基于遗传算法的IIR数字滤波器的设计与仿真毕业设计论文

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毕业设计(论文)-基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计

IIR数字滤波器的设计摘要数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统。

作为一种电子滤波器，数字滤波器与完全工作在模拟信号域的模拟滤波器不同。

数字滤波器工作在数字信号域，它处理的对象是经由采样器件将模拟信号转换而得到的数字信号。

数字滤波器的工作方式与模拟滤波器也完全不同：后者完全依靠电阻、电容、晶体管等电子元件组成的物理网络实现滤波功能；而前者是通过数字运算器件对输入的数字信号进行运算和处理，从而实现设计要求的特性。

本文由数字滤波器的功能、应用及发展入手，介绍了数字滤波器的基本概念，其中包括系统的描述、系统的传递函数和IIR数字滤波器基本结构。

其次根据IIR数字滤波器的设计原理，在MA TLAB环境下分别采用脉冲响应不变法、双线性变换法和MA TLAB函数直接设计法对IIR数字滤波器进行了设计。

最后应用FDATool和Simulink工具对IIR数字滤波器进行了仿真。

关键词：IIR数字滤波器；MATLAB；脉冲响应不变法；双线性变换法；FDATool；SimulinkDesign of IIR digital filterAbstractDigital filters are the discrete-time systems that process to filter digital signal to get expected response characteristics. As an electronic filter, digital filters work differently from the analog signal filters who completely work in analogy signal domain. Digital filter work in the digital signal domain and its targets are digital signals that are received by sampling devices converting analog signals to digital signals. The working methods of digital filters and analog filters are completely different: the latter completely rely on the function of the physical network formed by resistors, capacitors, transistors and other electronic components of filtering ,while the former computes and processes digital signals with the help of digital computing devices to realize the characteristics of the design requirements.In this paper, the function, application and development of the digital filter are introduced followed by the introduction of the principle of digital filter design. The principle first includes the description of the system, the transfer function of the system and the basic structure of the IIR (Infinite Impulse Response) digital filter. Then, according to the design principle of IIR digital filter, the IIR digital filter is designed by the method of non-changing impulse response, the method of double linear transform and direct method using MATLAB functions. At last, the designed IIR digital filter is simulated by FDATool and MATLAB Simulink Tool.Key words:IIR digital filter；MATLAB；non-changing impulse response；double linear transformation；FDATool；Simulink目录第一章绪论 (1)1.1数字滤波器技术概述 (1)1.2滤波器及滤波方法的发展历程 (2)1.3滤波器的分类 (3)1.4数字滤波器的优越性 (4)1.5数字滤波器的实现方法 (5)1.6MATLAB软件简介 (6)1.7MATLAB的语言特点 (8)第二章数字滤波器基础 (10)2.1数字滤波器的基本概念 (10)2.2系统的描述 (11)2.3系统的传递函数 (12)2.4IIR数字滤波器的基本结构 (12)2.4.1直接Ⅰ型 (13)2.4.2直接Ⅱ型 (14)2.4.3级联型 (14)2.4.4并联型 (16)第三章IIR数字滤波器的设计方法及过程 (17)3.1基于脉冲响应不变法的IIR滤波器设计 (17)3.2基于双线性Z变换法的IIR滤波器设计 (20)3.3基于MATLAB函数直接设计IIR数字滤波器 (24)3.3.1巴特沃斯数字滤波器设计 (24)3.3.2切比雪夫Ⅰ型IIR数字滤波器设计 (27)3.3.3切比雪夫Ⅱ型IIR数字滤波器设计 (29)3.3.4基于椭圆法直接设计IIR数字滤波器 (30)3.4FDAT OOL设计法 (33)3.5S IMULINK建模设计法 (37)第四章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1 数字滤波器技术概述数字滤波器实际上就是一种数字信号处理系统的算法或设备，也可以说是一种运算过程。

IIR数字滤波器的群延时优化设计和实现论文设计

（2.6）
根据式（2.6）我们可以直接画出直接型结构的信号流图，如图2-1所示：
2.级联型结构
对滤波器的系统函数进行因式分解，可以将直接型结构转变成多个一阶或二阶子网络构成的级联型网络，即：
（2.7）
数字滤波器级联型结构如图2-2所示。在该结构中，可以方便的通过控制各阶网络来控制零点位置。因此级联型结构适用于需要对系统零点进行控制的系统。由于该结构系统函数的系数较多，使得函数拆项后产生的因子较多，所以需要更多的乘法器。由于阶数较高滤波器系统函数不易进行拆项，因此在设计高阶滤波器时，一般选择直接型结构。
表2-2IIR低通滤波器特性对比
通过表2-2可以得出，虽然巴特沃斯型滤波器的相位线性度较好，但是所需要的阶数比较高。切比雪夫Ⅰ型滤波器的线性度适中。而采用椭圆型滤波器所需滤波器的阶数最低，具有高度非线性相位，但是其频率选择性好，可以达到较好的滤波效果。
通过对和滤波器的比较分析，综合考虑系统频率选择性、设计难以程度等，本文将提出适用于级联型数字滤波器的群延时优化方案。
Keywords: digital filter; group delay optimization; all-pass network equalizer; filter design;
1
1.1
现代社会早已进入数字化时代，数字信号处理技术突飞猛进，其理论算法以及实现手段均获得了较快的发展，已经成为一门必不可少的学科和技术领域。其主要内容包括对信号进行滤波、转换等一系列加工处理[2]。数字滤波技术作为数字信号处理的关键部分开始引起了人们越来越多的关注与研究。
比较直接Ⅰ型与直接Ⅱ型可知，后者比前者所需结构延时单元少，可以节省更多寄存器，更加经济。
2.级联型结构

