基于ANFIS 的有色噪聲抵消技術(shù)
其中:s(k)為有用信號(hào);c(k)為可測(cè)噪聲,經(jīng)過(guò)非線性變換H(z)后為有色噪聲z(k) ,測(cè)量信號(hào)d(k) =s(k)+ z(k) 為被噪聲污染的信號(hào),s(k)與 z(k) 是不相關(guān)的。噪聲抵消就是從被噪聲污染的信號(hào)中估計(jì)s(k),顯然,這只要估計(jì)出z(k)即可。而z(k)是c(k)的延遲和變形,它是不可測(cè)的,即z(k)=f(c(k),c(k-1,c(k-2),…) ,其中,函數(shù)f 是未知的、非線性的,而且其頻率范圍往往與d(k)的頻率范圍重疊,所以,頻率濾波技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)在利用ANFIS 網(wǎng)絡(luò)可以任意逼近非線性函數(shù)的能力,使ANFIS 網(wǎng)絡(luò)逼近有色噪聲z(k),從而估計(jì)出信號(hào)y(k) 。
用ANFIS 網(wǎng)絡(luò)逼近有色噪聲時(shí),網(wǎng)絡(luò)的輸入為噪聲c(k)和c(k-1) ,并且每個(gè)變量采用鐘形隸屬函數(shù),輸出樣本本應(yīng)該為有色噪聲,但是實(shí)際不能直接得到它,這里可以用測(cè)量信號(hào)d(k)=s(k)+f(c(k),c(k-1),…)來(lái)代替。ANFIS 的輸出即可作為z(k)的估計(jì)值.(),而ANFIS 的訓(xùn)練應(yīng)使下面的誤差最小
其中f.就是由ANFIS 產(chǎn)生的非線性函數(shù)的逼近。將上式展開(kāi),得
信號(hào)s(k)。
3 仿真研究
設(shè)有用信號(hào)為
利用MATLAB 仿真,ANFIS 的信息如下:
Number of nodes: 21
Number of linear parameters: 12
Number of nonlinear parameters: 12
Total number of parameters: 24
Number of training data pairs: 601
Number of checking data pairs: 0
Number of fuzzy rules: 4
結(jié)果如圖3 所示。
圖3 仿真結(jié)果
4 結(jié)論
自適應(yīng)噪聲抵消技術(shù),可在未知外界干擾源特征、傳遞途徑不斷變化,以及背景噪聲和被測(cè)對(duì)象相似的情況下,能夠有效地消除外界聲源的干擾獲得高信噪比的對(duì)象信號(hào),這一技術(shù)可為機(jī)械元件的噪聲、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)信號(hào)在測(cè)試環(huán)境不太理想的工作現(xiàn)場(chǎng)做測(cè)試分析和故障診斷時(shí),提供可靠的方法和依據(jù),具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn):對(duì)用ANFIS 網(wǎng)絡(luò)逼近有色噪聲進(jìn)行了誤差分析,進(jìn)而從測(cè)量信號(hào)中消除有色噪聲得到有用信號(hào)。
評(píng)論