Обновление LMS

Оценка весов адаптивного фильтра LMS

Библиотека:
Панель системных инструментов DSP/Фильтрация/Адаптивные фильтры

Описание

Блок обновления LMS оценивает веса адаптивного фильтра LMS. Блок принимает данные и ошибку в качестве входных данных и вычисляет веса фильтра на основе алгоритма, выбранного блоком. Дополнительные сведения о алгоритмах см. в разделе Алгоритмы.

Этот блок можно использовать для вычисления адаптивных весов фильтра в таких приложениях, как идентификация системы, обратное моделирование и алгоритмы LMS с фильтрацией x, которые используются в акустическом шумоподавлении. Дополнительные сведения см. в разделе Ссылки.

Порты

Вход

развернуть все

`Input` - Ввод данных
скаляр

Ввод данных в адаптивный фильтр. Блок принимает входы с одинарной или двойной точностью с плавающей запятой. Все входные данные должны быть скалярами и иметь одинаковый тип данных и одинаковую точность.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

`Error` - Ошибка
скаляр

Ошибка между выходным сигналом и требуемым сигналом.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне [0,1]

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Step size source значение Input port.

Типы данных: single | double

`Adapt` - Обновить вес фильтра
действительный скаляр

Если вход в этот порт не равен нулю, блок обновляет веса фильтра. Если вход в этот порт равен 0, вес фильтра не изменяется.

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

Если вход в этот порт не равен нулю, блок сбрасывает веса фильтра до их начальных значений. Если вход в этот порт равен 0, вес фильтра не изменяется.

Продукция

развернуть все

`Wts` - Вес фильтра
Вектор строки 1 на n

Длина вектора весов фильтра - это значение параметра Длина фильтра (Filter length).

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

`Algorithm` - адаптивный алгоритм LMS
`LMS` (по умолчанию) | `Normalized LMS` | `Sign—Error LMS` | `Sign—Data LMS` | `Sign—Sign LMS`

Блок использует один из перечисленных алгоритмов для вычисления весов фильтра. Дополнительные сведения о алгоритмах см. в разделе Алгоритмы.

`Filter length` - Длина фильтра
32 (по умолчанию) | положительное целое число

Длина фильтра определяет длину вектора весов, генерируемого блоком через выходной порт Wts.

`Step size source` - Метод задания размера шага
`Property` (по умолчанию) | `Input port`

Property - Укажите размер адаптации фильтра с помощью параметра Step size (mu).
Input port - размер адаптации фильтра передачи с использованием входного порта Mu.

`Step size (mu)` - Размер шага адаптации
0,1 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Размер шага (mu) указывает величину, на которую веса фильтра обновляются в каждой итерации. Выберите оптимальный размер шага, чтобы фильтр был стабильным и скорость сходимости была оптимальной.

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Step size source значение Property.

Этот параметр настраивается. Его значение можно изменить даже во время моделирования.

`Leakage factor (0 to 1)` - Коэффициент утечки
1.0 (по умолчанию) | вещественный скаляр в диапазоне [0,1]

Коэффициент утечки (от 0 до 1) предотвращает неограниченное увеличение коэффициентов фильтра путем уменьшения дрейфа коэффициентов от их оптимальных значений. Коэффициент утечки 1.0 указывает на отсутствие утечки. Если возникает дрейф коэффициента, то есть большая флуктуация относительно оптимального решения, уменьшайте коэффициент утечки до тех пор, пока флуктуация коэффициента не станет малой.

Этот параметр настраивается. Его значение можно изменить даже во время моделирования.

`Initial value of filter weights` - Начальное значение веса фильтра
0 (по умолчанию) | вещественный скаляр

Этот параметр определяет начальное значение весов фильтра w (n-1). Блок использует это значение для вычисления весов w (n), когда n = 1. Дополнительные сведения см. в разделе Алгоритмы.

`Enable adapt input` - Обновить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

Если этот флажок установлен, на блоке появляется входной порт Adapt. Если вход в этот порт больше 0, блок обновляет веса фильтра. Если вход в этот порт меньше или равен 0, вес фильтра не изменяется.

`Enable reset input` - Сбросить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

Если этот флажок установлен, на блоке появляется порт ввода «Сброс». Если вход в этот порт больше 0, блок сбрасывает веса фильтра до их начальных значений. Если вход в этот порт меньше или равен 0, вес фильтра не изменяется.

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Code generation
Моделирование модели с использованием сгенерированного кода C. При первом запуске моделирования Simulink ® генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования, если модель не изменяется. Этот параметр требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более высокую скорость моделирования, чемInterpreted execution.
Interpreted execution
Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB ®. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость моделирования, чем Code generation.

Примеры модели

Filtered-X LMS Adaptive Noise Control Filter

Фильтр адаптивного управления шумом Filtered-X LMS

Используйте алгоритм Filtered-X LMS в Adaptive Noise Control (ANC).

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Алгоритмы

Блок вычисляет оценки веса фильтра, используя $w (n) = αw (n - 1) + f (u ($ n), e (n), λ).