基于matlab的IIR数字滤波器的设计毕业设计(论文)

基于matlab的IIR数字滤波器的设计摘要：IIR数字滤波器在MATLAB环境下的设计方法和实现方法，在无限脉冲响应（IIR）数字滤波器设计中，先进行模拟滤波器的设计，然后进行模拟—数字滤波器转换，即采用脉冲响应不变法及双线性Z变化法设计数字滤波器，最后进行滤波器的频带转换。

关键词：IIR数字滤波器；matlab；频带转换；引言数字滤波器是数字信号处理的重要基础，数字信号处理主要是研究数字或符号的序列表示信号波形，并用数字的方式去处理这些序列，把它们改变成在某分量和中意义上更希望的形式，以便估计信号的特征参量，或削弱信号中的多余分量和增强信号中的有用分量。

数字滤波器在对信号的过滤、检测与参数估计等处理过程中，是使用最为广泛的一种线性系统。

滤波器的种类很多，从功能上可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器，上述每种滤波器又可以分为模拟滤波器和数字滤波器。

如果滤波器的输入输出都是数字信号，则这样的滤波器称之为数字滤波器，它通常通过一定的运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分来实现滤波。

根据数字滤波器冲激响应的时域特性，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应（IIR）滤波器和有限长冲激响应（FIR）滤波器。

有数字信号处理的一般理论可知，IIR 滤波器的特征是具有无限持续时间的冲激响应，而FIR滤波器使冲激响应只能持续一定的时间。

随着信息时代的到来，数字信号处理已经成为当今一门极其重要的学科和技术，并且在通信、语音、图像、自动控制等众多领域得到了广泛的应用。

在数字信号处理中，数字滤波器占有极其重要的地位，它具有精度高、可靠性好、灵活性大等特点。

现代数字滤波器可以用软件或硬件两种方式来实现。

软件方式实现的优点是可以通过滤波器参数的改变去调整滤波器的性能。

MATLAB是一种面向科学和工程计算的语言，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，具有编程效率高、调试手段丰富、扩充能力强等特点。

(完整版)基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与DSP实现毕业论文

1 绪论 (1)1.1课题分析 (1)1.2数字滤波器在国内外发展概况 (1)1.3MATLAB简介 (3)1.4数字信号处理（DSP）器简介 (5)1.5DSP芯片开发工具 (6)2 IIR数字滤波器设计的方案选择及原理分析 (12)2.1总体方案比较 (12)2.2IIR滤波器的基本原理 (13)2.3IIR数字滤波器的设计方法 (16)3 IIR滤波器的MATLAB设计与仿真 (21)3.1FDAT OOL界面设计 (21)3.2程序设计 (25)3.3IIR数字滤波器的仿真 (27)4 IIR滤波器在DSP上的实现 (40)4.1IIR数字滤波器在DSP上的实现步骤和条件 (40)4.2IIR数字滤波器在TMS320VC5416DSP上的实现过程 (40)5 总结 (45)参考文献 (46)致谢 (47)附录一：XP-IIR-AD.C (47)附录二：XP-IIR-AD.CMD (59)1绪论1.1 课题分析在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号的处理和分析都是基于滤波器而进行的。

但是，传统数字滤波器的设计使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新计算，从而在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大。

利用MATLAB信号处理箱(Signal Processing Toolbox)可以快速有效地实现数字滤波器的设计与仿真。

本课题正是利用MATLAB软件进行IIR数字滤波器的设计并进行仿真，这使得滤波器的设计更加快速和有效。

21 世纪是信息科学与技术的世纪, 其中, 数字信号处理技术(DSP) 已经成为当今一门极其重要的学科。

数字信号处理(DSP) 在通信, 语音, 图像, 自动控制, 雷达, 军事, 航空航天, 医疗和家用电器等很多领域已经得到广泛的应用。

[10]近年来,在数字信号处理领域具有绝对优势的DSP技术得到了迅速发展,不仅应用于通信、计算机领域,还逐渐渗透到其他科学研究领域。

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计及应用

青岛工学院毕业论文（设计）基于Matlab的IIR数字滤波器的设计及应用学生姓名学号指导教师学院信息工程学院专业电子信息工程年级2009级答辩日期 2013 年 5 月 22 日青岛工学院基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计及应用完成日期：指导教师签字：答辩小组成员签字：由于信号处理的基础就是滤波,信号处理的基本运算也就是滤波运算，滤波器的设计也就提升为数字信号处理的最基本问题之一。

这里主要是对IIR数字滤波器的设计进行研究，应用Ellipse滤波器、Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器分别对低通、带通及带阻滤波器形式进行仿真。

在该系统中，只需要将数字滤波器的技术性能指标根据指定的或是需要的设计方法（如双线性变换法或脉冲响应不变法等），转换为模拟滤波器的技术性能指标，根据指定的模拟滤波器设计出相应的数字滤波器。

本文对MATLAB软件进行了介绍，并对数字滤波器在其环境下如何实现进行了介绍；并描述了数字滤波器的基本概念，其包括系统的描述、系统的传递函数、基本结构运算单元；本文重点描述了IIR数字滤波器的设计过程及几种设计方法，并对IIR滤波器的仿真做了一些介绍。

