收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分数阶微积分滤波原理、应用及分数阶系统辨识

李远禄  
【摘要】: 分数阶微积分(Fractional-Order Calculus)是整数阶微积分的推广,其阶数可为任意复数,它实现了连续阶微积分,从而扩展了整数阶微积分的功能,作为一种新的工具,已成为多个应用领域的关注对象。 本文针对信号处理发展的需要,选择分数阶微积分作为新的研究工具,对信号处理中的一些理论和方法进行了推广或改进。 一、分析了理想分数阶微积分滤波器的特性并归纳了分数阶微积分滤波器的多种实现方法,然后,对不同方法设计的分数阶微积分滤波器进行了性能分析和比较,为在应用中选择或设计合适的分数阶微积分滤波器提供了必要的参考。 二、设计了一种分数阶差分滤波器,给出了该滤波器的原理,分析了此类滤波器的幅频特性。在给定滤波器长度下,它还可以通过调节阶次来改变它的系数,在合适的阶次范围内,该滤波器具有一定的平滑功能。同时,它还克服了直接用分数阶微分检测边缘时,有边缘漂移的问题。最后,将其应用于边缘检测,结果表明,在无噪声情况下,其检测结果和其它方法一样好,在有噪声情况下,该滤波器具有一定的噪声免疫力。 三、应用分数阶微分作为新的研究工具,根据一些特定峰信号的极值和过零点会随着微分阶数的变化而改变,建立了峰信号的极值和过零点与其相应微分阶数的关系式,进而建立了两类参数估计器,利用这些参数估计器可以估计出Gaussian峰、Lorentzian峰和Tsallis峰的特征参数,从而创建了一种分离重叠峰信号的新方法。为了验证方法的正确性和有效性,分别在无噪声和有噪声两种情况下,对单峰信号和双重叠峰信号的参数进行了估计。此外,对于双重叠峰信号分离中的影响因素:峰高比、峰宽比、分离度和噪声也进行了分析;最后,为了检验估计器的通用性还对三重叠峰和四重叠峰进行了仿真分离。结果表明,本文方法不但能保留导数分峰法的优点,而且还能降低噪声的影响和得到各个子峰的参数,将传统峰分辨中确定峰位置和拟合各子峰曲线这两个步骤合二为一,简化了分析过程。 最后,设计了一类分数阶系统频域辨识算法,包括:分数阶系统频域辨识的最小二乘算法、加权迭代算法、递推最小二乘算法和总体最小二乘算法,并用实例进行了仿真验证。结果表明分数阶系统频域辨识算法不但能辨识分数阶系统也能辨识整数阶系统,而且,在相同模型结构下,分数阶系统辨识算法较整数阶系统辨识算法更稳定。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 虞欣;;比目鱼识别的活动等高线方法[J];测绘科技情报;2007年04期
2 管宏蕊;丁辉;;图像边缘检测经典算法研究综述[J];首都师范大学学报(自然科学版);2009年S1期
3 谢静;贺振华;黄德济;熊晓军;;基于加窗Hilbert变换的高精度边缘检测[J];油气地球物理;2007年01期
4 李枫;陈婷婷;;小波变换用于视皮层简单细胞模型的特性分析[J];数理医药学杂志;2008年02期
5 朱长青;杨晓梅;陶大欣;;基于样条二进小波的影象多尺度边缘检测[J];遥感学报;1997年04期
6 李其弢;何友声;杨英强;;超空泡实验中的数字图像检测[J];水动力学研究与进展A辑;2007年02期
7 常福宣,陈进,黄薇;反常扩散与分数阶对流-扩散方程[J];物理学报;2005年03期
8 张慧琛;魏毅强;;关于一类分形函数的分数阶微积分函数[J];太原科技大学学报;2006年06期
9 潘学哉;冯志刚;;一类分形插值函数的分数阶微积分[J];大学数学;2006年06期
10 邓琴;;具有复阶的某类解析函数[J];杭州电子科技大学学报;2010年03期
11 刘荣花;;分数阶积分和微分函数的图像k维数研究[J];中国校外教育;2010年14期
12 刘荣花;;分数阶积分和微分函数的图像k维数研究[J];中国校外教育;2010年S1期
13 王演,李春庚,王百锁;边缘检测中的小波[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2003年03期
14 王发强;刘崇新;;分数阶临界混沌系统及电路实验的研究[J];物理学报;2006年08期
15 薛定宇;赵春娜;;分数阶系统的分数阶PID控制器设计[J];控制理论与应用;2007年05期
16 罗润梓;魏正民;邓述程;;分数阶Lorenz混沌系统的修正投影同步[J];南昌大学学报(工科版);2009年01期
17 陈志高,叶吉祥;一种基于边缘检测的小波包非对称分解在图像编码中的应用[J];世界科技研究与发展;2005年02期
18 方岳;陈海清;吴鹏;余坤;;平行性客观检测仪的十字标志边缘检测研究[J];湖南理工学院学报(自然科学版);2005年04期
19 陈丽敏;;一种自动提取阈值的方法[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2005年02期
