本發(fā)明屬于誤差消除技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法及裝置。
背景技術(shù):
測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí),傳感器采集機(jī)械位移等信息,測(cè)量系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到測(cè)量結(jié)果,但機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在較大的誤差。若依靠改進(jìn)機(jī)械的制造工藝提高測(cè)量精度,存在成本高和加工難度大的問(wèn)題,而且在不同的測(cè)量環(huán)境中,由于溫度和濕度等因素的影響,測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)頻率不同,因此難以消除機(jī)械振動(dòng)造成的測(cè)量結(jié)果誤差。
故,有必要提出一種新的技術(shù)方案,以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法及裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中難以消除機(jī)械振動(dòng)造成的測(cè)量結(jié)果誤差的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例的第一方面,提供一種機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法,包括:
獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);
根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和所述之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);
基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例的第二方面,提供一種機(jī)械振動(dòng)誤差消除裝置,包括:
獲取模塊,用于獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);
確定模塊,用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和所述之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);
濾波模塊,用于基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是:本發(fā)明所提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法及裝置中,獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào)。該機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法及裝置中輸出的有效信號(hào),可消除不同工作環(huán)境下測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)造成的誤差。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法的一流程圖;
圖2是圖1所示機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法中步驟S10的一流程圖;
圖3是圖1所示機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法中步驟S30的一流程圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的FIR自適應(yīng)濾波算法的示意圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法。該機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法包括:獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào),從而消除不同工作環(huán)境下測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)造成的誤差。為了說(shuō)明本發(fā)明所提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法,下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例一
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法的一流程圖,詳述如下:
在S10中,獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)。
當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)是指頻域上的參考輸入信號(hào),若當(dāng)前時(shí)刻為n,預(yù)設(shè)參考信號(hào)向量的長(zhǎng)度為k,則根據(jù)k值確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)為(k-1)個(gè)。
為了使參考輸入信號(hào)向量與測(cè)量系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲信號(hào)高度相關(guān),優(yōu)選地,使獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)的過(guò)程在系統(tǒng)空閑的狀態(tài)下進(jìn)行,在系統(tǒng)空閑狀態(tài)下獲取到的參考輸入信號(hào)更準(zhǔn)確并且始終能和測(cè)量系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲信號(hào)保持高度相關(guān)。其中,系統(tǒng)空閑的狀態(tài)是指系統(tǒng)開(kāi)啟但沒(méi)有進(jìn)入測(cè)量的工作狀態(tài)。
在S20中,根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n)。
令X(n)={x(n),x(n-1),x(n-2),……,x(n-k-2),x(n-k+1)}T,
其中,x(n)為當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);x(n-1)為上一時(shí)刻的參考輸入信號(hào),……,x(n-k+1)為上(k-1)時(shí)刻的參考輸入信號(hào),x(n-1),x(n-2),……,x(n-k-2),x(n-k+1)合稱為之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);參考輸入信號(hào)向量X(n)由當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)構(gòu)成。
在S30中,基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào)。
現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列(即Field-Programmable Gate Array,簡(jiǎn)稱FPGA),是一種基于N輸入查找表(LUT)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列,具有豐富而規(guī)則的邏輯資源和布線資源。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個(gè)概念,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸入輸出模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個(gè)部分?,F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是可編程器件,與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表(16×1RAM)來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯,每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端,觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O,由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊,這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式,并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能,F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。
