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一种改进的变步长LMS算法在Costas环中的应用马丛珊;高俊;娄景艺【摘要】针对传统固定步长LMS算法在稳态误差、收敛速度、跟踪速度方面无法兼得的问题,比较多种不同的变步长LMS算法,提出了一种改进变步长LMS算法.通过对该算法进行仿真分析,发现该算法不仅满足稳态误差、收敛速度、跟踪速度各方面的要求,还减小了噪声对算法的干扰.同时,为了解决科斯塔斯(Costas)环在现实硬件实现中两路信号无法完全一致的问题,将改进变步长LMS算法运用到科斯塔斯(Costas)环中,成功实现了载波恢复.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2016(049)006【总页数】6页(P673-678)【关键词】LMS算法;变步长;科斯塔斯(Costas)环;载波恢复【作者】马丛珊;高俊;娄景艺【作者单位】海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN911在短波通信系统接收机中，如何产生与载波信号同频同相的本地载波信号，是最后输出优质解调信号的重要条件之一。
而随着通信、导航等行业的发展，对短波接收机的要求也越来越高。
而在传统的载波同步方法中，无论是平方环还是科斯塔斯（Costas）环，都需要I、Q两路信号，且要求经过低通滤波器后的两路信号具有频率相同、相位相差90°的特性。
然而，现实的硬件设计很难满足。
而在LMS算法中，由于传统固定步长LMS算法[1]无法在稳态误差、收敛速度和跟踪速度方面获得最优性能，因此本文在对多种变步长LMS算法进行讨论的基础上，提出一种改进的变步长LMS算法。
仿真分析表明，该算法不仅可满足稳态误差、收敛速度和跟踪速度的要求，而且对噪声有很好的抑制作用。
同时，本文尝试将改进变步长LMS算法运用到科斯塔斯（Costas）环中，只需一路信号，即可完成最后的本地载波提取。
第14卷第4期中国惯性技术学报 2006年8月V ol.14No.4 Journal of Chinese Inertial Technology Aug. 2006 文章编号：1005-6734(2006)04-0067-03微机电陀螺零点漂移数据滤波方法的研究张智永，范大鹏，李凯，张文博（国防科技大学 机电工程与自动化学院，长沙 410073）摘要：微机电石英音叉陀螺虽然有突出的优点，但也存在噪声比较大的缺点。
普通的数字滤波方法通常会造成比较大的滞后，减小了系统的相位裕度，而且对截止频率以内的噪声不起作用。
作者在对石英音叉陀螺零点漂移数据建立时间序列模型（AR模型）的基础上，采用卡尔曼滤波算法对石英音叉陀螺的漂移数据进行了处理。
仿真实验表明，所采用的滤波方法合理有效。
关 键 词：石英音叉陀螺；AR 模型；卡尔曼滤波；零点漂移中图分类号：U666.1 文献标识码：AInvestigation on filter methods of MEMS gyros drift dataZHANG Zhi-yong, FAN Da-peng, LI Kai, ZHANG Wen-bo（College of Mechatronics Engineering and Automation, National University of Defense Technology, Changsha, 410073, China）Abstract: The random noise of micromachined quartz rate-sensor can affect the system precision.Normal digital filter method such as low-pass filter can causes evident delay and decreases the phase margin. And it can’t work on the noises under the cut-off frequency. Based on the building of the time sequence model of MEMS gyro drift data, the MEMS gyro drift data is processed using Kalman filter.The simulation results show that the algorithm is effective.Key words: quartz rate sensor; AR model; Kalman filter; zero drift0 引 言微机电石英音叉陀螺（Quartz Rate Sensor，QRS）利用了傅科摆的原理。
FOG信号的变步长符号LMS自适应消噪方法
祝燕华;刘建业;赖际舟;周海波
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2008(35)11
【摘要】针对光纤陀螺榆出信号的随机漂移,本文提出了变步长符号LMS自适应消噪方法.结合工程实际需要,该方法在常规最小均方算法(LMS)的基础上进行了两方面改进:一方面,从提高滤波精度和稳定性角度引入输入信号的归一化功率;另一方面,从减少计算复杂性、提高算法实时性角度引入误差符号函数;并通过收敛性分析确定了变步长符号LMS算法的步长参数.某型光纤陀螺的静态实验和转动实验结果表明变步长符号LMS算法不仅可以提前确定步长参数,且在滤波稳定性、滤波精度和实时性等综合性能方面具有优越性,适合工程应用.