20 尹淑玲;;基于改进BP算法的遥感图像边缘检测[J];内江科技;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾超;翟渊博;张树壮;;基于小波多分辨性质的边缘检测[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
2 苏爱民;张艳宁;薛笑荣;;基于分形理论的SAR图像边缘检测[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
3 潘大夫;汪渤;;一种改进的Canny算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 齐国清;;α-β滤波器统计性能分析[A];中国航海学会通信导航学术年会(1992)论文集[C];1992年
5 魏志宇;杨大宝;;一种幅频补偿滤波器的设计[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
6 张跃辉;;X波段上变频器设计研究[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年
7 沈大立;王志刚;徐锐敏;;一种部分H面波导滤波器的设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
8 高美娟;田景文;余杰;;基于小波神经网络的边缘检测在地震资料处理中的应用[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
9 夏历;王鹏;李栩辉;陈向飞;谢世钟;;一种宽带线性反射率形状滤波器的设计与制作[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
10 王步冉;杨邦朝;蒋明;伍隽;;微波多层滤波器的设计研究[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李远禄;分数阶微积分滤波原理、应用及分数阶系统辨识[D];南京航空航天大学;2007年
2 路英杰;大射电望远镜馈源支撑系统定位与指向控制研究[D];清华大学;2007年
3 齐海兵;可调谐光纤法布里—珀罗滤波器的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年
4 位朝垒;新型微波滤波器关键技术研究[D];电子科技大学;2013年
5 磨少清;边缘检测及其评价方法的研究[D];天津大学;2011年
6 景雨;海上溢油遥感图像的边缘检测算法研究[D];大连海事大学;2011年
7 李杏梅;Contourlet变换在图像去噪与边缘检测中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
8 林忠华;基于人眼自然睁开状态下的虹膜识别方法研究[D];沈阳工业大学;2008年
9 罗昉;三相电机驱动系统中电磁干扰及其高功率密度滤波方案研究[D];华中科技大学;2010年
10 姚奎;分形函数与分数阶微积分:构造性方法的应用[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王凤娥;改进后的分水岭算法在图像分割中的应用研究[D];山东大学;2008年
2 张杰;基于FPGA的数字图像处理[D];武汉科技大学;2009年
3 马亚洲;机器视觉中边缘检测算法的研究[D];重庆理工大学;2010年
4 程玉仁;基于数字图像处理的摄像机跟踪系统[D];西北工业大学;2004年
5 倪崇嘉;数学形态学基础及在图像处理中的应用[D];昆明理工大学;2003年
6 王宏坡;基于DSP的原棉杂质实时检测系统[D];天津工业大学;2005年
7 李立冬;单幅图像基础上的交通事故现场三维重建[D];河北工业大学;2005年
8 孙丽丽;机器视觉与铁路货车超限监测应用研究[D];西南交通大学;2005年
9 姜庆胜;基于计算机视觉的机械零件平面曲线检测和识别研究[D];浙江工业大学;2005年
10 江勇;多尺度异常变化检测及其在裂缝检测中的应用[D];成都理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 青化 摘译;改善滤波器的高频截止性能[N];电子报;2010年
2 湖北 崔新潮;自制电源和电话滤波器[N];电子报;2005年
3 四川 新文;初识滤波器电路[N];电子报;2009年
4 焦红敏 编译;滤波器/晶体元件开发更加活跃[N];中国电子报;2004年
5 张伟 北京;Avago FBAR 滤波器出货突破2亿只[N];电子资讯时报;2006年
6 林宗辉;EMI滤波器:技术与设计[N];电子资讯时报;2007年
7 本报记者 张显峰;创新技术:从实验室走向产业化[N];科技日报;2007年
8 青海 陈宪和;也谈谐振式滤波器谐振电容的选取[N];电子报;2005年
9 罗清岳;声表面波滤波器解决方案[N];电子资讯时报;2007年
10 记者  陶克强 辛勤;嘉兴滤波器全球独领风骚[N];嘉兴日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978