基于人工魚群傳算法的iir數(shù)字濾波器的設(shè)計-免費閱讀
【正文】 endfplot(39。 %復(fù)制[newpop]=crossover(pop,pc)。endendII主程序%基于遺傳算法的理想低通數(shù)字濾波器的主程序%Name:popsize=100。if any(newpop(i,mpoint))==0newpop(i,mpoint)=1。endend%變異% 變異(mutation)，基因的突變普遍存在于生物的進(jìn)化過程中。% 事實上交又是遺傳算法區(qū)別于其它傳統(tǒng)優(yōu)化方法的主要特點之一。 %從小到大排列fitin=1。endfitvalue=fitvalue39。temp4=decodechrom(pop,1,10)。pop2=decodebinary(pop1)。 % rand隨機(jī)產(chǎn)生每個單元為 {0,1} 行數(shù)為popsize，列數(shù)為chromlength的矩陣，% roud對矩陣的每個單元進(jìn)行圓整。B = real(poly(z))。As = 20。在以后的研究上，將成熟的算法進(jìn)行良好的融合,利用它們的優(yōu)勢互補，共同來解決問題不失為一個好的選擇。 IIR數(shù)字濾波器的仿真結(jié)果 仿真圖形 5 小結(jié)近年來,隨著人工智能和人工生命的興起,出現(xiàn)了一些新型的仿生算法。為了保證所設(shè)計出的濾波器是穩(wěn)定的,需要對優(yōu)化參數(shù)范圍進(jìn)行限定。 （3）利用有限精度算法來實現(xiàn)這個系統(tǒng)函數(shù)。一般來說，對于IIR濾波器，相頻特性不做要求，而對于有線相位要求的濾波器，一般采用FIR濾波器來實現(xiàn)。在設(shè)計一個IIR數(shù)字濾波器時，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。 有限長單位沖激響應(yīng)（FIR）濾波器有以下特點： （1）系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h (n)在有限個n值處不為零； （2）系統(tǒng)函數(shù)H(z)在|z|0處收斂，極點全部在z = 0處（因果系統(tǒng)）； （3）結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，但有些結(jié)構(gòu)中（例如頻率抽樣結(jié)構(gòu)）也包含有反饋的遞歸部分。 數(shù)字濾波器一般由寄存器、延時器、加法器和乘法器等基本數(shù)字電路實現(xiàn)。,滿意解域S就是所獲取的全局極值域，再根據(jù)該域的特性來獲取較精確的極值，如通常情況下，可以選擇域內(nèi)各人工魚的重心作為極值。反之，再重新隨機(jī)選擇狀態(tài)Xj，判斷是否滿足前進(jìn)條件。 //人工魚的初始化 artificial_fish()。 //人工魚覓食行為中嘗試的次數(shù) float delta。在尋優(yōu)過程中，通常會有兩種方式表現(xiàn)出來： 一種形式是通過人工魚最終的分布情況來確定最優(yōu)解的分布，通常隨著尋優(yōu)過程的進(jìn)展，人工魚往往會聚集在極值點的周圍，而且，全局最優(yōu)的極值點周圍通常能聚集較多的人工魚； 另一種形式是在人工魚的個體狀態(tài)之中表現(xiàn)出來的，即在尋優(yōu)的過程中，跟蹤記錄最優(yōu)個體的狀態(tài)。 隨機(jī)行為:魚在水中悠閑的自由游動,基本上是隨機(jī)的,其實它們也是為了更大范圍的尋覓食物或同伴。 一個集群通常定義為一群自治體的集合,他們通過相互間直接的或者間接的通訊,從而通過全體的活動來解決一些分布式的難題。為了克服以上的缺點,采用新的全局優(yōu)化技術(shù)提高IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計質(zhì)量,是一個值得研究的課題。近年來,隨著智能優(yōu)化算法的廣泛研究,已經(jīng)有學(xué)者將遺傳算法(GA)和粒子群算法(PSO)應(yīng)用到IIR數(shù)字濾波器設(shè)計中。 關(guān)鍵詞：IIR數(shù)字濾波器 人工魚群算法 全局優(yōu)化 Abstract IIR digital filter design has been an important topic in the field of digital signal processing. Optimization algorithm is a major method of digital filter design, which is optimized under certain criteria, so that the design of the optimal filter, but because these algorithms are nonlinear optimization algorithm, the optimization process is easy to fall into local minimum. In recent years, along with a wide range of intelligent optimization algorithm, scholars have genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) is applied to IIR digital filter design. However, the genetic algorithm is running slow, and sometimes fall into local optimal solution。一般可以認(rèn)為它是通過視覺或味覺來感知水中的食物量或濃度來選擇趨向的,因此,以上所述的視覺概念可以應(yīng)用于該行為。借助于面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，可以認(rèn)為人工魚就是一個封裝了自身數(shù)據(jù)信息和一系列行為的一個實體，可以通過感官來接收環(huán)境的刺激信息，并通過控制尾鰭來作出相應(yīng)的應(yīng)激活動。 //人工魚的各個變量 float AF_step。 //人工魚的覓食行為 float AF_swarm()。在算法中設(shè)立一個公告板，定義為一條人工魚，用于記錄最優(yōu)人工魚的狀態(tài)。 行為選擇根據(jù)所要解決的問題性質(zhì)，對人工魚當(dāng)前所處的環(huán)境進(jìn)行評價，從而選擇一種行為。 人工魚群算法基本流程圖3 數(shù)字濾波器 數(shù)字濾波器是對數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理以得到期望的響應(yīng)特性的離散時間系統(tǒng)。為得到模擬信號，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。IIR濾波器運算結(jié)構(gòu)通常由延時、乘以系數(shù)和相加等基本運算組成，可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、級聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。（3）實時信號處理FIR數(shù)字濾波器是有限的單位響應(yīng)也有利于對數(shù)字信號的處理，便于編程，用于計算的時延也小，這對實時的信號處理很重要。例如濾波器的頻率響應(yīng)的幅度特性和截止頻率等。 與(2)式相對應(yīng)的IIR數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)為: (3)其中： （4）假設(shè)IIR濾波器的理想幅頻響應(yīng)為，則IIR濾波器頻域最小均方差優(yōu)化設(shè)計就是要求在離散頻率點上，使所設(shè)計的濾波器的幅頻響應(yīng)與所要求的幅頻響應(yīng)的平方誤差： （5）為最小。 （4）人工魚分別模擬執(zhí)行追尾行為和聚群行為,選擇行動后Y值較小的行為為實際執(zhí)行,本文缺省行為為覓食行為。對于非連續(xù)形式的優(yōu)化命題或者非數(shù)值型的優(yōu)化命題,可以相應(yīng)的轉(zhuǎn)化一下視野等概念的表示方法來使得算法可行,并達(dá)到解決問題的目的,如組合優(yōu)化問題的解決。wp=fp/fs*2*pi。[z,p,k] = but
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