[发明专利]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

摘要

本发明提供了一种基于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。

主权项

1.一种基于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,…X_N；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X_i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X_i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X_i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X_i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。