Функция $f (u (n), e (n$ ), λ) определяется согласно алгоритму LMS, заданному посредством параметра Algorithm:

LMS - $f (u (n), e (n), λ) =^{} мкэ$ (n) u * (n)
Normalized LMS - $f (u (n), e (n), λ) \frac{=^{} мкэ}{(n)^{} u∗ (n}$ )
В Normalized LMS algorithm, start- малая положительная константа, которая преодолевает потенциальную численную нестабильность при обновлении весов.
Для входов с двойной точностью с плавающей запятой 2.2204460492503131e-016. Для входов с плавающей запятой с одинарной точностью 1.192092896e-07. Для ввода с фиксированной запятой, λ равно 0.
Sign-Error LMS - $f (u (n), e (n), λ) = {pcisign}^{} (e$ (n)) u * (n)
Sign-Data LMS - $f (u (n), e (n), λ) = мке (n)$ знак (u (n)), где u (n) является действительным
Sign-Sign LMS - $f (u (n), e (n), λ) = pcisign (e (n))$ знак (u (n)), где u (n) является действительным

В предыдущих уравнениях:

n - индекс текущего времени
u (n) - вектор буферизированных входных выборок на этапе n
u * (n) - Комплексное сопряжение вектора буферизированных входных выборок на этапе n
w (n) - вектор весовых оценок фильтра на этапе n
e (n) - Ошибка оценки на этапе n
start- Размер шага адаптации
α - Коэффициент утечки (0 ≤ α ≤ 1)

Ссылки

[1] Мадисетти, Виджей и Дуглас Уильямс. «Введение в адаптивные фильтры». Руководство по цифровой обработке сигналов. Бока Ратон, ФЛ: КПР Пресс, 1999.

[2] Ахтар, М. Т., М. Абэ, М. Кавамата. «Активные системы управления шумом на основе алгоритма Modified-filtered-x LMS с улучшенным интерактивным моделированием вторичного тракта». Симпозиум IEEE по схемам и системам, 2004 год.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Представлен в R2016b

Документация

Обновление LMS

Описание

Порты

Вход

`Input` - Ввод данных
скаляр

`Error` - Ошибка
скаляр

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне [0,1]

`Adapt` - Обновить вес фильтра
действительный скаляр

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

Продукция

`Wts` - Вес фильтра
Вектор строки 1 на n

Параметры

`Algorithm` - адаптивный алгоритм LMS
`LMS` (по умолчанию) | `Normalized LMS` | `Sign—Error LMS` | `Sign—Data LMS` | `Sign—Sign LMS`

`Filter length` - Длина фильтра
32 (по умолчанию) | положительное целое число

`Step size source` - Метод задания размера шага
`Property` (по умолчанию) | `Input port`

`Step size (mu)` - Размер шага адаптации
0,1 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Leakage factor (0 to 1)` - Коэффициент утечки
1.0 (по умолчанию) | вещественный скаляр в диапазоне [0,1]

`Initial value of filter weights` - Начальное значение веса фильтра
0 (по умолчанию) | вещественный скаляр

`Enable adapt input` - Обновить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

`Enable reset input` - Сбросить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Примеры модели

Фильтр адаптивного управления шумом Filtered-X LMS

Характеристики блока

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Блоки

Объекты

Темы

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

Документация

Обновление LMS

Описание

Порты

Вход

Input - Ввод данных скаляр

Error - Ошибка скаляр

Mu - Размер шага адаптации фильтра 0,1 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне [0,1]

Adapt - Обновить вес фильтра действительный скаляр

Reset - Сброс весов фильтра действительный скаляр

Продукция

Wts - Вес фильтра Вектор строки 1 на n

Параметры

Algorithm - адаптивный алгоритм LMS LMS (по умолчанию) | Normalized LMS | Sign—Error LMS | Sign—Data LMS | Sign—Sign LMS

Filter length - Длина фильтра 32 (по умолчанию) | положительное целое число

Step size source - Метод задания размера шага Property (по умолчанию) | Input port

Step size (mu) - Размер шага адаптации 0,1 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Leakage factor (0 to 1) - Коэффициент утечки 1.0 (по умолчанию) | вещественный скаляр в диапазоне [0,1]

Initial value of filter weights - Начальное значение веса фильтра 0 (по умолчанию) | вещественный скаляр

Enable adapt input - Обновить вес фильтра off (по умолчанию) | on

Enable reset input - Сбросить вес фильтра off (по умолчанию) | on

Simulate using - Тип выполняемого моделирования Code generation (по умолчанию) | Interpreted execution

Примеры модели

Фильтр адаптивного управления шумом Filtered-X LMS

Характеристики блока

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Блоки

Объекты

Темы

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

`Input` - Ввод данных
скаляр

`Error` - Ошибка
скаляр

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне [0,1]

`Adapt` - Обновить вес фильтра
действительный скаляр

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

`Wts` - Вес фильтра
Вектор строки 1 на n

`Algorithm` - адаптивный алгоритм LMS
`LMS` (по умолчанию) | `Normalized LMS` | `Sign—Error LMS` | `Sign—Data LMS` | `Sign—Sign LMS`

`Filter length` - Длина фильтра
32 (по умолчанию) | положительное целое число

`Step size source` - Метод задания размера шага
`Property` (по умолчанию) | `Input port`

`Step size (mu)` - Размер шага адаптации
0,1 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Leakage factor (0 to 1)` - Коэффициент утечки
1.0 (по умолчанию) | вещественный скаляр в диапазоне [0,1]

`Initial value of filter weights` - Начальное значение веса фильтра
0 (по умолчанию) | вещественный скаляр

`Enable adapt input` - Обновить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

`Enable reset input` - Сбросить вес фильтра
off (по умолчанию) | on

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™