自适应滤波器的新型变步长算法及其应用

作者:王新 刊名:电机与控制学报 上传者:苗振都

【摘要】针对变步长算法的选取对自适应滤波器的性能有重大的影响,而常见变步长算法的步长与误差或输入信号有关,在自适应调节过程中步长存在较大的波动,影响自适应滤波器的滤波效果等问题,通过分析和比较常见的变步长算法,提出一种新型变步长算法。该算法先将误差信号取绝对值,然后再求其均值,以该均值决定步长的变化,克服步长波动的不足。采用新型变步长算法的自适应滤波器,不仅具有较快的收敛速度,而且可以获取较小的均方误差。最后,将基于新型变步长算法的自适应滤波器应用于笼型异步电动机的断条故障诊断中。实验证明,新型变步长算法可以增强断条故障的特征,有利于信号特征的提取。

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第 15 卷 第 4 期 2011 年 4 月 电 机 与 控 制 学 报 ELECTRIC MACHINES AND CONTROL Vol. 15 No. 4 Apr. 2011 自适应滤波器的新型变步长算法及其应用 王新 ( 河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 454003) 摘 要: 针对变步长算法的选取对自适应滤波器的性能有重大的影响,而常见变步长算法的步长与误差或输入信号有关,在自适应调节过程中步长存在较大的波动,影响自适应滤波器的滤波效果等问题,通过分析和比较常见的变步长算法,提出一种新型变步长算法。该算法先将误差信号取绝对值,然后再求其均值,以该均值决定步长的变化,克服步长波动的不足。采用新型变步长算法的自适应滤波器,不仅具有较快的收敛速度,而且可以获取较小的均方误差。最后,将基于新型变步长算法的自适应滤波器应用于笼型异步电动机的断条故障诊断中。实验证明,新型变步长算法可以增强断条故障的特征,有利于信号特征的提取。 关键词: 自适应滤波器; 变步长算法; 转子断条; 故障检测 中图分类号: TN 911. 72 文献标志码: A 文章编号: 1007-449X( 2011) 04-0023-05 Novel variable step size algorithm of adaptive filter and its application WANG Xin ( School of Electrical Engineering and Automation,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China) Abstract: The variable step size algorithm affects the performance of the adaptive filter heavily. The step size of the usual variable step size algorithms has a certain relation with the error signal and the input sig-nal. In the adaptive regulation process,the step size has a big fluctuation. This property severely affects the filtering effect of the adaptive filter. To solve these problems,a novel variable step size algorithm ( NVSSA) was put forward by analyzing and comparing the usual variable step size algorithms. In the NVSSA,the absolute value of error signal was taken,and then its mean was found. The mean decided the change of the step size. The NVSSA can overcome the shortage of the step size fluctuation. The adap-tive filter based on the NVSSA has a faster convergence rate a

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