基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波包括:原始輸入信號(hào)不進(jìn)行濾波,直接作為期望輸出信號(hào),當(dāng)前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)與之前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)構(gòu)成期望輸出信號(hào)向量;對(duì)參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行自適應(yīng)性濾波,輸出信號(hào)向量為自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量的轉(zhuǎn)置與參考輸入向量的乘積,誤差信號(hào)向量為期望信號(hào)向量與輸出信號(hào)向量之差,根據(jù)獲得的誤差信號(hào)向量逐步調(diào)整自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量,直至誤差向量的值最小。優(yōu)選地,步驟S30是在系統(tǒng)工作時(shí)進(jìn)行的。系統(tǒng)工作是指系統(tǒng)開(kāi)啟并進(jìn)入工作狀態(tài)。
本實(shí)施例所提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法中,獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào),消除不同工作環(huán)境下測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)不同造成的誤差。
進(jìn)一步地,圖2示出圖1所示機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法中步驟S10的一流程圖,詳述如下:
在S101中,對(duì)采集到的連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)。
采集連續(xù)時(shí)間信號(hào)x(t),通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換包括:對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣,對(duì)采樣后的信號(hào)進(jìn)行量化。采樣即是對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)離散化,采樣過(guò)程依據(jù)采樣定理進(jìn)行,采樣定理為當(dāng)采樣頻率大于信號(hào)中最高頻率的2倍時(shí),采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息。為了配合計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制表示方式,優(yōu)選地,實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的2.56倍。量化指將信號(hào)的連續(xù)取值(或者大量可能的離散取值)近似為有限多個(gè)(或較少的)離散值的過(guò)程。連續(xù)信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣后成為離散時(shí)間信號(hào),離散時(shí)間信號(hào)經(jīng)過(guò)量化即成為數(shù)字信號(hào)。
在S102中,基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列對(duì)數(shù)字信號(hào)做快速傅里葉變換到頻域。
基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列,對(duì)在S101中獲得的數(shù)字信號(hào)做快速傅里葉變換到頻域。N個(gè)采樣點(diǎn),經(jīng)過(guò)FFT之后,就可以得到N個(gè)點(diǎn)的FFT結(jié)果。為了方便進(jìn)行FFT運(yùn)算,優(yōu)選地,N取2的整數(shù)次方。
在S103中,根據(jù)頻域的頻譜分量圖計(jì)算固有頻率。
有些信號(hào)很難在時(shí)域看出什么特征,變換到頻域就很容易看出特征,對(duì)參考輸入向量進(jìn)行快速傅里葉變換FFT提取出頻域上的頻譜圖,分析頻譜圖找出幅度最高對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率即為噪聲信號(hào)的頻率??蛇x地,若頻譜圖上第51個(gè)點(diǎn)的幅度最高,則對(duì)應(yīng)的頻率50HZ為噪聲信號(hào)的頻率;若頻譜圖上第76個(gè)點(diǎn)的幅度最高,則對(duì)應(yīng)的頻率75HZ為噪聲信號(hào)的頻率。
在S104中,根據(jù)固有頻率合成所述當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)。
基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列,將上述獲得的幅度最高點(diǎn)的幅度,頻率以及相位輸入至DDS(Direct Digital Synthesizer,即直接數(shù)字式頻率合成器)中合成為參考輸入信號(hào)。頻率即固有頻率。
本實(shí)施例在系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量工作之前將噪聲頻率計(jì)算出來(lái)的優(yōu)點(diǎn)在于,測(cè)量系統(tǒng)在不同的環(huán)境下振動(dòng)頻率即固有頻率不同,而這種方法消除了因環(huán)境變化帶來(lái)的影響,適應(yīng)性更強(qiáng),同時(shí)使用FPGA進(jìn)行FFT變換和DDS合成的優(yōu)點(diǎn)在于,F(xiàn)PGA能夠以極高的時(shí)鐘速度計(jì)算并且能夠并行的實(shí)時(shí)計(jì)算和同步合成信號(hào),快速、高效。
進(jìn)一步地,圖3示出了圖1所示機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法中步驟S30的一流程圖,圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的FIR自適應(yīng)濾波算法的示意圖,參考圖3和圖4,詳述如下:
在S301中,根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n)的轉(zhuǎn)置與參考輸入信號(hào)向量X(n)相乘,獲取當(dāng)前時(shí)刻的輸出信號(hào)向量Y(n)。
該步驟可表示為:Y(n)=WT(n)*X(n)。
其中,X(n)為參考輸入信號(hào)向量,Y(n)為輸出信號(hào)向量,W(n)為當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量,WT(n)為當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量的轉(zhuǎn)置,n為迭代次數(shù)。
參考輸入信號(hào)向量X(n),X(n)={x(n),x(n-1),x(n-2),……,x(n-k-2),x(n-k+1)}T,其中,x(n)為當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),x(n-1)為上一時(shí)刻的參考輸入信號(hào),……,x(n-k+1)為上(k-1)時(shí)刻的參考輸入信號(hào),參考輸入信號(hào)向量X(n)由當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)構(gòu)成。
當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n),W(n)={w0(n),w1(n),w2(n),……,wk-2(n),wk-1(n)}T,為了方便計(jì)算的同時(shí)不太復(fù)雜,優(yōu)選地,k=32。
在S302中,將期望輸出信號(hào)向量D(n)與輸出信號(hào)向量Y(n)相減,獲取誤差信號(hào)向量E(n)。
該步驟可表示為:E(n)=D(n)-Y(n)。原始輸入信號(hào)不進(jìn)行濾波直接作為期望輸出信號(hào)。優(yōu)選地,原始輸入信號(hào)為測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)摻雜了因機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲的輸入信號(hào)。D(n)={d(n),d(n-1),d(n-2),……,d(n-k-2),d(n-k+1)}T,其中,d(n)為當(dāng)前時(shí)刻的期望輸出信號(hào),d(n-1)為上一時(shí)刻的期望輸出信號(hào),……,d(n-k+1)為上(k-1)時(shí)刻的期望輸出信號(hào),期望輸出信號(hào)向量D(n)由當(dāng)前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)和之前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)構(gòu)成。
