基于GA理论的Volterra核辨识的多音激励设计_韩海涛

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摘要：为了克服以往在Ｖｏｌｔｅｒｒａ核辨识的多音激励信号设计过程中，由于不恰当的选择多音激励信号相位而导致出现信号出现的强波峰，提出了一种新的基于遗传算法（ａｌｏｒｉｔｈｍ，ＧＡ）的多音激励信号设计方法。分析了多音激励下ｅｎｅｔｉｃｇｇ，ＣＶｏｌｔｅｒｒａ核的输出性质，提出了Ｖｏｌｔｅｒｒａ核辨识多音激励信号设计应满足的条件；以最小化波峰因子（ＣｒｅｓｔｆａｃｔｏｒＦ）作为目标函数，将多音激励信号的相位选择问题看成一个多元优化问题，便于采用遗传算法来求解该问题；根据实际问题确定变量的取值范围，编码方式及遗传算法的控制参数等。理论分析及实验结果表明，该方法在不改变功率谱的情况下，可显著降低信号的ＣＦ，避免了强波峰的产生，是一种实用的方法。；多音激励信号；遗传算法；系统辨识；波峰因子关键词：Ｖｏｌｔｅｒｒａ）０中图法分类号：ＴＰ２０６＋．３文献标识号：Ａ文章编号：１０００７０２４（２０１３４１３９３０６－－－
２０１３年４月第３４卷第４期
计算机工程与设计
ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮ
Ａｒ．２０１３ｐＶｏｌ．３４Ｎｏ．４

０引言
Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数是非线性系统建模的重要工具，其Ｖｏｌｔ－ｅｒｒａ核辨识是一个复杂和困难的问题
［１］
激励信号选择有严格的要求，如果激励信号选择不当则激发不出系统的特征，不能准确地对Ｖｏｌｔｅｒｒａ核进行辨识。传统Ｖｏｌｔｅｒｒａ核辨识方法往往采用高斯白噪声作为系统激励，通过时域自适应学习的方法来辨识Ｖｏｌｔｅｒｒａ核，这种。Ｖｏｌｔｅｒｒａ核辨识对
；修订日期：２收稿日期：２０１２０７２４０１２０９２６－－－－）基金项目：国家自然科学基金项目（６１１７４２０７、６１０７４０７２，男，陕西宝鸡人，博士，研究方向为复杂系统的故障诊断；谭力宁（，男，河南许昌人，博士，研究方作者简介：韩海涛（１９８３１９８５－）－），男，河南郑州人，教授，博士生导师，研究方向为空间目前探测、电子对抗以及复杂系统的故障诊向为无人飞行器研究；马红光（１９５９－），男，江苏徐州人，博士，讲师，研究方向为无人飞行器研究；杨东东（，男，河北石家庄人，博士，研究方向为基断；朱晓菲（１９７６１９８５－）－）：于混沌的复杂系统的故障诊断。Ｅ－ｍａｉｌｂｏｂｈａｎ２００６＠１２６．ｃｏｍ
：ＴＡｂｓｔｒａｃｔｅａｋｓｒｅｓｅｎｔｈｅｓｔｒｏｎｗｏｕｌｄｂｅｉｎｔｈｅｄｅｓｉｎｏｆｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌｏｆＶｏｌｔｅｒｒａｋｅｒｎｅｌｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｉｍ－ｐｐｇｇｇ，ｒｏｅｒｌｈａｓｅｓｒｏｂｌｅｍ，ｃｈｏｏｓｉｎｔｈｅｏｆｆｒｅｕｅｎｃｃｏｍｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｔｏｎｅｓｉｎａｌｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｉｓａｎｏｖｅｌｄｅｓｉｎｍｅｔｈｏｄｐｐｙｐｐｇｑｙｐｇｇ，ｒｏｏｓｅｄｅｎｅｔｉｃｒｏｅｒｔｉｅｓｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌｉｓｂａｓｅｄｏｎａｌｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）．ＦｉｒｓｔｌｔｈｅｏｕｔｕｔｏｆＶｏｌｔｅｒｒａｋｅｒｎｅｌｓｅｘｏｆ－ｐｐｇｐｐｇｇｙｐ，ｃｉｔｅｄｂｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌａｒｅａｎａｌｚｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｒｅｕｉｒｅｄｂｔｈｅｄｅｓｉｎｏｆｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｏｆＶｏｌｔｅｒｒａｋｅｒ－ｙｇｙｑｙｇ，ｍ，ｎｅｌｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｒｅｒｏｏｓｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｍｉｚｉｎｔｈｅｃｒｅｓｔｆａｃｔｏｒ（ＣＦ）ｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｏｂｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｏｂｌｅｍｐｐｙｇｊｐｈａｓｅｓｒｏｂｌｅｍｏｆｃｈｏｏｓｉｎｏｆｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｍｕｌｔｉｌｅｖａｒｉａｂｌｅｓｏｔｉｍｉｚｅｄｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄｂｐｐｇｇｐｐｙ，，ａｌｏｒｉｔｈｍ．ＦｉｎａｌｌｔｈｅｖａｌｕｅｓｒａｎｅｏｆｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｅｎｃｏｄｅｄｍｏｄｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆＧＡａｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｉｎｔｅｒｍｓｅｎｅｔｉｃａｒａｍｅｔｅｒｓｇｙｇｇｐｏｆｒａｃｔｉｃａｌｒｏｂｌｅｍｓ．ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｓｉｓａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｒｏｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｄｏｅｓｎｏｔｃｈａｎｅｔｈｅｏｗｅｒｐｐｙｐｐｐｇｐｓｅｃｔｒｕｍｒｏｏｓｅｄｅｎｅｒａｔｉｎｅａｋｓｏｆｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌａｎｄｃａｎｏｂｓｅｒｖａｂｌｒｅｄｕｃｅＣＦ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｖｏｉｄｓｓｔｒｏｎｉｎｐｐｐｇｇｐｇｙｇｔｈｅｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌａｎｄｉｓａｒａｃｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ．ｇｐ
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基于ＧＡ理论的Ｖｏｌｔｅｒｒａ核辨识的多音激励设计
韩海涛１，谭力宁１，马红光１，朱晓菲２，杨东东１
（１．第二炮兵工程大学７０１教研室，陕西西安７１００２５；）２．第二炮兵工程大学１０１教研室，陕西西安７１００２５
ＤｅｓｉｎｏｆｍｕｌｔｉｔｏｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｎａｌｏｆＶｏｌｔｅｒｒａｋｅｒｎｅｌｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｇｇｏｎｅｎｅｔｉｃａｌｏｒｉｔｈｍｔｈｅｏｒｂａｓｅｄｇｇｙ