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應(yīng)用于

  • 基于粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法研究論文   摘 要:  本文提出了基于連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化的粒子群優(yōu)化算法(SPSO) 用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,該算法在訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán) 值的同時(shí)優(yōu)化其連接結(jié)構(gòu),刪除冗余連接,使

    基于粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法研究論文   摘 要:  本文提出了基于連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化的粒子群優(yōu)化算法(SPSO) 用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,該算法在訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán) 值的同時(shí)優(yōu)化其連接結(jié)構(gòu),刪除冗余連接,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得與模式分類問題匹配的信息處理能力. 經(jīng)SPSO 訓(xùn)練的神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于Iris ,Ionosphere 以及Breast cancer 模式分類問題,能夠部分消除冗余分類參數(shù)及冗余連接結(jié)構(gòu)對分類性能 的影響. 與BP 算法及遺傳算法比較,該算法在提高分類誤差精度的同時(shí)可加快訓(xùn)練收斂的速度. 仿真結(jié)果表明,SPSO是有效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法

    標(biāo)簽: SPSO 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 連接 粒子群優(yōu)化

    上傳時(shí)間: 2013-11-30

    上傳用戶:myworkpost

  • 基于IEC61850的新型數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的研究與實(shí)踐.rar

    變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在我國應(yīng)用發(fā)展十多年來,為保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復(fù)雜,自動(dòng)化功能獨(dú)立、堆砌,缺少集成應(yīng)用和協(xié)同操作,數(shù)據(jù)缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數(shù)字化水平不高、缺乏能夠完備實(shí)現(xiàn)信息標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備之間互操作的變電站通信標(biāo)準(zhǔn)造成的。 電力工業(yè)發(fā)展和市場化改革的深入對供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求不斷提高,作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端,變電站數(shù)字化、信息化的要求越發(fā)迫切,數(shù)字化變電站成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關(guān)等智能化一次設(shè)備的誕生使建設(shè)數(shù)字化變電站成為可能,高速、可靠和開放的通信網(wǎng)絡(luò)以及完備的通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字化變電站實(shí)現(xiàn)的保障,特別是最新頒布的變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)-IEC 61850為建設(shè)數(shù)字化變電站提供了全面規(guī)范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)為研究對象,結(jié)合新架構(gòu)的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)研制的具體實(shí)踐,展開專門研究,主要內(nèi)容包括: ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數(shù)字化變電站的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。 ②總結(jié)了IEC 61850的內(nèi)涵,通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協(xié)議,更多意味的是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術(shù)特征,包括功能分層的變電站、面向?qū)ο蟮男畔⒛P?、功能與通信的解耦、變電站配置語言和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例,對信息模型的屬性和服務(wù)進(jìn)行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應(yīng)用研究①從系統(tǒng)和設(shè)備兩個(gè)層面總結(jié)了實(shí)踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務(wù)。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,時(shí)間及時(shí)間同步等通信模型的特殊通信服務(wù)映射。 ④討論了信息模型實(shí)體的構(gòu)建方法,即如何讓設(shè)備的實(shí)際功能、運(yùn)行機(jī)制和數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確和完備的實(shí)現(xiàn)設(shè)備對應(yīng)信息模型的所有細(xì)節(jié)。IEC 61850沒有對實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的具體方法作出規(guī)定,這給各廠商在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上留出了足夠的自由發(fā)揮空間。但同時(shí)我們注意到若僅在“形態(tài)”層面上實(shí)踐IEC 61850,而不顧及IEC 61850的內(nèi)涵和應(yīng)用價(jià)值,則可能無法實(shí)現(xiàn)IEC 61850的預(yù)定目標(biāo)或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮,在提出3種可能的構(gòu)建方案的基礎(chǔ)上,經(jīng)過分析從中選擇出作者認(rèn)為最優(yōu)的方案,并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)(CNDS)的研究①在分析以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法的基礎(chǔ)上,針對標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)存在延時(shí)不確定的問題,總結(jié)了提高以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性能的主要措施,并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特別是與同樣基于以太網(wǎng)的一般局域網(wǎng)的區(qū)別,針對CNDS在網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了應(yīng)對措施和解決方案。 ③提出了過程子網(wǎng)和全站惟一網(wǎng)絡(luò)2種組網(wǎng)方案。通過分析各自的特點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)難度,指出過程子網(wǎng)目前較易實(shí)現(xiàn),而全站惟一網(wǎng)絡(luò)將憑借信息高度共享等優(yōu)勢成為CNDS的最終形態(tài)。闡述了VLAN、由交換機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余等組網(wǎng)技術(shù)在SAS中的應(yīng)用方法及IED自身通信冗余的實(shí)現(xiàn)方法。 ④歸納了CNDS數(shù)據(jù)流的類型和到達(dá)時(shí)間規(guī)律:建立了簡單數(shù)據(jù)流模型為表征數(shù)據(jù)流、研究數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP協(xié)議及其運(yùn)行機(jī)制,提出了TcP應(yīng)用于CNDS的優(yōu)化方法。 ⑤利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù),建立了EMAC和TCP/IP仿真節(jié)點(diǎn)模型,對以太網(wǎng)、TCP和交換式以太網(wǎng)的基本特征等進(jìn)行了仿真研究;依據(jù)CNDS實(shí)際承載的功能,建立了過程子網(wǎng)和站級網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)仿真模型,圍繞網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和端到端延時(shí)等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo),對不同組網(wǎng)方式和應(yīng)用功能下的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了考察,得出了具有普遍適用性的結(jié)論和建議,為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)①闡述了一種新架構(gòu)的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運(yùn)行方式的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。提出了適用于數(shù)字保護(hù)的RTOS多任務(wù)劃分方法。 ②以饋線保護(hù)測控裝置為例,建立了平臺(tái)的IEC 61850信息模型。以此為基礎(chǔ),在平臺(tái)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了利用SMV和GOOSE報(bào)文傳輸采樣值和開入/開出信息,即實(shí)現(xiàn)了遵循IEC 61850的過程層通信,為平臺(tái)接入IEC 61850系統(tǒng)和數(shù)字化變電站做好了準(zhǔn)備。 ③進(jìn)行了保護(hù)測量功能和過程層通信試驗(yàn),驗(yàn)證了平臺(tái)的可用性和過程層通信的可靠性,為類似設(shè)計(jì)方法在間隔層IED上的應(yīng)用提供了可信依據(jù)。