在S303中,采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)誤差信號(hào)向量E(n)和參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,獲取下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1)。其中,下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1)是誤差信號(hào)向量E(n)和參考輸入信號(hào)向量X(n)和步長(zhǎng)因子的乘積與當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n)的和值。
該步驟可表示為:W(n+1)=W(n)+2u*E(n)*X(n),2u通常很小,為了提高FIR自適應(yīng)濾波算法的收斂速度,優(yōu)選地,實(shí)際應(yīng)用中取1/2、1/4、1/8和1/16等。
在S304中,將下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1)的轉(zhuǎn)置與參考輸入信號(hào)向量X(n+1)相乘,獲取下一時(shí)刻的輸出信號(hào)向量Y(n+1),作為有效信號(hào)輸出。
當(dāng)誤差向量的值最小,優(yōu)選地當(dāng)最小為零,即誤差消除時(shí),輸出Y(n+1)。
FIR自適應(yīng)濾波算法的流程就是一個(gè)信號(hào)逐級(jí)延遲的過(guò)程,將各級(jí)的延遲輸出加權(quán)累計(jì),即得到FIR自適應(yīng)濾波的輸出,詳述如下:
系統(tǒng)工作時(shí),原始輸入信號(hào)不進(jìn)行濾波,直接作為期望輸出信號(hào),當(dāng)前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)與之前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)構(gòu)成期望輸出信號(hào)向量D(n);對(duì)所述參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行自適應(yīng)性濾波,根據(jù)公式Y(jié)(n)=WT(n)*X(n),輸出信號(hào)向量為自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量的轉(zhuǎn)置WT(n)與參考輸入向量X(n)的乘積;根據(jù)公式E(n)=D(n)-Y(n),誤差信號(hào)向量E(n)為期望信號(hào)向量D(n)與輸出信號(hào)向量Y(n)之差;由公式W(n+1)=W(n)+2u*E(n)*X(n)根據(jù)獲得的誤差信號(hào)向量E(n)逐步調(diào)整自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量,直至誤差向量的值最小,輸出此刻的輸出信號(hào)向量Y(n+1)。
可以理解地,根據(jù)誤差向量對(duì)自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量進(jìn)行逐步調(diào)整的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,上述過(guò)程還包括自適應(yīng)濾波權(quán)系數(shù)向量的初始化,當(dāng)初始向量W(0)={w0(n),w1(n),w2(n),……,wk-2(n),wk-1(n)}T滿足一定條件時(shí),誤差向量的值也就是誤差向量模的平方才會(huì)達(dá)到最小,即為零。
優(yōu)選地,時(shí)鐘控制當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)向量和期望輸出信號(hào)向量同步進(jìn)行,延遲輸入量緩存至所述現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列的寄存器中。所述輸入量包括當(dāng)前時(shí)刻以及之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和當(dāng)前時(shí)刻以及之前時(shí)刻的期望輸出信號(hào)。
優(yōu)選地,所述相乘和相減的計(jì)算過(guò)程可以在時(shí)鐘的控制下同時(shí)進(jìn)行而無(wú)需按照先后順序執(zhí)行,提高了運(yùn)算效率。
應(yīng)理解,上述實(shí)施例中各步驟的序號(hào)的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后,各過(guò)程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定,而不應(yīng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施過(guò)程構(gòu)成任何限定。
對(duì)應(yīng)于上文實(shí)施例所述的機(jī)械振動(dòng)誤差消除方法,圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)械振動(dòng)誤差消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖,詳述如下:
參考圖5,該裝置包括:
獲取模塊51,用于獲取當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),利用當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)確定之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào);
確定模塊52,用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)和之前時(shí)刻的參考輸入信號(hào),確定參考輸入信號(hào)向量X(n);
濾波模塊53,用于基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列并采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,輸出有效信號(hào)。
可選地,獲取模塊51包括:
轉(zhuǎn)換單元510,用于對(duì)采集到的連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào);
變換單元511,用于基于現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列對(duì)數(shù)字信號(hào)做快速傅里葉變換到頻域;
計(jì)算單元512,根據(jù)頻域的頻譜分量圖計(jì)算固有頻率;
合成單元513,根據(jù)固有頻率合成當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)。
可選地,濾波模塊53包括:
相乘單元530,用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n)的轉(zhuǎn)置與參考輸入信號(hào)向量X(n)相乘,獲取當(dāng)前時(shí)刻的輸出信號(hào)向量Y(n);
相減單元531,用于將期望輸出信號(hào)向量D(n)與輸出信號(hào)向量Y(n)相減,獲取誤差信號(hào)向量E(n);
獲取單元532,用于采用FIR自適應(yīng)濾波算法對(duì)誤差信號(hào)向量E(n)和參考輸入信號(hào)向量X(n)進(jìn)行濾波,獲取下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1);
輸出單元533,用于將下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1)的轉(zhuǎn)置與參考輸入信號(hào)向量X(n+1)相乘,獲取下一時(shí)刻的輸出信號(hào)向量Y(n+1),作為有效信號(hào)輸出。
進(jìn)一步地,下一時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n+1)是誤差信號(hào)向量E(n)和參考輸入信號(hào)向量X(n)和步長(zhǎng)因子的乘積與當(dāng)前時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)系數(shù)向量W(n)的和值。
可選地,裝置還包括:
時(shí)鐘模塊54,用于時(shí)鐘控制當(dāng)前時(shí)刻的參考輸入信號(hào)向量和期望輸出信號(hào)向量同步進(jìn)行。
延遲模塊55,用于將輸入量緩存至現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列的寄存器中。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到,結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置和方法,可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述單元或單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過(guò)一些接口,裝置或單元的間接耦合或通訊連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái),該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
以上所述實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。