【总页数】6页(P122-127)
【作者】祝燕华;刘建业;赖际舟;周海波
【作者单位】南京航空航天大学,导航研究中心,南京,210016;南京航空航天大学,导航研究中心,南京,210016;南京航空航天大学,导航研究中心,南京,210016;南京航空航天大学,导航研究中心,南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】U666.12;U666.12+3
【相关文献】
1.改进的变步长LMS算法及其在自适应消噪中的应用 [J], 黎万平;张健;陈亚光
2.基于输入信号峭度的变步长LMS自适应谱线增强方法 [J], 郭业才;赵俊渭;陈华伟
3.变步长LMS算法及其在自适应消噪中的应用 [J], 张秦;冯存前
4.一种改进变步长ELMS算法及其在自适应消噪中的应用 [J], 黄石;吕振肃
5.一种变步长自适应滤波算法在信号消噪中的应用 [J], 张安莉;陈丹
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微机械（MEMS）陀螺外围信号数字处理系统研究的开题报告一、研究背景MEMS陀螺作为一种微型化的惯性传感器，具有体积小、成本低、重量轻、响应速度快等优点，广泛应用于导航、姿态控制、机器人等领域。
但MEMS陀螺本身存在噪声、漂移等问题，对信号处理系统提出了高要求。
本研究旨在研究微机械陀螺外围信号数字处理系统，提高MEMS陀螺的精度和可靠性。
二、研究内容1. MEMS陀螺信号采集模块的设计与实现：采用AD转换器进行模拟信号的数字化处理，设计合理的电路布局，提高信号采集精度。
2. MEMS陀螺数据处理算法的研究：针对MEMS陀螺信号存在的噪声、漂移等问题，采用滤波器等算法对信号进行处理和优化，提高MEMS陀螺的精度和可靠性。
3. MEMS陀螺数据通信模块的设计与实现：采用串口通信等技术，将数字信号传输到上位机进行数据处理，实现数据的实时监测和信息提醒。
三、研究意义通过对微机械陀螺外围信号数字处理系统的研究，可以提高MEMS陀螺的精度和可靠性，为导航、姿态控制、机器人等领域的应用提供更为客观、准确的数据，具有重要的研究意义和应用前景。
四、研究方法本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法，通过仿真实验和实际实验来验证MEMS陀螺外围信号数字处理系统的性能，同时结合理论分析来探讨MEMS陀螺信号处理算法的优化和实现。
五、研究进度安排第一年：完成MEMS陀螺信号采集模块的设计与实现，得到实验数据并进行初步分析。
第二年：针对MEMS陀螺信号的噪声、漂移等问题，进行数据处理算法的研究和优化，同时进一步完善数据通信模块。
第三年：进行实际实验，并进行结果分析和总结，撰写毕业论文。
六、预期成果1. 完成MEMS陀螺外围信号数字处理系统的设计与实现，提高MEMS陀螺的精度和可靠性。
2. 发表相关学术论文，提高学术水平和学术影响力。
3. 培养和提高科研能力和创新能力，为未来的科研和工作打下坚实的基础。
一种基于LMS改进算法的语音增强方法
索忠伟;王建英;魏阳;吕雪
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(000)04Z
【摘要】LMS算法在自适应滤渡器中得到广泛应用，但这种方法具有收敛速度慢，步长需要谨慎选择才能达到收敛和失调的折中等缺点。
文章把一种变步长的LMS
算法应用到语音增强中，此算法通过建立步长因子μ与迭代次数n之间的一种函
数关系提出一种新的变步长LMS算法，在迭代过程中在开始时采用大步长参数进行迭代，达到稳态后减小步长参数。
仿真结果证明该方法对带噪语音有明显的去噪效果，有效地提高了语音的清晰度和可懂度。
该算法明显优于传统LMS算法．较之提高了收敛速度并减小了稳态误差。
【总页数】3页(P237-238,288)
【作者】索忠伟;王建英;魏阳;吕雪
【作者单位】西南交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.3
【相关文献】
1.一种基于改进LMS算法的语音消噪方法 [J], 李善姬;尹沧涛
2.基于改进谐波恢复算法的语音增强方法 [J], 吕言国;崔慧娟
3.一种基于LMS改进算法的语音增强方法 [J], 索忠伟;王建英;魏阳;吕雪
4.一种基于MVSSLMS算法的改进及在语音增强上的应用 [J], 牟海维;王丹丹
5.一种基于变步长LMS算法的语音增强方法 [J], 陈素芝;李英
