LMS Update

Оцените веса адаптивного фильтра LMS

Библиотека:
DSP System Toolbox/Фильтрация/Адаптивные фильтры

Описание

Блок LMS Update оценивает веса адаптивного фильтра LMS. Блок принимает данные и ошибку как входы и вычисляет веса фильтров на основе алгоритма, который выбирает блок. Для получения дополнительной информации об алгоритмах см. «Алгоритмы».

Можно использовать этот блок для вычисления веса адаптивного фильтра в приложениях, таких как система идентификации, обратное моделирование и LMS-алгоритмы filtered-x, которые используются в акустическом шумоподавлении. Для получения дополнительной информации см. раздел « Ссылки».

Порты

Вход

расширить все

`Input` - Вход данных
скаляр

Вход данных в адаптивный фильтр. Блок принимает входы с одной точностью или с плавающей точкой двойной точности. Все входы должны быть скалярами и должны иметь совпадающий тип данных и точность.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

`Error` - Ошибка
скаляр

Ошибка между сигналом выхода и желаемым сигналом.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляром в области значений [0,1]

Чтобы включить этот порт, установите Step size source равным Input port.

Типы данных: single | double

`Adapt` - Обновление весов фильтра
действительный скаляр

Когда вход к этому порту не равен нулю, блок обновляет веса фильтра. Когда вход этого порта равен 0, веса фильтров не изменяются.

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

Когда вход к этому порту не равен нулю, блок сбрасывает веса фильтра к их начальным значениям. Когда вход этого порта равен 0, веса фильтров не изменяются.

Выход

расширить все

`Wts` - Веса фильтров
1-by- n вектор-строка

Длина вектора весов фильтра является значением в параметре Filter length.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить 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, чтобы вычислить веса фильтров. Для получения дополнительной информации об алгоритмах см. «Алгоритмы».

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

Filter length задает длину вектора весов, который блок генерирует через Wts выходной порт.

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

Property - Задайте размер адаптации фильтра, используя параметр Step size (mu).
Input port - Передайте размер адаптации фильтра, используя Mu входной порт.

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

Step size (mu) указывает величину, на которую веса фильтров обновляются в каждой итерации. Выберите оптимальный размер шага, чтобы фильтр был стабильным, а скорость сходимости была оптимальной.

Чтобы включить этот параметр, установите Step size source равным Property.

Этот параметр настраивается. Изменить его значение можно даже во время симуляции.

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

Leakage factor (0 to 1) препятствует неограниченному росту коэффициентов фильтра путем уменьшения дрейфа коэффициентов от их оптимальных значений. Коэффициент утечки 1.0 указывает на отсутствие утечек. Если вы столкнулись с дрейфом коэффициента, то есть большими колебаниями относительно оптимального решения, уменьшите коэффициент утечки, пока колебание коэффициента не станет маленьким.

Этот параметр настраивается. Изменить его значение можно даже во время симуляции.

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

Этот параметр задает начальное значение весов фильтра, w(n-1). Блок использует это значение, чтобы вычислить веса, w(n), когда n = 1. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритмы».

`Enable adapt input` - Обновление весов фильтров
off (по умолчанию) | on

При установке этого флажка на блоке появляется Adapt входной порт. Когда вход к этому порту больше 0, блок обновляет веса фильтра. Когда вход этого порта меньше или равен 0, веса фильтров не изменяются.

`Enable reset input` - Сброс весов фильтра
off (по умолчанию) | on

При установке этого флажка на блоке появляется Reset входной порт. Когда вход к этому порту больше 0, блок сбрасывает веса фильтра к их начальным значениям. Когда вход этого порта меньше или равен 0, веса фильтров не изменяются.

`Simulate using` - Тип выполняемой симуляции
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Code generation
Симулируйте модель с использованием сгенерированного кода C. Первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более высокую скорость симуляции, чем Interpreted execution.
Interpreted execution
Симулируйте модель с помощью MATLAB^® интерпретатор. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость симуляции, чем Code generation.