    標(biāo)簽: 61850 IEC 新型數(shù)字

    上傳時(shí)間: 2013-05-28

    上傳用戶:lyy1234

  • 基于MSP430F149的新型CCD測距系統(tǒng).rar

    msp430單片機(jī)應(yīng)用于CCD成像測量系統(tǒng)

    標(biāo)簽: 430F F149 MSP 430

    上傳時(shí)間: 2013-07-08

    上傳用戶:epson850

  • 車用雙向DCDC變換器的快速響應(yīng)特性研究.rar

    近年來,由于能源危機(jī)和環(huán)境污染,世界各國均在投巨資發(fā)展燃料電池汽車。雙向DC/DC變換器作為燃料電池汽車的中重要部件,需要隨著行駛狀態(tài)的改變,頻繁地切換其工作狀態(tài),其動(dòng)態(tài)性能好壞,直接決定汽車動(dòng)力系統(tǒng)的響應(yīng)速度。本文主要致力于對DC/DC變換器在不同控制策略下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究,并在保證其穩(wěn)態(tài)性能的前提下提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。 本文首先研究了線性控制策略下DC/DC變換器的動(dòng)態(tài)性能。介紹了閉環(huán)控制系統(tǒng)在頻域和時(shí)域的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)以及二者之間的關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾較小時(shí),采用頻域分析方法,對Buck和Boost變換器進(jìn)行了小信號建模,并對其在不同線性補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)控制作用下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行對比分析。當(dāng)系統(tǒng)受到較大干擾時(shí),采用時(shí)域分析方法,文中介紹了DC/DC變換器大信號建模方法,并對PID參數(shù)在工程上整定方法加以分析。 DC/DC變換器是一非線性系統(tǒng),應(yīng)用線性控制策略不可避免地存在一定局限性—?jiǎng)討B(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。針對這一問題,引入了模糊—PI控制,將其應(yīng)用于DC/DC變換器,以在保持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變的前提下,提高其動(dòng)態(tài)性能。以Buck DC/DC變換器為例,詳細(xì)介紹了模糊-PI控制器的設(shè)計(jì)過程,并對設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制系統(tǒng)用MATLAB進(jìn)行建模與仿真。最后,通過實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證了模糊—PI控制的有效性。 和線性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,但效果有限。本文引入了另一種非線性控制策略——滑模控制策略?;?刂撇呗允悄壳皠?dòng)態(tài)性能最好的控制策略之一,可以極佳地發(fā)揮系統(tǒng)的硬件潛能。 本文首先介紹了滑模控制相關(guān)知識(shí),推導(dǎo)了其應(yīng)用于Buck和Boost變換器的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)出針對不同被控對象和工作狀態(tài)的控制策略,對每種控制策略通過仿真分析驗(yàn)證其有效性。就滑??刂拼嬖诘撵o差問題、抖振問題和變頻問題均提出了行之有效的解決方案??焖夙憫?yīng)特性

