Improving accuracy of frequency identification by using a cascade of adaptive filters

Abstract

Рассматривается задача повышения точности идентификации частоты зашум-ленного синусоидального сигнала. Предлагается использовать адаптивный кас-кад полосовых фильтров совместно с алгоритмом идентификации. Такой каскад может значительно улучшить качество идентификации, ослабить осцилляции сигнала ошибки идентификации и уменьшить его смещение. Эффективность предложенной схемы продемонстрирована посредством численного моделиро-вания.Ключевые слова: идентификация частоты, автоподстройка фильтров, кас-кадная схема.Введение. Компенсация помех и возмущений является не только фундаментальной проблемой теории управления, но и актуальной прикладной задачей [1,2]. Действительно, большинство промышленных объектов управления подвержены действию внешних возму-щений, например, вибраций. Зачастую возмущения, которые испытывают системы управле-ния, являются периодическими функциями времени. Например, в жестких дисках компьюте-ра на считывающую головку воздействуют вибрации [3], вращающийся двигатель вертолета также является источником периодического шума и вибраций [4]. Для устранения подобных нежелательных воздействий используют различные методы компенсации.С целью компенсации возмущений, в частности, используется непрямой адаптивный метод, но для этого требуется точно знать частоту возмущающего воздействия. Как правило, на практике такая информация отсутствует или же частота возмущения меняется в ходе функционирования системы. Если использование датчиков частоты невозможно ввиду тех-нических или экономических причин, необходимо найти частоту гармонического сигнала, причем качество компенсации напрямую зависит от точности идентификации частоты. Зада-ча идентификации значительно усложняется в условиях реальных шумов измерений, которые могут привести к появлению смещения или осцилляции вокруг среднего значения оценки частоты. Таким образом, требуется разрабатывать методы повышения точности идентифика-ции частоты синусоидального сигнала в условиях шумов измерений.Известно множество подходов к решению задачи идентификации частоты [5][6][7][8][9][10]. Целью настоящей статьи является разработка метода повышения точности оценок, получае-мых при идентификации. В работе предложена схема каскадной фильтрации сигнала, позво-ляющая существенно снизить влияние шумов и тем самым повысить точность оценивания частоты для широкого класса методов идентификации.

Robotic tracking system with fast adaptation to unknown trajectory of movement

“…Значительное достижение в этой области -разработка линейной регрессионной модели, которая позволяет осуществлять параметризацию с разделением известных и неизвестных элементов [10]. Помимо исследования вопросов устойчивости, всегда являющихся приоритетными, также уделяется внимание качеству процесса идентификации [11,12].…”