【正文】 ..................... III 第一章 緒 論 ..................................................................................................................................1 微機(jī)械加速度計(jì) ........................................................................................................................1 概述 ......................................................................................................................................1 微加速度傳感器的分類 ......................................................................................................1 研究背景及意義 .......................................................................................................................1 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .......................................................................................................2 研究?jī)?nèi)容及意義 .......................................................................................................................3 第二章 自適應(yīng)濾波器的基礎(chǔ)理論 ....................................................................................................4 濾波器的基本概念 ....................................................................................................................4 數(shù)字濾波器概述 ........................................................................................................................4 自適應(yīng)濾波器的原理 ................................................................................................................4 自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu) ...............................................................................................................5 無(wú)限沖激響應(yīng) (IIR)濾波器 ..................................................................................................5 有限沖激響應(yīng) (FIR)濾波器 .................................................................................................8 IIR 濾波器和 FIR 濾波器的比較 .....................................................................................10 第三章 自適應(yīng)濾波算法 ..................................................................................................................12 最小均方誤差 (LMS)算法 .......................................................................................................12 最小均方差 (LMS)算法的性能分析 .......................................................................................14 遞推最小二乘法 (RLS)算法 ...................................................................................................15 遞歸最小二乘 (RLS)算法的性能分析 ...................................................................................18 LMS 算法與 RLS 算法性能比較 ............................................................................................19 第四章 基于 MATLAB 的自適應(yīng)濾波器仿真實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用 ...........................................................21 MATLAB 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 .................................................................................................................21 基于 LMS 算法的 MATLAB 的程序仿真 ............................................................................21 Matlab 仿真程序 ...............................................................................................................21 仿真結(jié)果 ...........................................................................................................................22 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 自適應(yīng)濾波器的 Simulink 仿真 .............................................................................................25 自適應(yīng)濾波器仿真模型 ....................................................................................................25 仿真結(jié)果 ...........................................................................................................................25 第五章 工作總結(jié)與展望 ................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................28 致 謝 ................................................................................................................................................29 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 微機(jī)械加速度計(jì) 概述 傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將被測(cè)量按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他形式的信號(hào)輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。 微加速度傳感器作為一種常用的重要慣性傳感器，在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在 論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 介紹 了自適應(yīng)濾波器的理論基礎(chǔ)， 進(jìn)行了 自適應(yīng)濾波器的 兩種 結(jié)構(gòu) 無(wú)限沖激響應(yīng) (IIR)和有限沖激響應(yīng) (FIR)的 比較。對(duì)于本人所涉及的微加速度傳感器是把加速度信號(hào)變?yōu)椴罘蛛娙菪盘?hào)，直接檢測(cè)加速度信號(hào)是不容易的，而檢測(cè)差分電容的大小相對(duì)比較容易。 (b)壓阻式加速度傳感器 壓阻式加速度傳感器是利用了半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。當(dāng) 需要測(cè)量 的 振動(dòng)頻率遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 低于加速度計(jì)的 固定 頻率時(shí)，力的變化與被測(cè)加速度成正比。人們對(duì)其研究也日漸深入，各種研究成果也早早應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)生活中，造福人類 社會(huì) 。 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)字濾波器 的設(shè)計(jì)是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重大的進(jìn)展 。并且 數(shù)字濾波器的各種逼近 與 實(shí)現(xiàn)方法 不斷被研究處理 ， 還有非常全面詳細(xì)的比較了 遞歸 與 非遞歸 這 兩 種 類 型的 濾波器， 將 數(shù)字濾波器的 基本概念和理論 統(tǒng)一起來(lái) 。對(duì) 于 自適應(yīng)濾波算法的研究是當(dāng)今自適應(yīng)信號(hào)處理中最為活躍的研究課題之一。因此，自適應(yīng)數(shù)字 濾波器擁有 很 好 的自學(xué)習(xí)、自南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 動(dòng)追 蹤能力和算法的簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)性 等特點(diǎn) 。 研究?jī)?nèi)容及意義 微機(jī)械加速度傳感器作為一類重要的慣性器件，在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。按通過(guò)信號(hào)的頻段，我們可 推導(dǎo)出最 常見(jiàn) 的濾波器類型： 低通、高通、帶通、帶阻 濾波器。我們可以 用框圖 表示研究濾波器的實(shí)現(xiàn)方法，這樣更加直觀。 IIR濾波器與 FIR 濾波器在結(jié)構(gòu)上 有各自的特點(diǎn) ，在設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮。關(guān)于 自適應(yīng)濾波器 它的首要 特點(diǎn) 是 它 可以 在 完全 不了解 的 外界 中有效 的進(jìn)行 濾波 ，能追蹤 輸入信號(hào)的 不斷更新變化的特點(diǎn) 。 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 自適應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu)的一般形式 自適應(yīng)濾波器有參數(shù)可調(diào)的 數(shù)字濾波器 和 自適應(yīng)算法 組成 。且一旦外界輸入信號(hào)改變時(shí)， 濾波器能自動(dòng)追蹤信號(hào)的變化，并根據(jù)算法調(diào)整權(quán)系數(shù)，使濾波再次回到最近濾波狀態(tài)，從而使得自適應(yīng)這個(gè)過(guò)程得到實(shí)現(xiàn)。 參數(shù)可調(diào)濾波器自適應(yīng)算法+x ( n )d ( n )+e ( n )y （ n ）南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 式 ()是圖 的差分方表達(dá)式 ： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ????? ????1110Nm mMmme mnxnbmndnany () 很明顯 ，這里 ??nam ， ??nbm 是需要 調(diào)整， 而 下標(biāo) “ e” 表示方程誤差法以區(qū)別輸出誤差方法。 通過(guò) 延遲算子， 表達(dá)式 ()可用更簡(jiǎn) 便的方式來(lái)表達(dá)， 式中，多項(xiàng)式表示時(shí)變?yōu)V波器 ： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?nxqnBndqnAny e , ?? () 且有： ? ? ? ?????? 11,Nmmm qnaqnA ， 1,1 ?? Nm ? () ? ? ? ?????? 10,Mmmm qnbqnB ， 1,1,0 ?? Mm ? () 這里， 不能忽略 的是 )q,n(A 中 是 從 下界 m=1 開(kāi)始 進(jìn)行求和的 ，因此 )q,n(A )n(d 只依靠)n(d 的延遲樣本， 且 在任何瞬 間時(shí)態(tài) 發(fā)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器 )q,n(A 的零點(diǎn) 該形式的表達(dá)方法都可以應(yīng)用 。