    標(biāo)簽: DCDC 車用 變換器

    上傳時(shí)間: 2013-08-01

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  • 不平衡系統(tǒng)中STATCOM的控制方法和主電路研究.rar

    三相電壓不平衡度是衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。在三相系統(tǒng)中,引起電壓不平衡的主要原因是發(fā)電機(jī)的輸出電壓不平衡和負(fù)載不平衡兩方面,電壓不平衡比較嚴(yán)重時(shí),會(huì)給系統(tǒng)帶來諸多危害。近年來,STATCOM因其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,電流諧波含量小,裝置體積小等優(yōu)點(diǎn),在電壓不平衡補(bǔ)償中的應(yīng)用越來越廣。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主電路。為了獲得更高的輸出電壓,通常需要將IGCT串聯(lián)使用。然而在器件串聯(lián)使用時(shí),由于其特性的差異會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電壓分配不均衡,導(dǎo)致個(gè)別器件上產(chǎn)生過電壓而威脅器件的安全,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀器件。因此需要采用均壓電路來保證串聯(lián)結(jié)構(gòu)中電壓的平均分配。本文重點(diǎn)對IGCT串聯(lián)均壓電路和緩沖電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),在分析串聯(lián)均壓電路的同時(shí),計(jì)算了吸收電容和吸收電阻的取值范圍。而后,對緩沖電路進(jìn)行了Pspice仿真,通過仿真驗(yàn)證了均壓電路的工作效果。結(jié)果表明,吸收電容和吸收電阻的取值合適,能夠?qū)GCT的串聯(lián)運(yùn)行起到很好的保護(hù)作用。本文還對100Kvar/660VSTATCOM的主電路進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),對IGCT的型號和各主要元件進(jìn)行了選擇。 本文重點(diǎn)研究了不平衡系統(tǒng)中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)STATCOM的電流暫態(tài)模型,對電流電壓進(jìn)行序分解,并做D—Q坐標(biāo)變換,建立STATCOM在靜止坐標(biāo)系下的正、負(fù)序數(shù)學(xué)模型?;诮⒌呢?fù)序模型,研究STATCOM在不平衡情況下的控制策略,本文采用無差拍控制方法;根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償時(shí)遇到的問題:收斂速度慢、依賴固定的負(fù)載模型、魯棒性差等,對無差拍控制方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。該優(yōu)化方法在傳統(tǒng)無差拍的基礎(chǔ)上引入了參考電流觀測器和狀態(tài)觀測器;文中具體設(shè)計(jì)了這個(gè)改進(jìn)無差拍控制器和其相關(guān)電路。經(jīng)分析與仿真驗(yàn)證了本文提出的優(yōu)化控制方法,將該方法應(yīng)用于STATCOM不平衡補(bǔ)償器,取得了良好的不平衡補(bǔ)償性能、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和良好的魯棒性。

    標(biāo)簽: STATCOM 不平衡

    上傳時(shí)間: 2013-06-05

    上傳用戶:abc123456.

  • 雙相DC-DC電源管理芯片均流控制電路的分析與設(shè)計(jì).rar

    電源是電子設(shè)備的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響著電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統(tǒng)的電源問題已經(jīng)成為了系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)電流模式的PWM控制原理,研究設(shè)計(jì)了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動(dòng)控制兩路單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器工作,兩相結(jié)構(gòu)能提供大的輸出電流,但是在開關(guān)上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調(diào)整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨(dú)檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個(gè)通道上的電流信息,從而更好的進(jìn)行電流對稱以及電路的保護(hù)。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發(fā)生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)并給出了仿真驗(yàn)證結(jié)果。該芯片只需外接少數(shù)元件就可構(gòu)成一個(gè)高性能的雙相DC-DC開關(guān)電源,可廣泛應(yīng)用于CPU供電系統(tǒng)等。 通過應(yīng)用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案和理論分析的可行性和正確性,同時(shí)在芯片模塊電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用0.8μmBICMOS工藝設(shè)計(jì)規(guī)則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗(yàn)證了版圖的正確性。所設(shè)計(jì)的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達(dá)到了預(yù)期的要求。

