基于PD控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法技术

本发明专利技术提供了一种基于PD控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法，在任一测试点测试环境背景噪声，将最小均方自适应消噪中收敛因子结合自动控制理论中的PID控制，来更新处理下一组输入信号的权向量，使得收敛因子根据最小均方误差改变而改变。本发明专利技术方法极大缩短了测试时间，提高了测试效率，背景噪声消除时随输入的混合电磁干扰信号变化而自适应的以最小均方误差收敛，且时变的收敛因子使得收敛速度更快，收敛稳定性更高和收敛误差更小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盲源电磁干扰分离预处理领域，具体涉及一种基于ro控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法。
技术介绍
在电磁兼容试验中，根据国军标GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》规定，电磁兼容测试包括电磁干扰(EMI)试验，其中电磁干扰试验包括传导发射和辐射发射测试。在电磁兼容试验中，能够测量的信号为多个电磁干扰及背景噪声的混合信号。因此，只能够判断混合信号在频率域是否符合国军标中明确规定的设备辐射极限值，不能分别判断具体信号是否符合要求。盲源分离方法中独立分量分析法用于混合电磁干扰处理中，能够将线性瞬时混合的电磁干扰分离。基于独立分量分析法无法将含多个高斯分布电磁干扰信号分离，因此需要预处理方法将一般为高斯分布的背景噪声信号滤除作为预处理。现有一般独立分量分析法进行背景噪声预处理的方法有两种。现有方法一首先未开启被试品(EUT)时，在每一个测试点测量空间背景噪声作为参考背景噪声。其次，开启被试品情况下，测得每一个测试点的混合电磁干扰信号，并直接减去对应测试点测试背景噪声信号。缺点此方法默认为背景噪声不变，未能考虑背景噪声在测试混合电磁信号中改变的情况，且直接相减造成最后结果误差大，影响电磁干扰分离。且此方法测试背景信号组数较多，影响测试效率。现有方法二 采用最小均方误差自适应方法消除背景噪声。此方法只测一个点的背景噪声作为参考背景噪声，随着输入混合信号改变而自适应地以最小均方误差目标消除环境背景噪声。缺点最小均方误差(LMS)自适应消噪方法局限性主要受收敛因子μ的影响。为了确保对任意输入信号都能够收敛，最小均方误差(LMS)自适应消噪中收敛因子μ —般较小。但是较小的收敛因子极大的减缓了收敛速度，使不符合现场快速诊断的测试需求。为确保较快的收敛速度，最小均方误差(LMS)自适应消噪中收敛因子μ —般偏大。但是较大的收敛因子会导致收敛稳定性变差，收敛误差加大，使不能满足后续处理的需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有对背景噪声预处理方法中存在的收敛误差大，收敛速度和收敛稳定性无法平衡的问题，提供了一种基于ro控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法。本专利技术提供的一种基于ro控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法，实现步骤如下步骤一测试信号。首先，关闭被试品，在某一个测试点测得环境背景噪声信号B，作为参考背景噪声信号。开启被试品，在N个测试点分别测得混合电磁干扰信号X1, X2,…XN。设参考背景噪声信号与混合电磁干扰信号的长度均为L。步骤二 设置自适应消噪阶数M，开始对第i个测试点测得的混合电磁干扰信号Xi进行背景消噪处理，N，初始i=l。首先，将参考背景噪声信号B的第η个频点的信号作为输入信号d (η)，将混合电磁干扰信号Xi的第η个频点到第η+Μ-1个频点的信号作为输入信号χ(η), I彡η彡L,初始η=1 ;然后，随机初始化M阶权向量w(η)。步骤三确定输出信号y (n) y (η) = w(η)τχ(η), w(n)M*w(n)转置得到；进一步得到输出误差信号e(n) e(n) =d(n)-y(n)。步骤四确定收敛因子。