关键词：IIR数字滤波器；设计方法；仿真Due to the signal processing is the basis of filtering, signal processing the basic operation of filtering arithmetic, the design of the filter is promoted as one of the most fundamental problem in digital signal processing. Here is mainly to the design of IIR digital filter is studied, using the Ellipse filter, Butterworth filter, Chebyshev filter respectively to form low pass, band pass and band-stop filter. In the system, just need to technical performance index of the digital filter based on the specified or required design methods (such as bilinear transformation method or impulse response is not political reform, etc.), the technical performance indicators are converted to analog filter, based on the specified analog filter design corresponding digital filter.Are introduced in this paper, the MATLAB software, and digital filter in the environment how to implement are introduced; And describes the basic concept of digital filter, which includes a description of the system, system's transfer function, the structure of the basic computing unit; This paper describes the design of IIR digital filter process, and several design methods, and the simulation of IIR filter did some introduction.Key words: IIR digital filter; The design method; The simulation1绪论 (1)1.1数字滤波器技术的发展状况 (1)1.2 MATLAB软件简介 (1)2 IIR数字滤波器的简介 (3)2.1 IIR数字滤波器的基本概念 (3)2.2 IIR数字滤波器的基本结构 (3)3 IIR数字滤波器的设计方法 (6)3.1 间接设计法 (6)3.2 直接设计法 (6)3.2.1计算机辅助设计法 (6)3.2.2 IIR数字滤波器的应用举例 (6)4IIR数字滤波器的设计及MATLAB实现 (8)4.1 IIR数字滤波器的设计 (8)4.1.1 巴特沃兹滤波器 (8)4.1.2 切比雪夫滤波器 (9)4.1.3 椭圆滤波器 (12)4.2 MATLAB实现 (13)4.2.1双线性变换法及MATLAB实现 (14)4.2.2脉冲响应不变法及MATLAB实现 (14)4.2.3 Simulink设计仿真 (16)总结 (20)致谢 (22)附录 (23)1绪论1.1数字滤波器技术的发展状况人们对有限冲激响应（FIR）和无限冲激响应（IIR）关系的认识转化是数字滤波器的一个重要发展。

基于实数编码遗传算法的数字IIR滤波器设计(IJITCS-V5-N7-3)

I.J. Information Technology and Computer Science, 2013, 07, 27-35
28
Digital IIR Filter Design using Real Coded Genetic Algorithm
values of the filter coefficients are optimized with RCGA to achieve Lp-norm error criterion in terms of magnitude response and ripples both in pass band and stop band for multicriterion optimization problem. The paper is organized as follows. Section II describes the IIR filter design problem statement. The real-coded genetic algorithm for designing the optimal digital IIR filters is described in Section III. In Section IV, the performance of the proposed method has been evaluated and achieved results are compared with the design results by Tang et al. [5], Tsai et al.[16] and Tsai and Chou [17] for the LP, HP, BP, and BS filters. Finally, the conclusions and discussions are outlined in Section V.

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真—论文答辩PPT

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计不仿真
指导老师：令前华学生姓名：王星
IIR数字滤波器的设计与仿真
毕业论文答辩
框架
Scheme
研究背景
方案总述
主要内容
仿真验证结论
西北工业大学明德学院电子信息工程系
王星
IIR数字滤波器的设计与仿真
毕业论文答辩
研究背景
本在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种噪声和干扰，所以信号分析都是基于滤波器而迚行的。不模拟滤波器相比数字滤波器处理有精度高、稳定、灵活、丌存在阻抗匹配问题等优点。在数字滤波器中实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而且能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。
IIR数字滤波器的设计与仿真
毕业论文答辩
仿真验证
其设计程序如下：
%切比雪夫Ⅰ型数字低通通滤波器直接设计 f0=1000 %采样频率 [b,a]=cheby1(9,0.5,50/500); freqz(b,a,512,1000); %数字带通滤波器频率响应 figure(1) %在图像1中显示滤波器幅频、相频曲线 n=0:500;t=n/f0; f= cos(2*pi*t*40)+sin(2*pi*t*75)+sin(2*pi*t*100); %频率为40的正弦原信号和频率分别为75、100的杂波正弦信号 figure(2) %在图像2中输出图像 subplot(4,1,2);plot(f); %数字滤波前函数输出波形 axis([0,200,-5,5]); grid on; xlabel('图5.1.2 原始信号波形'); y1=filter(b,a,f); %数字滤波函数输出 subplot(4,1,3);plot(y1) %数字滤波函数输出波形 axis([0,200,-5,5]); grid on; xlabel('图5.1.3 滤波后的信号波形');

IIR数字滤波器的matlab设计与仿真

IIR数字滤波器的matlab设计与仿真摘要：在现代通信系统中，很多信号分析都是通过滤波器而进行的，这是因为信号中往往会存在诸多干扰因素。

滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器，与模拟滤波器相比，数字滤波器具有诸多优点，如处理精度高、稳定、灵活、适用性强等优点。

IIR数字滤波器的设计方法是根据模拟滤波器的设计原理所产生的，并在MATLAB环境下实现了IIR 数字滤波器的设计和仿真。

其主要内容概括为：首先对滤波器的原理和设计进行了介绍；接着描述了IIR数字滤波器的基本概念，其中包括系统的描述、系统的传递函数、系统的模型；接着简单介绍MATLAB，并对数字滤波器在MATLAB环境下如何实现进行了介绍；重点描述了IIR数字滤波器的设计过程，最后对IIR滤波器进行仿真。