    標(biāo)簽: DC-DC 雙相

    上傳時(shí)間: 2013-06-06

    上傳用戶:dbs012280

  • 基于LCL濾波的三相電壓型PWM整流器的研究.rar

    由于高頻PWM整流器可以提供正弦化低諧波的輸入電流,可控功率因數(shù),及雙向能量流動(dòng),因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)側(cè)單電感濾波會(huì)帶來一些問題,首先要想得到較好的濾波效果,必須增大電感值,這樣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能會(huì)變差,而且成本增加。另外,整流器的功率比較大時(shí),交流側(cè)的濾波的損耗也會(huì)增大。為了解決上述問題,本文研究了基于LCL濾波的高頻PWM整流器。在交流側(cè)應(yīng)用LCL 濾波器可以減少電流中的高次諧波含量,并在同樣的諧波要求下,相對純電感型濾波器可以降低電感值的大小,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 文章首先對高頻PWM整流器的工作原理做了詳細(xì)的介紹,并對基于L和LCL兩種不同的濾波器,分別在ABC靜止坐標(biāo)系,αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了數(shù)學(xué)模型。文章中將L濾波的電壓型三相PWM整流器的控制方法應(yīng)用于LCL濾波情況?;赿q軸模型,提出了雙閉環(huán)的控制策略,電流內(nèi)環(huán)采用前饋解耦控制。為了提高電流的跟隨性能,按照典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。為了提高電壓環(huán)的抗干擾性,按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓調(diào)節(jié)器。 文章還詳細(xì)討論了LCL濾波器帶來的諧振問題,以及參數(shù)設(shè)計(jì)方法,列出了實(shí)際系統(tǒng)LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟。文章在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立了PWM整流器仿真模型對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,按照文章提出的理論設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。 文章最后基于TMS320LF2407A設(shè)計(jì)了整流器裝置的控制系統(tǒng)硬件和軟件,并得到了初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果,能滿足控制要求,從而驗(yàn)證了控制方案的正確性。

    標(biāo)簽: LCL PWM 濾波

    上傳時(shí)間: 2013-07-01

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  • IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)及FPGA仿真驗(yàn)證.rar