根据公式μ (η) = KpXE(n) +KdX ΔΕ(η),得到收敛因子μη)。其中，Ε(η)为期望均方误差与实际均方误差的偏差，Ε(η) = e(l-e2 (n)，e(l为期望均方误差；ΔΕ(η)表示均方误差变化率，ΔΕ(η) = E(n)-E(η-1) ;Κρ为比例系数，Kd为微分系数，E(n-l)为根据输入信号d(n-l)和输入信号x(n_l)得到的输出误差信号的期望均方误差与实际均方误差的偏差，初始为O。步骤五根据公式w(n+l) = w (n) +2u (n) e (η)χ(η),得到更新的权向量w(n+l),用于处理下一组输入信号。步骤六更新η = η+1,判断η+Μ-1是否大于L,若是,输出对混合电磁干扰信号Xi 进行背景消噪处理的结果信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PD控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：首先，关闭被试品，在某一个测试点测得环境背景噪声信号B，作为参考背景噪声信号；然后，开启被试品，在N个测试点分别测得混合电磁干扰信号X1,X2,…XN；设参考背景噪声信号与混合电磁干扰信号的长度均为L；步骤二：设置自适应消噪阶数M，开始对第i个测试点测得的混合电磁干扰信号Xi进行背景消噪处理，1≤i≤N，初始i=1；首先，将参考背景噪声信号B的第n个频点的信号作为输入信号d(n)，将混合电磁干扰信号Xi的第n个频点到第n+M?1个频点的信号作为输入信号x(n)，1≤n≤L，初始n=1；然后，随机初始化M阶权向量w(n)；步骤三：确定输出信号y(n)：y(n)＝w(n)Tx(n)，w(n)T将w(n)转置得到；进一步得到实际输出的误差信号e(n)：e(n)＝d(n)?y(n)；步骤四：根据公式μ(n)＝Kp×E(n)+Kd×ΔE(n)确定收敛因子μ(n)，其中，E(n)为期望均方误差与实际均方误差的偏差，E(n)＝e0?e2(n),e0为期望均方误差；ΔE(n)表示均方误差变化率，ΔE(n)＝E(n)?E(n?1)，E(n?1)为根据输入信号d(n?1)和输入信号x(n?1)得到的输出误差信号的期望均方误差与实际均方误差的偏差，初始为0；Kp为比例系数，Kd为微分系数；步骤五：根据公式w(n+1)＝w(n)+2u(n)e(n)x(n)，得到更新的权向量w(n+1)，用于处理下一组输入信号；步骤六：更新n＝n+1，判断n+M?1是否大于L，若是，输出对混合电磁干扰信号Xi进行背景消噪处理的结果信号然后执行步骤七；若否，将参考背景噪声信号B的第n个频点的信号作为基本输入信号d(n)，将混合电磁干扰信号Xi的第n个到第n+M?1个频点的信号作为基本输入信号x(n)，然后转步骤三继续执行；步骤七：更新i=i+1，判断i是否大于N，若是，已完成所有混合电磁干扰信号的背景消噪处理，结束本方法；否则，转步骤二继续执行。FDA00002553553500011.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于ro控制收敛因子的最小均方误差自适应消除背景噪声方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一首先，关闭被试品，在某一个测试点测得环境背景噪声信号B，作为参考背景噪声信号；然后，开启被试品，在N个测试点分别测得混合电磁干扰信号X1, X2,…Xn ;设参考背景噪声信号与混合电磁干扰信号的长度均为L ； 步骤二 设置自适应消噪阶数M，开始对第i个测试点测得的混合电磁干扰信号Xi进行背景消噪处理，N，初始i=l ； 首先，将参考背景噪声信号B的第η个频点的信号作为输入信号d (η)，将混合电磁干扰信号Xi的第η个频点到第η+Μ-1个频点的信号作为输入信号χ (η)，I彡η彡L，初始η=1 ；然后，随机初始化M阶权向量w (η); 步骤三确定输出信号y (n) y (η) = w(η)τχ(η), w(n)M#w(n)转置得到；进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴飞，陶志杰，李柏超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：