自適應(yīng)濾波器的FPGA實現(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)字信號處理和自動控制應(yīng)用等領(lǐng)域中強有力的工具。目前，自適應(yīng)濾波理論與技術(shù)的研究主要集中在兩個方面，一方面在理論上如何改進和創(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)域中得到實際應(yīng)用。因此，本文針對這兩個方面進行研究，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算法及其改進算法，在此基礎(chǔ)上提出了一種改進的變步長NLMS算法。通過對LMS、NLMS、變步長NLMS算法及本文提出的改進算法進行仿真比較，本文改進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)計了8階變步長NLMS自適應(yīng)濾波器。設(shè)計中采用自頂向下的設(shè)計方法，對濾波器進行功能模塊劃分，并在各個模塊設(shè)計中采用模塊復(fù)用、狀態(tài)機等設(shè)計技巧，最終采用

3、Modelsim和Matlab相結(jié)合進行仿真。通過仿真驗證了本設(shè)計的正確性和自適應(yīng)濾波器FPGA實現(xiàn)的可行性。
　　 (3)在分析高次諧波對電力系統(tǒng)的影響和目前諧波檢測主要方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，將提出的改進型算法應(yīng)用到電力諧波檢測中并進行仿真。實驗結(jié)果表明當諧波變化或者電壓頻率改變時，自適應(yīng)濾波器仍然能夠快速地檢測出非線性負載電流中的基波和諧波，且檢測出的基波中的諧波畸變率不到原電流中的10％，能夠達到快速精確檢測諧波的目的，驗證