[发明专利]基于LMS自适应滤波的复数直接频率估计方法

摘要

本发明提供的一种基于LMS自适应滤波的复数直接频率估计方法，将基于LMS自适应滤波的直接频率估计算法应用于非平衡三相电压信号中，得到复数域DFE算法，并对该算法进行了改进，得到时变步长因子的CDFE算法。CDFE算法基于指数信号的线性预测，对误差函数的瞬时平方值关于频率求导，并以其导数作为频率的更新值。VSS‑CDFE算法则是在CDFE算法的基础上，利用动态更新的步长因子来代替固定步长，步长大小的更新则是建立在最速下降法的基础之上。本文提出的方法均可以准确地产生无偏频率估计，VSS‑CDFE法在估计方差性能上则更优越。

主权项

1.一种基于LMS自适应滤波的复数直接频率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供待频率估计的非平衡电压信号，并表示为含有噪声的离散时间信号x(n)，x(n)包括s(n)与复值双高斯白噪声q(n)，通过x(n)的测量值对s(n)进行预测，得到预测值定义线性预测误差函数并列出线性预测误差函数的均方误差函数；(2)在噪声功率未知的情况下，通过对线性预测误差函数的均方误差函数最小化，获得角速度的无偏估计，此时必须满足为常量的条件；列出直接频率估计的LMS更新等式：其中μ是步长因子，代表取复数的实部，(·)^*代表取复数的共轭；为角频率ω在时间n处的估计值；为角频率ω在时间n+1处的估计值；(3)计算公式(1)中学习增量的期望值，并将期望值带入式(1)中，得到频率估计的平均收敛轨迹，推导出稳态条件下的频率估计值。