消除工频干扰的自适应滤波器

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第1期黄石理工学院学报V0l_22No．12006年2月JOURNALOFHUANGSHIINSTITUTEOFTECHNOLOGYFeb2oo6文章编号：1008—8245(2006)01—0030—03消除工频干扰的自适应滤波器彭中心(黄石理工学院国际学院，湖北黄石435003)摘要：工频干扰是仪器仪表信号中的重要干扰因素，要消除它，人们通常采用滤波方法，而采用自适应滤波的方法，可以取得较好的效果。-关键词：陷波滤波；自适应滤波；工频干扰中图分类号：TN911．7文献标识码：BTheSelf---adaptableFiltero

2、fEliminatingtheDisturbanceofIndustryFrequencyPengZhongxin(InternationalStudySchool，HuangshiInstituteofTechnology，HuangshiHubei435003)Abstrad：ThedisturbanceofindustryfrequencyisItnimportantsolll-~eininstruments．Themethodoffilteringisa1．waysemployedtoeliminateit．Thispaperdiscussesself—adaptablefilt

3、eringapproachwhichprovestobeveryefee．five．Keywords：Notchfilter；Self—adaptablefilter；Disturbanceofindustryfrequency■0引言在工业过程控制中，常会遇到工频干扰，要想很好的消除这类干扰通常采用带阻滤波器(陷波滤波器)，这类滤波器可以有效地消减5OHz的工频干扰，但这种设计方法的缺点在于在抑制输入N_I捌⋯、．j干扰信号的同时也衰减了信号中50Hz的有效成。—、份，同时滤波器会缓慢的衰减有用的信号，并且在干扰信号幅频特性有所改变时将会降低滤波器的．～''’'●，性能。典型的陷波滤波

4、器幅相频率特性如图1所示。图1陷波滤波器幅相频率特性为了有效地消减干扰信号，同时在不稳定过程中维持最佳的信噪比，我们可以采用一种简便1自适应滤波器的工作原理的方法，就是设定一个50Hz的基准正弦波，然后用它跟综信号中的干扰信号直至消除它以达到最假设有一个信号为X(t)：m(t)+no(t)，no佳的滤波效果。收稿日期：2005—03—08作者简介：彭中心(1963一)，男，湖北鄂州人，副研究员。硕士生。维普资讯http://www.cqvip.com第1期彭中心：消除工频干扰的自适应滤波器31(t)为干扰信号，它与信号源无关[¨。另外有一其中Vd[(n+1)T]=x[(n+1)T]一R1

5、[(n个参考的干扰信号R1(t)，当R1(t)参数和no+1)T](t)的参数非常接近时(即R1(t)一no(t))我们Vd(nT)=x(nT)一R1[(nT)]可以有效的去消除信号中的干扰部分no(t)，如根据(7)式就可以调整跟踪了，具体步骤如图2所示：下：(1)当f[(n+1)T]=0时，说明此刻跟踪值是准确的，这时不需要调整。(2)当f[(n+1)T]0时，由于估计值小于实际值，只要在估计值上加上一个△A值就可以a．结构图了。△A值的选择一般是建立在实验基础上的，过大或过小都将不可能准

6、确跟踪干扰信号的变化，因此对△A的选择应特别注意。上述方法，虽然只是在每个采样点采用了跟踪信号的幅值调整，实际上它还起到了相位调整的作用，当幅值增加时相当于将跟踪信号前移b．波形图a‘P或将跟踪信号后移了a‘P的相位。图2自适应波滤器消除工频干扰原理图2自适应滤波器的计算机实现假设它在第n次采样时的信号可描述为R1(nT)=Asin(eont)(1)自适应滤波器是在一个假设的干扰信号的基那么它在前一次和后一次采样信号可分别描础上来实现的，然后根据(7)式来估计干扰信述为R1[(n一1)T]=Asin[tI)(n一1)T](2)号-2J。因此将(5)式代入(7)式可得：和Rl[(n+1)T

7、]=Asin[tI)(n+1)T](3)f[(n+1)T]=x[(n+1)T]+2Rl(nT)根据三角函数的恒等式可知：cosoot—Ro[(n一1)T]一X(tI)nT)sin(ot+13)=2sin~cosl3一sin(仅一13)(4)+2R1(n一1)T)cos~T—Rl[(n一2)T](9)如果令tI)nT=t-=B因此整个滤波程序流程如图3所示：(3)式可化为：R1[(n+1)T]=2Asin[(tonT)CO8(tI)T