)的开发周期长、过程繁琐和灵活性差等缺陷,提出了一种基于Vivado高层次综合(high level synthesis,HLS)工具的PF算法硬件实现新方法,直接高效地将C语言描述的PF算法综合为RTL硬件模块.文中以二维纯方位跟踪(2 dimensional bearing-only tracking,2-D BOT)为应用背景,以高斯粒子滤波(Gaussian particle filter,GPF)为目标算法,根据其数据结构,给出相应的并行流水线策略,综合出具有高并行度的FPGA运算模块.C/RTL协同仿真表明:该运算模块能较好实现对动目标的跟踪,并且能达到相当于简化粒子滤波器1.5倍的运算速度;同时该实现方法对其他复杂软件算法的硬件化加速具有指导意义.     

电调谐式微带线滤波器的设计

本文介绍了一种电调微带线滤波器的设计方法。通过仿真计算得到了外部耦合系数与抽头对地距离的关系曲线。利用电路仿真软件ADS对整体实际模型进行了仿真和优化。设计了一种调谐范围为1-1.5GHz、插入损耗小于5dB、相对带宽4%的电调谐微带线滤波器。     

工程船动力定位系统滤波器设计与研究

为了解决卡尔曼滤波器在给定艏向线性化和过程噪声矩阵难以精确计算的问题,在建立船舶动力定位系统数学模型的基础上,设计了基于Sage-Husa自适应滤波算法的动力定位系统滤波器,并针对具体船型进行了滤波器设计,通过实船试验表明此方法能够很好的滤除高频运动信息的干扰,准确地估计出船舶低频运动信息,在工程上是可行的。     

船舶动力定位控制系统的非线性观测器设计

针对船舶动力定位系统高度耦合非线性的特点,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波的改进算法。该算法利用统计线性化技术,将非线性映射直接作用于采样点,根据映射后的点集重建统计变量,并且对非线性函数的概率密度分布进行拟合。结合动力定位船舶系统,进行了无迹卡尔曼滤波器和卡尔曼滤波器的对比仿真实验,仿真结果表明论文设计的无迹卡尔曼滤波器有较高的计算精度和较强的适用性。     

基于Matlab的IIR数字低通滤波器的设计方法

详细的阐述了IIR数字滤波器设计的一般步骤,首先根据给定的目标数字滤波器的性能指标,将其转换为模拟滤波器的指标参数,再根据巴特沃思（Butterworth）低通模拟滤波器的设计原理设计出相应技术指标下的模拟低通滤波器,最后采用双线性变换将设计出的模拟低通滤波器转换为数字滤波器,即得到了期望的IIR数字滤波器。针对实例,在Matlab环境下分别设计出了4阶、11阶、25阶的IIR数字滤波器,通过仿真验证了滤波器的速度与滤波效果之间不是完全的统一。最后,分析了双线性变换频率畸变现象,造成相同频率下离散后的幅值变小。通过频率预曲折方法对双线性变换进行相应的补偿。以25阶滤波器为例,仿真结果显示,在指定频率处实现了幅值在转换前后大小不变的效果。     

最小二乘矩阵滤波器设计与性能分析

提出最小二乘矩阵滤波器设计方法,将矩阵滤波器设计问题转化为超定线性方程组求解问题,通过求最小二乘解,给出了最小二乘矩阵滤波器表达式,利用奇异值分解,给出了滤波器简化表达式和总体误差.系统分析了通带位置、通带宽度和阵元数对最小二乘矩阵滤波器效果的影响,为矩阵滤波器设计和应用提供了参考.     

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。     

基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计

在节能减排的趋势下,人们开始探求开发新能源作为辅助动力并入船舶电网。船舶电网是一个有限电源系统,电网谐波含量较高。新能源并网接口是逆变器,采用的脉冲宽度调制(PWM)技术使并网逆变器产生高频谐波电流注入船舶电网,容易造成船舶电网不稳定。需在逆变器后端加上能够滤除高频谐波的LCL型滤波器,而陆地上传统的并网逆变器LCL滤波器参数设计的试凑法很难满足船舶新能源逆变并网要求。鉴于此采用遗传算法对船舶电网侧LCL滤波器各参数优化设计的方法,综合考虑船舶电网LCL型滤波器的约束条件选择出最优解。仿真结果表明,采用遗传算法优化参数的滤波器对逆变器输出谐波进行有效抑制,为船舶新能源并网提供理论支撑。     