    IIR數(shù)字濾波器是沖激響應(yīng)為無限長的一類數(shù)字濾波器,是電子、通信及信號處理領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容,國內(nèi)外學(xué)者對IIR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量研究。其中,進(jìn)化算法優(yōu)化設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器雖然取得了一定的效果,但是其也有自身的一些不足;另外,基于粒子群算法以及人工魚群算法的IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)也取得了較好的效果。但這些方法都是將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題,這種方法是將每個(gè)目標(biāo)賦一個(gè)權(quán)值,然后將這些賦了權(quán)值的目標(biāo)相加,把相加的結(jié)果作為目標(biāo)函數(shù),在此基礎(chǔ)上尋找目標(biāo)函數(shù)的最小值,這樣做造成的問題是可能將其中的任何一種滿足目標(biāo)函數(shù)值最小的情況作為最優(yōu)解,但實(shí)際上得到的不一定是最優(yōu)解。也就是說,單目標(biāo)的方法難以區(qū)分哪一種情況為最優(yōu)解,這樣的尋優(yōu)模型從理論上來說是難以得到最優(yōu)解的。另外,在將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)時(shí),各個(gè)目標(biāo)的權(quán)值難以確定,而且最終只能得到唯一解。針對這些問題,本文在研究傳統(tǒng)遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃算法以及量子遺傳算法的IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,將重點(diǎn)研究IIR數(shù)字濾波器的粒子進(jìn)化規(guī)劃優(yōu)化、遺傳多目標(biāo)優(yōu)化以及量子多目標(biāo)優(yōu)化。另外,由于在通信系統(tǒng)中IIR數(shù)字濾波器有廣泛應(yīng)用,并且大量采用FPGA實(shí)現(xiàn),多目標(biāo)優(yōu)化方法得到的濾波器性能也值得驗(yàn)證,因此,對多目標(biāo)優(yōu)化方法得到的IIR數(shù)字濾波器系數(shù)進(jìn)行FPGA仿真驗(yàn)證有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 @@ 論文的主要工作及研究成果具體如下: @@ 1.分析IIR數(shù)字濾波器的數(shù)學(xué)模型及其優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù);針對低通IIR數(shù)字濾波器,采用遺傳算法及量子遺傳算法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并給出相應(yīng)的仿真結(jié)果及分析。 @@ 2.針對使用進(jìn)化規(guī)劃算法優(yōu)化設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器時(shí)容易陷入局部極值的問題,研究粒子進(jìn)化規(guī)劃算法,并將其應(yīng)用于IIR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì),該算法將粒子群優(yōu)化算法與進(jìn)化規(guī)劃算法相結(jié)合,繼承了粒子群算法局部搜索能力強(qiáng)和進(jìn)化規(guī)劃算法遺傳父代優(yōu)良基因能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。將這種新的粒子進(jìn)化規(guī)劃算法應(yīng)用于IIR低通、高通、帶通、帶阻數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì),顯示了較好的效果。 @@ 3.優(yōu)化設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器時(shí),通常將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)的優(yōu)化問題,這種方法雖然設(shè)計(jì)簡單,但是在將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)時(shí),各個(gè)目標(biāo)的權(quán)值難以確定,而且最終只能得到唯一解,不能提供更多的有效解給決策者。針對常 用基于單目標(biāo)優(yōu)化算法的不足,在分析IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化模型和待優(yōu)化參數(shù)的基礎(chǔ)上,本文研究遺傳算法的IIR數(shù)字濾波器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,該方法將多個(gè)目標(biāo)值直接映射到適應(yīng)度函數(shù)中,通過比較函數(shù)值的占優(yōu)關(guān)系來搜索問題的有效解集,使用這種方法可以求得一組有效解,并且將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)的優(yōu)化方法得到的唯一解也能被包括在這一組有效解中。@@ 4.將量子遺傳算法應(yīng)用于IIR數(shù)字濾波器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),研究量子遺傳算法的IIR數(shù)字濾波器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并將優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明,在對同一種濾波器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),使用該方法得到的結(jié)果通帶波動(dòng)更小,過渡帶更窄,阻帶衰減也更大。 @@ 5.針對IIR數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)問題,在對IIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,分別采用遺傳多目標(biāo)優(yōu)化方法量子多目標(biāo)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的系數(shù),然后針對兩組系數(shù)進(jìn)行了FPGA( Field-Programmable GateArray,現(xiàn)場可編程門陣列)仿真驗(yàn)證,并對兩種結(jié)果進(jìn)行了對比分析。 @@關(guān)鍵詞:IIR數(shù)字濾波器;優(yōu)化設(shè)計(jì)

    標(biāo)簽: FPGA IIR 數(shù)字濾波器

    上傳時(shí)間: 2013-06-09

    上傳用戶:熊少鋒

  • 衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中長碼直捕算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運(yùn)輸工具提供導(dǎo)航定位服務(wù)。它能夠軍民兩用,戰(zhàn)略作用與商業(yè)利益并舉。只要持有便攜式接收機(jī),則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛(wèi)星發(fā)出的特定信號。接收機(jī)選取至少四顆衛(wèi)星發(fā)出的信號進(jìn)行分析,就能確定接收機(jī)持有者的位置。 GPS導(dǎo)航定位接收機(jī)的理論基礎(chǔ)即是擴(kuò)頻通信理論,擴(kuò)頻通信技術(shù)與常規(guī)的通信技術(shù)相比,具有低截獲率,強(qiáng)抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點(diǎn),目前己從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域迅速發(fā)展,成為進(jìn)入信息時(shí)代的高新技術(shù)通信傳輸方式之一。擴(kuò)頻通信技術(shù)中,最常見的是直接序列擴(kuò)頻通信(DSSS)系統(tǒng),本文所研究的就是這一類系統(tǒng)。 目前在衛(wèi)星信號的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時(shí)域法,基于大規(guī)模并行相關(guān)器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現(xiàn)有順序捕獲和并行捕獲技術(shù)的原理,并給出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 本文第三章對長碼的直接捕獲進(jìn)行了深入的研究,基于對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中長碼直捕方法的分析與對比,并且結(jié)合在實(shí)際過程中硬件資源需求的考慮,應(yīng)用了基于分段補(bǔ)零循環(huán)相關(guān)和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計(jì)算量,加快了信號捕獲的速度。本方法利用FFT實(shí)現(xiàn)接收信號與本地長碼的并行相關(guān),同時(shí)完成頻偏的搜索,將傳統(tǒng)的二維搜索轉(zhuǎn)換為并行的一維搜索,從而能快速實(shí)現(xiàn)長碼捕獲。 GPS信號十分微弱,靈敏度低,在戰(zhàn)場環(huán)境下,GPS接收機(jī)會(huì)面臨各種人為的干擾。如何從復(fù)雜的干擾信號中實(shí)現(xiàn)對GPS信號的捕獲,即抗干擾技術(shù)的研究,是GPS也是本文研究一個(gè)的方面。第四章即研究了GPS接收機(jī)干擾抑制算法,在強(qiáng)干擾環(huán)境下,需要借助信號處理技術(shù)在不增加信號帶寬的條件下提高系統(tǒng)的抗干擾能力,以保證后續(xù)捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機(jī)長碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實(shí)現(xiàn)方案,并對各主要子模塊進(jìn)行了詳細(xì)地分析?;拘徒邮諜C(jī)中長碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實(shí)現(xiàn);抗干擾型接收機(jī)中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實(shí)現(xiàn)了各模塊的單獨(dú)測試和整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),通過聯(lián)調(diào)驗(yàn)證,本文提出的長碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對長碼的直接捕獲,可以應(yīng)用于GPS接收機(jī),監(jiān)測站接收機(jī)的同步等,對我國自主研發(fā)導(dǎo)航定位接收機(jī)也有重大的現(xiàn)實(shí)及經(jīng)濟(jì)意義。