关键词：MATLAB；IIR数字滤波器；模拟滤波器1The IIR Digital Filter Design and Simulation of MatlabAbstract: In modern communication system, many signal analysis is carried out through the filter, this is because the signals often have many interference factors. The filter is divided into analog filter and digital filter, compared with analog filter, the digital filter has many advantages, such as high precision, stable processing advantages, flexible, strong applicability etc.. The design method of IIR digital filteris proposed in this paper is according to the design principle of analog filter is generated, and the realization of the design and Simulation of IIR digital filter in MATLAB environment. Its main contents are summarized as follows: first introduces the principle and design of filter; then described the basic concept of IIR digital filter, including a description of the system, the transfer function of the system, the system model; then introduces the MATLAB, and how to realize the digital filter in MATLAB environment are introduced in this paper are described; the design processof IIR digital filter, finally the simulation of the IIR filter.Keywords: MATLAB; IIR digital filter; Analog filter2目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2 论文的主要内容 (1)第二章滤波器的原理与设计 (3)2.1滤波器的基本概念 (3)2.2模拟滤波器的原理与设计 (3)2.3数字滤波器的原理与设计 (4)第三章IIR 数字滤波器的设计 (6)3.1 IIR数字滤波器简介 (6)3.2 .IIR数字滤波器的主要技术指标 (6)3.3 IIR数字滤波器的设计过程 (8)3.3.1 用脉冲相应不变法设计IIR数字滤波器 (8)3.3.2双线性变换法设计IIR数字滤波器 (9)第四章 IIR数字滤波器的设计和仿真 (10)4.1 matlab简介 (10)4.2 数字低通滤波器设计实例与仿真 (10)第五章总结 (13)参考文献 (14)I第一章绪论1.1 课题研究的背景及意义在现代通信系统中，由于信号往往是混入各种噪声和滋扰，然后过滤可以为许多信号分析，但也有不同，如数字滤波器滤波后的数值计算，完成滤波，它具有一些优点，如精确度高，灵活，稳定，适用性强等，可以完成特殊的过滤功能不完全模拟滤波器。

基于IIR数字滤波器的设计matlab毕业设计(含源文件)

引言MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。

可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用MATLAB语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，它集科学计算，自动控制，信号处理、神经网络和图象处理等于一体，具有极高的编程效率。

它是一个高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模与仿真。

I I R数字滤波器的设计正文一、MATLAB语言的简介1、MATLAB的特点及优势MATLAB作为一种使用广泛的数学软件，具有强大的编程能力，可以进行矩阵的运算、绘制函数和数据，实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。

它具有以下几个显著特点：●此高级语言可用于技术计算●此开发环境可对代码、文件和数据进行管理●交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题●数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等●二维和三维图形函数可用于可视化数据●各种工具可用于构建自定义的图形用户界面●各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM 以及Microsoft Excel）集成●不支持大写输入，内核仅仅支持小写同时MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，自然有它的显著优势，以下简单的介绍它的优势。

基于matlab的iir数字滤波器的设计与仿真

基于matlab的iir数字滤波器的设计与仿真四川师范大学成都学院毕业设计基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真摘要:数字滤波器在数字信号处理中起着非常重要的作用，用于信号的过滤、检测与参数的估计等方面，是使用最为广泛的一种线性系统。

实现数字滤波器的方法有两种，一是采用计算机软件进行，就是把所要完成的工作通过程序让计算机来实现;二是设计专用的数字处理硬件。

这里我们用到的是第一种方法即是用MATLAB提供的信号处理工具箱来实现数字滤波器。

本文首先介绍IIR数字滤波器及其传递函数，然后介绍了MATLAB的相关知识并阐述了基于MATLAB的三种实现手段:基于模拟原型的设计、直接设计法、通用Butterworth设计方法。