基于无源性理论的船舶动力定位滤波器设计

为滤除船舶动力定位系统中的高频分量,减少推进器不必要的机械磨损和燃料消耗,基于无源性理论设计了非线性无源滤波器,并证明了其稳定性。建立了非线性船舶模型并在Matlab上对一实际船舶模型进行仿真,针对4种不同海况将所设计非线性无源滤波器和卡尔曼滤波器进行对比分析,结果显示在平静海况下,2种滤波器均能有效的滤除高频噪声,在高海况和极端海况下,卡尔曼滤波器滤波效果不明显,所设计无源滤波器仍有较好的滤波效果,仿真结果表明无源滤波器稳定性更好,鲁棒性更强。     

野草算法优化提取广义切比雪夫滤波器耦合矩阵

介绍了野草算法优化提取广义切比雪夫滤波器耦合矩阵的方法。首先用野草算法控制耦合矩阵相似变换时的旋转角度,通过对目标函数的优化归零,实现对耦合矩阵任意位置元素的消零。接着给出广义切比雪夫滤波器的几种拓扑结构,设置传输零点在任意有限远处,并通过对其耦合矩阵的提取,计算耦合矩阵对应于归一化原型的幅频响应,验证了这种方法的可行性。最后以优化提取的耦合矩阵为基础设计了微带滤波器,测试结果与设计指标相吻合。     

有源电力滤波器电压空间矢量控制方法

为了提高有源电力滤波器（active power filter,APF）补偿电流的跟踪性能,本文提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案。该方法利用电流误差矢量与参考电压矢量之间的空间分布给出最佳的电压矢量输出,使电流误差控制在合理的范围之内。仿真实验结果表明该方法动态响应快、开关次数少、能够很好抑制电网谐波电流。     

磁集成LCL在三相VIENNA整流器中的应用

LCL滤波器因其能有效减小高频谐波而被广泛应用于整流器和逆变器之中,但传统LCL滤波器中2个独立的电感需要用独立的磁芯进行绕制,不符合电力电子设备不断小型化的趋势。为减小电感体积、提高功率密度、实现电源设备的小型化,采用解耦磁集成的方法,将传统LCL滤波器中的2个分立电感设计成一个集成电感。分析了电感的磁通、磁阻等,对其进行了数学建模,并通过仿真验证了其可行性。由于磁芯材料的限制,2个电感之间不可能完全解耦,这会影响集成LCL滤波器的滤波特性;但通过合理的设计,可将耦合作用限制在可接受的范围内,保证其滤波特性。最后,通过试验验证了磁集成LCL滤波器的有效性。     

并联型有源电力滤波器输出LCL滤波器的设计

LCL滤波器是一种滤除逆变器开关谐波的有效手段,具有比L滤波器更优异的性能。为了避免LCL滤波器发生电流谐振,通常需要加入阻尼电阻。本文基于电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性要求,提出了应用在三相并联有源电力滤波器中的LCL滤波器的设计方法,并在详细介绍设计过程的基础上,给出了一个设计实例。实验结果证明了所设计的LCL滤波器和采用的控制策略的可行性和性能优越性。     

LC滤波器在三相并联有源滤波器中的一种实用设计方法

本文对三相并联电力滤波器的输出LC滤波器进行了研究,考虑有源滤波器的输出电流的频宽和EMI标准对LC滤波器的参数进行设计,并给出了设计实例,仿真结果验证了设计方法的可行性.     

终端短路式交指带通滤波器仿真设计

基于悬置线交指滤波器通带内插入损耗比较小,具有很高的选择性和很大的带外衰减,常应用于无线电收、发接收机以及雷达通信系统中.将综合设计法和微波电路仿真软件ADS(Advanced Design System)相结合,设计悬置线终端短路式交指带通滤波器.根据交指滤波器的理论得到每个杆的归一化单位长自电容和两相邻杆的归一化单位长互电容,得到滤波器的最初尺寸.并利用ADS软件建模、仿真、优化调整,最后得到该滤波器的几何参数尺寸终值.该设计方法简单,适合工程应用.     

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.