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LMS滤波算法在连线干涉测量中的应用研究洪家财;路伟涛;杨文革【期刊名称】《装备学院学报》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】对航天测控信号进行滤波处理将有利于提高系统的测量性能。
针对连线干涉测量（connected elements interferometer ，CEI）因以载波时延为测量量，使其测量精度与载波差分相位估计性能直接相关，且该性能主要受近载频噪声影响这一问题，提出了采用最小二乘法（least mean square ，LMS）算法对测控信号进行滤波处理以提高载波差分相位估计精度的思路。
首先给出了基于LMS算法的相位估计方案；然后分析了其可行性和存在的问题；最后将LMS算法应用于CEI测量仿真和同步卫星观测试验中。
仿真和实测数据处理表明：LMS算法可提高CEI测量性能，在同样数据处理长度下，滤波处理后载波差分时延估计精度提高了大约1．42倍；或在同样数据情况下，滤波处理可以降低数据的信噪比为6 dB。
【总页数】5页(P79-83)【作者】洪家财;路伟涛;杨文革【作者单位】装备学院光电装备系，北京101416;装备学院研究生管理大队，北京101416;装备学院光电装备系，北京101416【正文语种】中文【中图分类】TN98【相关文献】1.LMS自适应滤波算法改进及其在连线干涉测量中的应用 [J], 杨文革;沈晖;杨婷;路伟涛2.高铁变形分析中自适应Kalman滤波算法应用研究 [J], 袁明月;文鸿雁;聂光裕;高红3.自适应渐消Kalman滤波算法在RTK中的应用研究 [J], 高亚豪;左启耀;邹志勤;李峰4.Kalman滤波算法在人脸姿态估计中的应用研究 [J], 俞骋5.改进的Kalman滤波算法在飞行器测距中的应用研究 [J], 张雪蕊; 刘祚时; 程素平; 杜人照因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《工业控制计算机》2020年第33卷第8期与传统机械陀螺相比,石英微机械陀螺具有寸小、响应速度快、低功耗、寿命长、可靠性高且能在恶劣的环境下工作的优点,在某些应用中正在逐步取代光纤陀螺、激光陀螺,成为主导产品。
石英微机械陀螺不仅能满足航空、航天以及国防工业方面(如战术导弹、空间导航、智能弹药、小型雷达的稳定系统)的要求,在生物医学工程、汽车工业等民用领域的应用也十分广泛[1-2]。
本文设计的石英微机械陀螺信号数字处理设计方案主要包括SPI 控制、数字信号处理、温度补偿等部分。
石英驱动电路使石英音叉以其串联谐振频率在驱动信号的方向上做振动[3-4],石英压电信号检测电路将微弱的电荷信号转化为电压信号,并通过ADC 将检测电路得到的模拟电压信号转换为数字信号[5-6]。
而信号数字处理部分则是将接收到的数字信号进行解码、滤波以及温度补偿,最终得到石英微机械陀螺角速度数据。
本文介绍了石英微机械陀螺信号数字处理设计的方案架构。
1石英微机械陀螺设计方案架构及原理1.1总体架构本文设计的石英微机械陀螺主要包含驱动电路、检测电路、数字逻辑等部分,其电路架构如图1所示。
图1电路框图1.2工作原理石英微机械陀螺由驱动臂和检测臂组成。
驱动臂将检测端信号经过检测放大和自动增益控制后,反馈输出到石英微机械陀螺的驱动端,反馈环路使得石英微机械陀螺处于正常工作状态;检测臂的正负端将输出与角速度相关的信号进行电荷放大、同步解调、低通滤波、ADC 转换后得到代表角速度的数字信号;信号数字处理部分通过外部SPI 对各数字模块功能进行配置,然后将角速度信号进行数字逻辑处理,通过I /O 接口传输给上位机。
2信号数字处理方案2.1整体数字处理方案本文设计的石英微机械陀螺数字处理方案整体框图如图2所示,主要包括了SPI 控制、数字信号滤波、温度补偿、Flash 控制单元等部分。
图2数字处理方案整体框图2.2SPI 控制部分该SPI 控制部分将石英微机械陀螺作为slave 通过SPI 接口与上位机之间实现双向通信,对石英微机械陀螺数字电路各寄存器和功能进行配置以及数据读取。
石英音叉陀螺多频率激励自启动算法付雷;孟磊;冯立辉;崔建民;汤一;要彦清【摘要】针对不同微石英音叉陀螺适配性差、频率定位精度与稳定性低的问题,提出了多频率激励自启动算法.通过分析驱动信号频率精度对陀螺工作性能的影响,引入频率跟踪算法,提出一种基于跳频法预处理的粒子群多频率激励算法,实现精确定位陀螺谐振频率.实验验证了跳频法和跳频与粒子群结合两种方法均可实现自启动.实验结果进一步表明:跳频与粒子群结合算法较跳频法频率稳定性提高了一倍,频率定位精度更高,可达0.5 Hz以内.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2018(026)005【总页数】5页(P670-674)【关键词】石英音叉陀螺;自启动;多频率激励;粒子群算法;频率跟踪【作者】付雷;孟磊;冯立辉;崔建民;汤一;要彦清【作者单位】北京理工大学光电学院,北京 100081;北京理工大学光电学院,北京100081;北京理工大学光电学院,北京 100081;北京理工大学光电学院,北京100081;北京晨晶电子有限公司,北京 100015;北京晨晶电子有限公司,北京100015【正文语种】中文【中图分类】U666.1石英陀螺以其体积小、可靠性高、成本低等优点，在军民领域具有广泛应用，目前向着数字化、集成化、高精度方向发展。