文中着重介绍了模拟原型各步骤:模拟滤波器设计、频带变换、离散化处理。

这些设计方法为数字滤波器设计带来全新的实现手段，设计快捷方便，仿真波形直观。

关键词:数字滤波器 IIR数字滤波器 MATLAB 信号处理工具箱IIR digital filter design and simulation based MATLABI四川师范大学成都学院毕业设计Abstract: Digital filter plays an important role in the digital signal processing, uses in the signal filtration, examination and parameter aspects and so on estimate, It is one kind of the most widely used linear system.it has two methods to Realize the digital filter's; first, running it by the computer software, Is the work which must complete through the procedure lets the computer realize; Second, designning the special-purpose digital processing hardware. What here weuse is the first method is the signal processing toolbox which provides with MATLAB realizes the digital filter. This article first introduced the IIR digit filter and its transfer function ,then introduced the related knowledge about MATLAB and described three means of achieving which based MATLAB: Based on simulation prototype design、direct design、general Butterworth design.In the article focused on introduced simulation prototype various steps: Analog filter design、band changing、discretization processing. These design methodsbring a new means of achieving for digital filter design, the design is quickly convenient, the simulation profile is direct-viewing.Digital filter IIR digital filter MATLAB Signal Processing Keywords: ToolboxII四川师范大学成都学院毕业设计目录前言 .....................................................................1 1 IIR数字滤波器 ........................................................ 1 1.1 数字滤波器简介 ..................................................... 1 1.2 数字滤波器分类及传递函数 ........................................... 2 2 MATLAB简介及IIR的主要实现方法 .......................................2 2.1 MATLAB简介 ........................................................ 2 2.2 IIR数字滤波器设计 (3)2.2.2 IIR滤波器的特点 ...............................................3原型的设计法 .................................................. 4 3基于模拟3.1 模拟滤波器的设计 (4)3.1.1 巴特沃斯(Butterworth)模拟低通滤波器的设计 (6)3.1.2 切比雪夫,Chebyshev,模拟低通滤波器的设计 ......................83.2 频带变换 (9)3.2.1 频带变换原理 (9)3.2.2 MATLAB设计实例 ...............................................10 3.3 离散化 (12)3.3.1 脉冲响应不变变换法变换原理 ....................................123.3.2 双线性变换法变换原理 ..........................................133.3.3 MATLAB设计实例 ...............................................14 5 通用Butterworth设计方法 .............................................. 18 结束语 (19)致谢 ....................................................................20 参考文献: (21)III四川师范大学成都学院毕业设计基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真前言滤波是信号处理的基础，滤波运算是信号处理中的基本运算，滤波器的设计也就相应成为数字信号处理的最基本问题之一。

基于MATLAB的IIR滤波器设计与仿真毕业论文

广西科技大学（筹）毕业设计（论文）说明书课题名称基于MATLAB的IIR滤波器设计与仿真院别电气与信息工程学院专业测控技术与仪器班级学号姓名指导教师年月日摘要在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。

实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而且能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。

MATLAB 软件以矩阵运算为基础，把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。

尤其是MATLAB 中的信号处理工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。

本文首先详细介绍了MATLAB 软件、数字滤波器和IIR数字滤波器设计的相关知识，接着重点介绍了用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器，用信号处理图形界面FDATool来设计滤波器以及Sptool界面设计的方法，用SIMULINK 仿真IIR滤波器。

关键字: IIR ; 滤波器; FDATool ; SIMULINKABSTRACTIn modern communication systems, due to the signal is often mixed with a variety of complex composition, so a lot of signal analysis are based on the filter, while the digital filter is filtering Through numerical computation.it have processing of high precision, stable, flexible,impedance matching problem exists, you can achieve special filtering of analog filters can not be achieved.Digital filter according to its impulse response function time domain features can be divided into two types, infinite impulse response (IIR) digital filter and finite impulse response (FIR) digital filter. The IIR filter order is lower , used less memory cell, high efficiency, high precision, but also to retain some of the good characteristics of the analog filter, it is widely used.Matlab software based on matrix computation, the calculation, visualization and program design of organic integration to interactive environment for digital filter, and the research and application of provides an intuitive, efficient and convenient tool. Especially in the Matlab signal processing to all areas of research toolbox personnel can easily for scientific research and engineering application.This article detail introduces knowledge of the MATLAB software, digital filters and IIR digital filter design,Then highlight introduces the impulse response same method of IIR digital filter ,use Signal processing graphical interface FDATool to design filters and Sptool interface design methods, and use the SIMULINK Simulation for IIR filters. Keywords: IIR ; Filter ; FDATool ; Simulink目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第1章绪论 (1)1.1 数字滤波器的研究背景与意义 (1)1.2 数字滤波器的应用现状与发展趋势 (1)第2章 MATLAB 软件简介 (4)2.1 MATLAB的概况 (4)2.2 MATLAB产生的历史背景 (4)2.3 MATLAB的语言特点 (5)2.4 MTALAB的功能 (6)第3章数字滤波器 (9)3.1 数字滤波器的概念 (9)3.2 滤波器的发展过程 (9)3.3 滤波器的原理 (10)3.4 数字滤波器的分类 (11)3.5 数字滤波器的设计要求 (13)第4章 IIR数字滤波器的设计方法 (15)4.1 IIR数字滤波器的基本原理 (15)4.2 IIR数字滤波器的基本特点 (15)4.3 IIR数字滤波器的设计步骤 (17)4.4 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 (19)第5章 IIR滤波器的MATLAB设计 (21)5.1 用脉冲响应不变法IIR数字滤波器的设计 (21)5.2 FDATool介绍和界面设计 (29)5.3 FDATOOL设计IIR数字滤波器 (30)5.4 SIMULINK 仿真IIR滤波器 (31)总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)结束语 (37)第1章绪论1.1 数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理DSP(Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。

IIR滤波器的设计与实现毕业设计

长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY毕业设计（论文）资料设计（论文）题目：IIR滤波器的设计与实现系部：专业：学生姓名：班级：学号 2005043216 指导教师姓名：职称教授职称助教最终评定成绩目录第一部分毕业论文一、毕业论文第二部分外文资料翻译一、外文资料原文二、外文资料翻译第三部分过程管理资料一、毕业设计（论文）课题任务书二、本科毕业设计（论文）开题报告三、本科毕业设计（论文）中期报告四、毕业设计（论文）指导教师评阅表五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表六、毕业设计（论文）答辩评审表2009 届本科生毕业设计（论文）资料第一部分毕业论文（2009届）本科生毕业论文IIR滤波器的设计与实现系部：电子与通信工程系专业：通信工程学生姓名：何双喜学号 2005043216 班级： 05通信2指导教师姓名：刘光灿职称教授王路露职称助教最终评定成绩2009 年 6月长沙学院本科生论文IIR滤波器的设计与实现系（部）：电子与通信工程系专业：通信工程学号：2005043216学生姓名：何双喜指导教师：刘光灿教授王路露助教2009年6月摘要IIR数字滤波器是数字滤波器中非常重要的一类滤波器，因其可以较低的阶次获得较高的频率选择特性而得到广泛应用。