    標(biāo)簽: FPGA 衛(wèi)星導(dǎo)航 接收機(jī)

    上傳時(shí)間: 2013-06-18

    上傳用戶:wang5829

  • 基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.rar

    互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、星基導(dǎo)航是21世紀(jì)信息社會(huì)的三大支柱產(chǎn)業(yè),而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。目前,我國已經(jīng)成為GPS的使用大國,衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而,我們對GPS核心技術(shù)的研究還不夠深入,我國GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進(jìn)口。 GPS接收機(jī)工作時(shí),為了將本地信號和接收到的信號同步,要完成復(fù)雜的信號處理過程。其中,如何捕獲衛(wèi)星信號并保持對信號的跟蹤是最重要的核心技術(shù)。很多研究者提出了多種解決方法,但這些方法多數(shù)都只停留在理論階段,無法應(yīng)用于GPS接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。 本課題在分析了多種現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計(jì)了基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)。在研究過程中,首先利用Nemerix公司的GPS芯片組設(shè)計(jì)制作了GPS接收機(jī)模塊,它能正常穩(wěn)定地工作,并可用作GPS基帶信號處理的研究平臺(tái);該平臺(tái)可實(shí)時(shí)地輸出GPS數(shù)字中頻信號;本課題在中頻信號的基礎(chǔ)上深入研究了GPS信號的捕獲與跟蹤技術(shù)。先詳細(xì)分析比較了幾種GPS信號捕獲方法,給出了步進(jìn)相關(guān)的捕獲方案;接著分析了跟蹤環(huán)路的特點(diǎn),給出了鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)交替工作跟蹤載波以及載波輔助偽碼的跟蹤方案,并最終實(shí)現(xiàn)了這些方案。 本課題設(shè)計(jì)的GPS信號捕獲與跟蹤處理系統(tǒng)是通過硬件和軟件協(xié)同工作的方式實(shí)現(xiàn)的。硬件電路主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率高、邏輯簡單的相關(guān)器功能;而基于MicroBlaze軟處理器的軟件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率低、邏輯復(fù)雜的功能。本文給出了硬件電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果以及軟件設(shè)計(jì)的詳細(xì)流程。 本課題最終在FPGA上實(shí)現(xiàn)了GPS信號的捕獲與跟蹤功能,而且系統(tǒng)的性能良好。由此可以得出結(jié)論:本設(shè)計(jì)能夠滿足系統(tǒng)功能和性能的要求,可以直接用于實(shí)時(shí)GPS接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,為自主設(shè)計(jì)GPS接收機(jī)奠定了基礎(chǔ)。 本課題的研究得到了大連市信息產(chǎn)業(yè)局集成電路設(shè)計(jì)專項(xiàng)的資助,項(xiàng)目名稱是“定位與通信集成功能的SOC設(shè)計(jì)”,研究成果將在2008年上半年投入試用。

    標(biāo)簽: FPGA GPS 信號捕獲

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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