Cao Hui-liang等人通过多种正交误差纠正方法将零偏稳定性降低至3 (°)/h[1]。
Georgia Tech早在2008年就提出了零偏稳定性为0.96 (°)/h的音叉陀螺[2]。
Yang Cheng等人用同步积分解调器（SID）检测弱信号，配合自动增益控制与锁相环，零偏稳定性可达0.2 (°)/h [3]。
Norouzpour-Shirazi A利用数字相位解调算法提取角速度信号，系统具有0.55 (°)/h的零偏稳定性[4]。
Igor P.Prikhodko等人提出了实时温度自感偏置漂移补偿算法，将零偏稳定性从0.6(°)/h 降低到0.2 (°)/h[5]。
LMS自适应滤波算法在FOG数据处理中的应用王立辉;孙枫;季强;郝燕玲【摘要】针对光纤陀螺(fiber optic gyroscope,FOG)输出数据的随机噪声问题,提出将变步长最小均方(least mean square,LMS) 自适应滤波算法应用于FOG数据处理中.根据FOG数据特点,构造变步长LMS 自适应滤波器,对FOG输出数据进行实时预处理,自动地调节参数,达到降低FOG随机漂移及角度随机游走的目的.采用Allan方差对滤波前后的FOG数据进行分析,结果表明所提出的算法在FOG数据处理中效果明显,可以优化FOG的零偏稳定性0.019(°)/h及角度随机游走0.001 5(°)/h1/2.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2010(032)005【总页数】4页(P1047-1050)【关键词】数据处理;滤波;光纤陀螺;变步长最小均方算法【作者】王立辉;孙枫;季强;郝燕玲【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;沈阳飞机设计研究所综航部,辽宁,沈阳,110035;哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】V241.50 引言光纤陀螺(fiber optic gyroscope,FOG)的随机漂移是影响其捷联惯导系统性能的主要因素之一,为了抑制捷联惯导系统中FOG的随机漂移,通常采用FOG的随机漂移模型及卡尔曼滤波方法对FOG的输出数据进行递推式滤波,这种方法的前提是FOG随机漂移模型是固定的[1-2]。
实际中,FOG数据处理系统中包含了探测器散粒噪声、光源相对强度噪声、光纤热相位噪声、电路噪声和环境噪声,这些噪声是时变的[3],且没有准确的统计特性,采用固定的随机漂移模型不能达到抑制FOG随机漂移这一目的;必须结合环境变量,实时地在线进行数据处理,形成时变的拟合模型及辨识参数,以准确地补偿FOG的随机漂移。
专利名称：一种石英音叉微陀螺仪专利类型：实用新型专利
发明人：黄晓,李正,刘顺珍
申请号：CN202020936420.1
申请日：20200528
公开号：CN211855356U
公开日：
20201103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种石英音叉微陀螺仪，包含两个驱动梁，两个所述驱动梁之间设有两个相对设置的检测梁，所述驱动梁和检测梁相互平行设置，所述驱动梁和检测梁均连接于框架，所述框架内设有固定部，所述框架分别挠性连接于所述检测梁对应的所述固定部的两侧，所述驱动梁的宽度方向和厚度方向上均设有第一电极，所述检测梁的宽度方向和厚度方向上均设有第二电极。
采用本装置结构精巧，体积小，灵敏度更高，能提升信号强度，能有效降低机械耦合，提高信号分辨率，信噪比能提升几十至一百倍，显著提高陀螺仪的测量精度和稳定性，能适用于武器和飞机导航等高精尖应用场景。
申请人：黄晓
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国籍：CN
代理机构：四川力久律师事务所
代理人：范文苑
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