本文研究了IIR数字滤波器的常用设计方法，即冲激响应不变法和双线性变换法。

在分析各种IIR实现结构的基础上，从理论分析和仿真情况确定了所要设计的IIR数字滤波器的实现结构以及中间数据精度。

在此基础上，使用MATLAB提供的GUI工具，实现方便用户使用的数字滤波器交互界面的开发。

此设计扩展性好，便于调节滤波器的性能，可以根据不同的要求在MATLAB上加以实现。

关键词：IIR数字滤波器，MATLAB，GUIABSTRACTIIR digital filter digital filter is very important for a class of filters, because of their lower order to higher frequency selective properties have been widely used. In this paper, the IIR digital filter design theory and methods used, that is, the same impulse response method and bilinear transformation method. In the analysis of IIR structure, based on theoretical analysis and simulation to establish the design of IIR digital filter structure, as well as intermediate data accuracy.On this basis, the use of GUI tools provided by MATLAB to achieve user-friendly interface of the digital filter development, user-friendly. Good scalability of this design, easy to adjust the performance of filters can be based on different requirements to be in the realization of MATLAB.Keywords:IIR digital filter, MATLAB, GUI目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................................... I I 第1章绪论. (1)1.1 引言 (1)1.2 IIR滤波器简介 (1)1.3 IIR滤波器的研究意义 (5)1.4 课题研究方法 (5)1.5 论文结构及研究内容 (5)第2 章 IIR滤波器设计相关工具和技术 (6)2.1系统仿真软件（MATLAB） (6)2.2 MATLAB的GUI工具 (7)2.3 GUI界面设计的总结： (8)2.3.1.使用GUIDE帮助创建GUI (8)2.3.2 使用控件 (9)2.3.3写回调函数 CallBack (9)2.3.4句柄图形之间的层次关系 (10)第3章 IIR滤波器的设计过程 (12)3.1 两种常用的设计IIR低通滤波器方法 (12)3.1.1脉冲响应不变法 (12)3.1.2 双线性变换法 (14)3.2 利用MATLAB设计巴特沃斯IIR低通滤波器 (14)3.3 用GUI设计用户界面 (16)第四章 IIR滤波器的具体实现 (21)4.1 仿真结果 (21)4.2 结果分析 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论1.1 引言面对庞杂繁多的原始信号，如何提取所需信号、抑制不需要的信号?这就需要使用滤波器。

基于人工鱼群传算法的IIR数字滤波器的设计

基于人工鱼群算法地IIR数字滤波器地设计课程名称：数字信号处理专业班级：小组组员：摘要 (3)Abstract (3)1 鱼群模式概论 (4)1.1 鱼群模式 (4)1.2鱼群行为分析 (5)1.3 人工鱼 (6)1.4 问题地解决 (7)2 人工鱼群算法 (7)2.1 人工鱼模型 (7)2.2 相关定义 (8)2.3行为描述 (8)2.3.1 觅食行为 (9)2.3.2 聚群行为 (9)2.3.3追尾行为 (9)2.2.4 随机行为 (9)2.2.5 行为选择 (10)2.4 算法描述 (10)3 数字滤波器 (12)3.1数字滤波器地简介 (12)3.2 FIR和IIR数字滤波器地概述 (13)3.2.1 FIR数字滤波器 (13)3.2.2 IIR数字滤波器 (13)3.2.3 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器地区别 (14)3.3 数字滤波器地设计要求 (15)3.4 数字滤波器地设计方法 (15)4基于人工鱼群算法地IIR数字滤波器地设计 (16)4.1 IIR数字滤波器优化模型 (16)4.2 IIR数字滤波器设计 (18)4.3 IIR数字滤波器地仿真结果 (19)4.3.1 仿真图形 (19)5 小结 (20)6 参考文献 (21)附件 (22)摘要IIR数字滤波器设计一直是数字信号处理领域地重要课题之一.优化算法是数字滤波器设计地一种主要方法,它是在一定优化准则下,使设计地滤波器性达到最优，但由于这些算法都是非线性优化算法,优化过程中容易陷入局部最小值.近年来,随着智能优化算法地广泛研究,已经有学者将遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)应用到IIR数字滤波器设计中.但是遗传算法运行速度慢,有时会陷入局部最优解地缺点。

粒子群算法虽然运行速度快,算法简单,但是仍有很大地可能陷入局部最优解.为了克服以上地缺点,采用新地全局优化技术提高IIR数字滤波器地设计质量,是一个值得研究地课题.人工鱼群算法是新近提出地一种全局优化算法.它将基于行为地人工智能思想通过动物自治体地模式引入优化命题地解决中,构造了一种解决问题地架构一鱼群模式,并由此产生了一种高效地智能优化算法.将人工鱼群算法用于IIR数字滤波器地设计，发现该算法实现简单,有较强地跳出局部最优解地能力，并且具有算法灵活,简单,收敛速度快和全局收敛性好等优点.人工鱼群算法从具体地实施算法到总体地设计理念,都不同于传统地设计和解决方法,同时它又具有与传统方法相融合地基础,相信该算法将来会被广泛地应用于问题求解、机器学习、信号处理、智能控制和人工生命等领域.关键词：IIR数字滤波器人工鱼群算法全局优化AbstractIIR digital filter design has been an important topic in the field of digital signal processing. Optimization algorithm is a major method of digital filter design, which is optimized under certain criteria, so that the design of the optimal filter, but because these algorithms are nonlinear optimization algorithm, the optimization process is easy to fall into local minimum. In recent years, along with a wide range of intelligent optimization algorithm, scholars have genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) is applied to IIR digital filter design. However, the genetic algorithm is running slow, and sometimes fall into local optimal solution。

