RLS фильтр
Рекурсивный алгоритм наименьших квадратов (RLS) для вычисления выходного сигнала, ошибок и весовых коэффициентов.
Тип: RLSFilter
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок RLS фильтр рекурсивно вычисляет оценку весовых коэффициентов КИХ-фильтра, необходимых для минимизации ошибки между выходным сигналом и ожидаемым сигналом .
Для получения дополнительной информации смотрите в разделе Алгоритмы.
Порты
Вход
#
Input
—
входной сигнал
скаляр | вектор-столбец
Details
Входной сигнал, заданный как скаляр или вектор-столбец.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Да |
#
Desired
—
желаемый сигнал
скаляр | вектор-столбец
Details
Желаемый сигнал, заданный как скаляр или вектор-столбец.
Желаемый сигнал должен иметь тот же тип данных, комплексность и размеры, что и сигнал на порту Input.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Да |
Выход
#
Output
—
оценка желаемого сигнала
скаляр | вектор-столбец
Details
Оценка желаемого сигнала, возвращаемая в виде скаляра или вектора-столбца. Она имеет тот же размер и комплексность, что и входной сигнал.
Выходной сигнал имеет тот же тип данных, что и желаемый сигнал.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Да |
#
Error
—
ошибка между выходным и желаемым сигналами
скаляр | вектор-столбец
Details
Ошибка между выходным и желаемым сигналами, возвращаемая в виде скаляра или вектора-столбца.
Сигнал ошибки имеет тот же тип данных, что и желаемый сигнал.
Цель фильтра RLS — минимизировать эту ошибку. Блок адаптирует свои коэффициенты, стремясь к их оптимальным значениям, которые дают выходной сигнал, близко совпадающий с желаемым сигналом.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Да |
#
Wts
—
весовые коэффициенты фильтра
скаляр | вектор-столбец
Details
Весовые коэффициенты фильтра, возвращаемые в виде скаляра или вектора-столбца.
Выходной сигнал имеет тут же длину, что указана в параметре Длина фильтра.
На каждом шаге блок выводит текущие обновленные весовые коэффициенты фильтра.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Да |
Параметры
Основные
#
Длина фильтра —
длина вектора коэффициентов КИХ-фильтра
Целое число типа Int64
Details
Длина вектора коэффициентов КИХ-фильтра в виде положительного целого числа.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
#
Укажите коэффициент забывания с помощью —
способ задания коэффициента забывания
Маска
Details
Коэффициент забывания. Задается как:
-
Маска— коэффициент забывания указывается через параметр Коэффициент забывания (0 до 1).
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Нет |
#
Коэффициент забывания (0 до 1) —
фактор забывания алгоритма RLS
Вещественное число
Details
Коэффициент забывания алгоритма RLS , заданный в виде скаляра в диапазоне .
Этот параметр определяет, как быстро фильтр забывает информацию о предыдущем отсчете.
Задание означает бесконечную память, при этом фильтр адаптирует весовые коэффициенты. Как правило, , где — длина фильтра.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Да |
| Вычисляемый |
Да |
#
Начальное значение для коэффициентов фильтра —
начальное значение весовых коэффициентов фильтра
Скаляр / массив вещественных и/или комплексных чисел
Details
Начальные значения весовых коэффициентов КИХ-фильтра , заданные в виде скаляра или вектора, длиной, равной длине фильтра.
Если значение является скаляром, блок использует скалярное значение для создания вектора весовых коэффициентов фильтра. Этот вектор имеет длину, равную длине фильтра, и все его значения равны скалярному значению.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
#
Первоначальная оценка отклонения входных данных —
начальная оценка ковариации входных данных
Вещественное число
Details
Начальные значения оценки ковариации входного сигнала, в виде:
-
Скаляра — — это диагональная матрица с диагональными элементами, равными скалярному значению.
-
Квадратной матрицы — каждая размерность матрицы равна значению в параметре Длина фильтра.
Начальное значение , где значение указано в параметре Первоначальная оценка отклонения входных данных.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
#
Порт сброса —
порт сброса
Отсутствует
Details
Включение порта сброса Reset. Задается как Отсутствует.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Нет |
Алгоритмы
Матричное выражение RLS фильтра:
где — величина, обратная от экспоненциального весового коэффициента.
В уравнениях выше используются следующие переменные:
-
— индекс текущего времени;
-
— вектор буферизованных входных отсчетов на шаге ;
-
— обратная ковариационная матрица на шаге ;
-
— вектор усиления на шаге ;
-
— вектор оценок коэффициентов фильтра на шаге ;
-
— отфильтрованный сигнал на шаге ;
-
— оценка ошибки на шаге ;
-
— ожидаемый сигнал на шаге ;
-
— коэффициент забывания.
Реализация алгоритма в блоке оптимизирована за счет использования симметрии обратной ковариационной матрицы . Это уменьшает общее количество вычислений в два раза.