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作者:郭祥;王利勇;冯海伟;赵桓;张灵芝;高洁宇;陈菁瑶;
单位:晋西工业集团有限责任公司防务装备研究院;
摘要:针对弹道信号中存在的噪声干扰问题,尤其是没有信号的先验统计特性,因此不能使用某一固定参数的滤波器来处理该噪声干扰问题。本文基于改进的粒子群优化算法(Improved Particle Swarm Optimization, IPSO),提出一种改进的最小均方(Least Mean Square, LMS)自适应的信号滤波方法(简称IPSO-LMS方法)。传统的标准粒子群优化算法中,所有的粒子均采用相同的更新策略,导致种群多样性缺失,并且标准粒子群优化算法还特别容易陷入局部最优。本文所提的IPSO-LMS算法,通过设置不同的粒子搜索机制,智能的筛选出LMS滤波器的阶数和迭代步长的最优参数值,进一步提升了LMS自适应滤波器的性能。数值结果表明,与PSO-LMS算法相比,本文所提的IPSO-LMS算法在前2秒内瞬态响应振荡幅值大幅度减小,稳态响应收敛速度更快。此外,在不同输入信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)下,IPSO-LMS滤波算法对于低SNR信号的降噪效果更加突出,即在一定范围内大幅提升SNR可以一定程度减小均方根误差。对于高SNR信号,虽然均方根误差进一步缩小,但SNR优化空间有限,因此本文所提的IPSO-LMS滤波算法在低SNR下滤波效果优势明显。
关键词:最小均方自适应算法;;粒子群优化算法;;弹道信号滤波算法;;信噪比