IIR数字滤波器的设计毕业论文说明书概论

2013届毕业设计说明书IIR数字滤波器的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电子信息工程班级：完成时间：2013年5月28日摘要在现代通信系统中，因为信号中经常混有各种复杂成分，因而很多信号分析都是基于滤波器而进行的。

而数字滤波器[1]，则是通过数值运算实现滤波，它具有处理精度高、灵活、稳定、不存在阻抗匹配问题的特点。

根据单位冲激响应函数的时域特性，数字滤波器可分为两种，即有限长冲激响应(FIR)数字滤波器和无限长冲激响应(IIR)数字滤波器。

IIR数字滤波器实现的阶次要求较低，所用的存储单元也较少，并且具有效率高，精度高的优点，除此还能够保留一些模拟滤波器的优良特性，所以应用领域广阔。

本文主要研究了IIR数字滤波器的常用设计方法，即冲激响应不变法和双线性变换法。

在分析IIR数字滤波器的原理基础上，从理论分析确定了所要设计的IIR数字滤波器的实现方法。

接着利用MATLAB函数语言编程，用Simulink工具仿真IIR数字滤波器，其中用信号处理图形界面FDATool来设计滤波器，并用FDATool模拟IIR数字滤波器处理信号。

在此基础上，使用MATLAB提供的GUI 工具设计图形用户界面，实现方便用户使用的数字滤波器交互界面的开发。

此设计扩展性好，便于调节滤波器的性能，可以根据不同的要求在MATLAB上加以实现。

关键词：IIR数字滤波器；冲激响应不变法；双线性变换法；图形用户界面ABSTRACTIn modern communication systems,Because often mixed with various signal complex components,So many signal analysis is based on filters, and the digital filter is realized through numerical computation, digital filters filter with high precision, stability and flexibility, don't exist. Digital filter according to its impulse response function and characteristics of the time can be divided into two kinds, namely the infinite impulse response (IIR) digital filter and finite impulse response (FIR digital filters). The order of realizing IIR filter is used, low and high efficiency less storage unit, high precision, and can keep some simulation characteristics of filter, so it is widely used.In this paper, the IIR digital filter design theory and methods used, that is, the same impulse response method and bilinear transformation method. In the analysis of IIR principle, based on theoretical analysis to establish the design of IIR digital filter method. Especially in the MATLAB signal processing to all areas of research toolbox personnel can easily for scientific research and engineering application. This paper introduces the concept of digital filter, classification and design requirements. Then using MATLAB language programming, Simulation of IIR digital filter with Simulink module ，with functions of signal processing FDATool graphical interface design of interface design filter, and FDATool analog signal processing IIR digital filter. On this basis, the use of GUI tools provided by MATLAB to achieve user-friendly interface of the digital filter development, user-friendly. Good scalability of this design, easy to adjust the performance of filters can be based on different requirements to be in the realization of MATLAB.Key words iir digital filter；non-changing impulse；double liner transformation; graphical user interfaces目录1绪论 (1)1.1 IIR数字滤波器简介 (1)1.2 IIR数字滤波器的研究意义 (2)1.3 课题研究方法 (2)2 IIR数字滤波器设计工具的介绍 (3)2.1 系统仿真软件（MATLAB） (3)2.2 MATLAB的Simulink工具 (3)2.3 滤波器分析设计工具FDATool (4)2.4 MATLAB的GUI工具 (4)3 IIR数字滤波器的设计原理 (7)3.1 IIR数字滤波器的设计理论 (7)3.2 IIR数字滤波器的设计方法 (7)3.2.1 IIR数字滤波器设计思想 (7)3.2.2 IIR数字滤波器设计步骤 (8)3.3 脉冲响应不变法的设计理论 (9)3.3.1 设计原理 (9)3.3.2 脉冲响应不变法的优缺点 (9)3.4 双线性变换法的设计理论 (10)3.4.1 设计原理 (10)3.4.2 双线性变换法的优缺点 (10)4基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 (12)4.1 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 (12)4.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (13)4.3 直接调用函数设计IIR数字滤波器 (15)4.3.1 MATLAB工具箱常用调用函数的介绍 (15)4.3.2 四种不同类型滤波器的比较 (16)4.3.3 调用MATLAB函数设计IIR数字滤波器 (17)4.4 基于SIMULINK的IIR数字滤波器设计和仿真 (18)4.4.1 SIMULINK仿真框图的设计 (18)4.4.2 FDATool模块的设计 (19)4.4.3仿真结果及分析 (22)5基于Matlab GUI的IIR数字滤波器设计 (23)5.1 IIR数字滤波器GUI界面的设计 (23)5.1.1 GUI图形界面的创建和总布局 (23)5.1.2 GUI界面的各区域介绍 (25)5.2 GUI界面回调函数的编写 (26)5.3 运行结果 (29)5.3.1 运行界面显示 (29)5.3.2 不同滤波器的结果显示 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)程序清单 (36)1绪论在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，因此针对这些庞杂繁多的原始信号, 如何提取所需信号、抑制不需要的信号，就应该需要考虑使用滤波器。