Примеры моделей

Filtered-X LMS Adaptive Noise Control Filter

Фильтр адаптивного регулирования шума Filtered-X LMS

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

Характеристики блоков

Типы данных	`double` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Алгоритмы

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

Функция $f (u (n), e (n), μ)$ определяется согласно LMS-алгоритму, который вы задаете через параметр Algorithm:

LMS — $f (u (n), e (n), μ) = μ e (n) u^{*} (n)$
Normalized LMS — $f (u (n), e (n), μ) = μ e (n) \frac{u^{*} (n)}{ε + u^{H} (n) u (n)}$
В Normalized LMS алгоритм, ε является небольшой положительной константой, которая преодолевает потенциальную числовую нестабильность в обновлении весов.
Для входов с двойной точностью с плавающей точкой, ε есть 2.2204460492503131e-016. Для входов с одной точностью с плавающей точкой ε есть 1.192092896e-07. Для входов с фиксированной точкой ε равно 0.
Sign-Error LMS — $f (u (n), e (n), μ) = μ знак (e (n)) u^{*} (n)$
Sign-Data LMS — $f (u (n), e (n), μ) = μ e (n) знак (u (n))$ , где u (n) реально
Sign-Sign LMS — $f (u (n), e (n), μ) = μ знак (e (n)) знак (u (n))$ , где u (n) реально

В предыдущих уравнениях:

n - Текущий индекс времени
u (n) - вектор буферизованных входных выборок на шаге n
u * (n) - комплексный сопряженный вектор буферизованных входных выборок на шаге n
w (n) - вектор оценок веса фильтра на шаге n
e(n) - ошибка расчета на шаге n
µ - размер шага адаптации
α - коэффициент утечки (0 ≤ α ≤ 1)

Ссылки

[1] Мадисетти, Виджай и Дуглас Уильямс. «Введение в адаптивные фильтры». Руководство по цифровой обработке сигналов. Бока Ратон, FL: CRC Press, 1999.

[2] Ахтар, М. Т., М. Абэ, М. Кавамата. «Модифицированные-отфильтрованные-x LMS-алгоритм системы активного контроля шума с улучшенным оперативным моделированием вторичного пути». Симпозиум IEEE по схемам и системам, 2004 год.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Введенный в R2016b

Документация

LMS Update

Описание

Порты

Вход

`Input` - Вход данных
скаляр

`Error` - Ошибка
скаляр

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляром в области значений [0,1]

`Adapt` - Обновление весов фильтра
действительный скаляр

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

Выход

`Wts` - Веса фильтров
1-by- n вектор-строка

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 определения 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) | действительный скаляр в области значений [0,1]

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

`Enable adapt input` - Обновление весов фильтров
off (по умолчанию) | on

`Enable reset input` - Сброс весов фильтра
off (по умолчанию) | on

`Simulate using` - Тип выполняемой симуляции
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Примеры моделей

Фильтр адаптивного регулирования шума Filtered-X LMS

Характеристики блоков

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Блоки

Объекты

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

Документация

LMS Update

Описание

Порты

Вход

Input - Вход данных скаляр

Error - Ошибка скаляр

Mu - Размер шага адаптации фильтра 0,1 (по умолчанию) | скаляром в области значений [0,1]

Adapt - Обновление весов фильтра действительный скаляр

Reset - Сброс весов фильтра действительный скаляр

Выход

Wts - Веса фильтров 1-by- n вектор-строка

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 определения 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) | действительный скаляр в области значений [0,1]

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

Enable adapt input - Обновление весов фильтров off (по умолчанию) | on

Enable reset input - Сброс весов фильтра off (по умолчанию) | on

Simulate using - Тип выполняемой симуляции Code generation (по умолчанию) | Interpreted execution

Примеры моделей

Фильтр адаптивного регулирования шума Filtered-X LMS

Характеристики блоков

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Блоки

Объекты

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`Input` - Вход данных
скаляр

`Error` - Ошибка
скаляр

`Mu` - Размер шага адаптации фильтра
0,1 (по умолчанию) | скаляром в области значений [0,1]

`Adapt` - Обновление весов фильтра
действительный скаляр

`Reset` - Сброс весов фильтра
действительный скаляр

`Wts` - Веса фильтров
1-by- n вектор-строка

`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 определения 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) | действительный скаляр в области значений [0,1]

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

`Enable adapt input` - Обновление весов фильтров
off (по умолчанию) | on

`Enable reset input` - Сброс весов фильтра
off (по умолчанию) | on

`Simulate using` - Тип выполняемой симуляции
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®