[发明专利]一种设计有限长脉冲响应数字低通滤波器的方法

摘要

本发明属于数字信号处理领域，公开了一种设计有限长脉冲响应数字低通滤波器的方法，包括：设置理想低通滤波器的频率响应函数；设置模拟低通滤波器的频率响应函数；设置粒子群算法的适应度函数；得到初始种群粒子的位置矩阵和初始种群粒子的速度矩阵；得到初始种群中每个粒子的最小适应度函数各自对应的粒子位置，以及初始种群中全局最小适应度函数对应的粒子位置；对速度矩阵、位置矩阵、每个粒子的最小适应度函数对应的粒子位置，以及全局最小适应度函数对应的粒子位置进行更新；根据全局最小适应度函数对应的粒子位置得到最终的模拟低通滤波器，使设计的滤波器有更为平坦的通带，而且拥有更强的阻带衰减。

主权项

一种设计有限长脉冲响应数字低通滤波器的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，设置理想低通滤波器的参数，根据所述理想低通滤波器的参数得到理想低通滤波器的频率响应函数；步骤2，设置模拟低通滤波器的参数，以及粒子群算法的算法参数；根据所述模拟低通滤波器的参数和所述粒子群算法的算法参数确定模拟低通滤波器的频率响应函数；步骤3，设置粒子群算法的适应度函数，所述粒子群算法的适应度函数为所述模拟低通滤波器的采样点幅度与所述理想低通滤波器的采样点幅度的误差平方和；步骤4，根据所述粒子群算法的算法参数和所述模拟低通滤波器的参数，得到初始种群粒子的位置矩阵X0和初始种群粒子的速度矩阵V0；所述初始种群粒子的位置矩阵X0和初始种群粒子的速度矩阵V0的维数均为Np×N维；从而得到初始种群中每个粒子的最小适应度函数各自对应的粒子位置pbest0，以及初始种群中全局最小适应度函数对应的粒子位置gbest0；初始化：令k∈{1,2,...,MaxDT}，k的初值为1，MaxDT为最大迭代次数；步骤5，在第k次迭代中，根据所述粒子群算法的算法参数、所述粒子群算法的适应度函数对速度矩阵进行更新，得到第k次迭代的速度矩阵Vk；再根据所述第k次迭代的速度矩阵Vk对第k‑1次迭代的种群粒子的位置矩阵进行更新，得到第k次迭代的位置矩阵Xk；步骤6，根据所述粒子群算法的适应度函数计算第k次迭代中每个粒子的适应度函数，从而得到第k次迭代中所有粒子的最小适应度函数对应的粒子位置pbestk，以及第k次迭代中全局最小适应度函数对应的粒子位置gbestk；步骤7，设置模拟低通滤波器的精度，若第k次迭代中全局最小适应度函数小于所述模拟低通滤波器的精度，则将第k次迭代中全局最小适应度函数对应的粒子位置gbestk记为最优解；否则，令k的值加1，依次重复执行步骤5和步骤6；直到当k＝MaxDT时，将第MaxDT次迭代中全局最小适应度函数对应的粒子位置gbestk记为最优解；根据所述最优解对应的粒子位置，计算得到最终的模拟低通滤波器，并将所述最终的模拟低通滤波器作为设计的有限长脉冲响应数字低通滤波器。