毕业设计(论文)-iir数字滤波器的设计[管理资料]

摘要在本文中，我们分别研究了在MATLAB环境下IIR数字滤波器的典型设计和完全设计等方法。

典型设计是先按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换成模拟低通滤波器的技术指标，据此产生模拟滤波器原型，然后把模拟低通滤波器原型转换成模拟低通、高通、带通、带阻滤波器，最后再把模拟滤波器转换成数字滤波器。

完全设计方法中我们利用函数直接设计出低通、高通、带通和带阻滤波器，并分别用巴特沃斯(Butterworth )滤波器、切比雪夫( Chebyshev )滤波器、椭圆(Cauer )滤波器来实现，并比较了各自的频率响应曲线。

在FIR滤波器的设计中，我们用切比雪夫窗和海明窗设计的带通滤波器的频率响应进行对照，结果表面用海明窗设计的滤波器的频率特性几乎在任何频带上都比切比雪夫窗设计的滤波器的频率特性好，只是海明窗设计的滤波器下降斜度较小。

本文利用不同的滤波器研究了MATLAB环境下的图像处理技术。

对一张无锡马山园林的风景照片进行的二种修正，取得了不同的效果。

先对原图进行线性变换增加了对比度和亮度对这张图像，图像效果有了一定的改善。

后来我们用非锐化滤波器对修正后的图像再进行了处理，对图像的过渡失真进行了补偿。

本文还对一幅加噪声婚纱照片的去噪效果进行了研究。

比较去噪效果证明，用小波变换的方法进行去噪，图像处理效果更佳。

关键词：数字滤波器；图像处理；小波变换作者:王海楠指导教师:王婷婷AbstractIn this thesis, the typical and complete designs under MATLAB are studied.The typical design gets the technical parameters from digital filters that should be designed, and then transformed into the analog parameters of a low-pass analog filter prototype. The prototype is converted into the analog low-pass, high-pass, band-pass and the band-stop filters respectively, which are transformed into the digital ones.The complete design uses the given functions and releases the low-pass,high-pass,band-pass and the band-stop filters directly. Butterworth, Chebyshev and Caoer filters are used for the implementations.In the FIR filter designs, Chebyshev and Hamming windows are used for abmd-pass filter. Their frequency responses are compared. The advantage of Hamming window is shown on all bands.Finally, the image processing functions using filters under MATLAB are photo (Wuxi Garden) is modified with two different processes and the different effects can be seen. The linear transformation improved the contrast and brightness of the photo, while the un-sharpening filter compensated the transitions.Another photo is modified with the wavelet transformation, which shows the better effects on reducing noises.Keywords: digital filter; image processing; wavelet transformationAuthor: Wang HainanDirected by Wang Tingting第1章绪论数字滤波在通信、图像编码、语音编码、雷达等许多领域中有着十分广泛的应用。

基于模拟退火遗传算法的IIR数字滤波器参数优化设计

基于模拟退火遗传算法的IIR数字滤波器参数优化设计谭虓;刘自山;李凌宇【期刊名称】《四川理工学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(024)004【摘要】结合模拟退火算法的思想和遗传算法的思想,提出模拟退火遗传算法,并用此算法进行滤波器参数整定与优化,同时使用自适应交叉率和变异率,以及适应度拉伸方法对传统遗传算法进行改进。

该算法有效抑制早熟,又具有收敛性快、全局寻优与局部寻优能力。

仿真结果表明,基于此算法寻优设计的滤波器控制器具有更好的滤波特性。

%Combining the thoughts of Simulated Annealing Algorithms and Genetic Algorithms,an improved genetic algorithm（GA）-Simulated Annealing Genetic Algorithms is proposed to solve the problem of the parameter optimization of Digital Filter.The new GA has many improvements in algorithm like adaptive crossover and mutation operators,and scaling or stretching the adaptability.This algorithm avoids premature convergence and has a quick convergenceperformance.Additionally it has both the capability of optimization in the global area and the capability of optimization of the direct search methods in the local area.The simulation result shows that the Digital Filter designed upon the improved GA is of good filter characteristics.【总页数】5页(P426-430)【作者】谭虓;刘自山;李凌宇【作者单位】北京地铁运营有限公司机电公司,北京100043;四川理工学院理学院,四川自贡643000;崇州市建筑勘察设计研究院,四川崇州611230【正文语种】中文【中图分类】TP391;TP273【相关文献】1.基于模拟退火遗传算法的FIR数字滤波器设计 [J], 王雷;胡玉兰2.基于IIR数字滤波器的人体脉搏信号分析 [J], 文胜福; 王硕; 魏宇豪; 王浩3.基于IIR数字滤波器的人体脉搏信号分析 [J], 文胜福;王硕;魏宇豪;王浩4.基于MatLab的IIR数字滤波器设计与应用 [J], 尹园威;马俊涛;史林;王丹;刘贺雄5.基于IIR数字滤波器消除心电信号的基线漂移 [J], 顾旋;张伟;刘东华;梁富娥;吕珊珊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。