Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Часть I. ОБЩЕЕ ВВЕДЕНИЕПервые две главы книги посвящены трем основным вопросам: 1. Введению основного понятия «адаптации» применительно к технике и определению места адаптивной обработки сигналов в общей задаче обработки сигналов. 2. Описанию адаптивного линейного сумматора, который является простейшим и наиболее широко применяемым адаптивным устройством обработки, подробно рассматриваемым в гл. 6, а также в последующих главах. 3. Геометрической итерпретации процесса адаптации в целом. Можно представить адаптацию в виде движения, как правило вниз, в (L+1)-мерном пространстве по L-мерной поверхности, образуемой графиком рабочей функции (например, изображенной на рис. 1.1), при отображении зависимости среднеквадратической ошибки (СКО) от адаптивных параметров. Геометрическая интерпретация изложена в гл. 2.
Глава 1. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫОпределения и свойства«Адаптироваться значит: 1) приводить в соответствие с требованиями или условиями приспосабливать или видоизменять надлежащим образом; ... 2) приспосабливаться к различным условиям, к окружающей среде и т. д.» (Random House Dictionary, 1971). За последние годы в результате исследований по «адаптивным системам» появились различные адаптивные автоматы, свойства которых в некотором смысле напоминают определенные свойства живых систем и биологических адаптивных процессов. Ниже приводятся некоторые значения слова «адаптация», взятые из толкового словаря Random House Dictionary: 1. Действие, процесс приспособления. 2. Состояние приспосабливаемого; приспособление. 3. Биологическое: а) любое изменение в структуре или функции организма или любой из его частей в результате естественного отбора, с помощью которого организм становится более приспособленным для выживания и размножения в окружающей его среде; б) видоизменение формы или структуры в соответствии с изменением окружающей среды. 5. Физиологическое. Ослабление отклика органов сенсорных рецепторов, таких, как: зрение, осязание, температура, обоняние, слух и боль — на изменяющиеся, постоянно воздействующие условия окружающей среды. 6. Офтальмологическое. Регулирование зрачком количества света, поступающего в глаз. 7. Социальное. Медленное, обычно неосознанное изменение индивидуальной и социальной деятельностей в процессе приспособления к культурной среде. Можно заметить, что приведенные определения даны главным образом в терминах биологической адаптации к окружающей среде. Такие же определения в некоторой степени подходят и для «искусственных», или созданных человеком, адаптивных систем, которые в основном рассматриваются в этой книге. Адаптивный автомат представляет собой систему, структура которой изменяется или приспосабливается таким образом, чтобы его поведение или функционирование улучшалось (в соответствии с некоторым подходящим критерием) в результате взаимодействия с окружающей его средой. Простым примером автомата для автоматической адаптивной системы является автоматическая регулировка усиления (ЛРУ), применяемая в радио- и телевизионных приемниках. Функция этой системы — уменьшение чувствительности приемника при увеличении среднего уровня входного сигнала. Таким образом, приемник может адаптироваться к широкому диапазону уровней входных сигналов и формировать значительно более узкий диапазон уровней выходных сигналов. Цель книги — описать некоторые основные принципы адаптации; изложить методы разработки, функциональные свойства, области применения адаптивных систем простейших видов и способы их физической реализации. Рассматриваемые системы включают в себя системы, созданные прежде всего для адаптивного управления и адаптивной обработки сигналов. Как правило, такие системы обладают некоторыми или всеми перечисленными ниже свойствами: 1. Они могут адаптироваться (самооптимизироваться) при изменении (нестационарном) условий окружающей среды и требований к системе. 2. Они могут обучаться для осуществления заданного вида фильтрации и выполнения задачи принятия решения. Системы с такими свойствами можно автоматически синтезировать через обучение. Адаптивные системы можно в некотором смысле «запрограммировать» процессом обучения. 3. Они не требуют тщательно разработанных методов синтеза, обычно необходимых для неадаптивных систем. Наоборот, их можно считать «самоорганизующимися». 4. Они могут экстраполировать модель поведения для функционирования в новых условиях после обучения на конечном и часто небольшом числе обучающих сигналов или ситуаций. 5. Они могут в некоторой степени восстанавливаться, т. е. адаптироваться к определяемым внутренним дефектам. 6. Их можно рассматривать как нелинейные системы с изменяющимися во времени параметрами. 7. Их сложнее анализировать, чем неадаптивные системы, но они позволяют значительно увеличить область функционирования системы, когда параметры входного сигнала не известны или изменяются во времени. Области примененияДостигнутый за последнее время прогресс в разработке и производстве микросхем привел к созданию очень компактных, экономичных и надежных устройств обработки сигналов, конкурирующих с биологическими нейронными системами по размерам и, очевидно, превосходящих биологические системы по быстродействию. В результате этого значительно расширилась область их применения во всех видах цифровой обработки сигналов, в том числе адаптивной обработки. В настоящее время адаптивные системы применяются в таких областях, как связь, радиолокация, гидролокация, сейсмология, проектирование механических систем, навигация и биомедицинская электроника. Некоторым прикладным задачам посвящена ч. IV книги, названия глав которой отражают общую картину областей применения адаптивных систем. В гл. 9 обсуждаются адаптивное моделирование и идентификация систем, когда адаптивная система моделирует неизвестную или идентифицируемую систему, параметры которой могут меняться во времени. При заданном входном сигнале адаптивная система стремится «подстроиться» под структуру этой идентифицируемой системы. Адаптивное моделирование используется при проектировании и диагностике электронных и механических систем. Различные вопросы адаптивной компенсации, выравнивания передаточных характеристик рассматриваются в гл. 10. Все эти термины используются для описания процесса исключения влияния некоторого устройства или среды на сигнал. Например, может потребоваться, чтобы звуковая система реагировала с одинаковым коэффициентом передачи на все звуковые частоты или чтобы было исключено влияние всего тракта передачи на импульс радиолокатора. Системам адаптивного управления, т. е. системам управления, свойства которых изменяются во времени и адаптируются к окружающей среде, посвящена гл. 11. Примером является система управления полетом, коэффициент передачи и время отклика которой зависят от плотности воздуха. Адаптивное подавление шума, обсуждаемое в гл. 12, используется в таких областях, как передача речи, электрокардиография, а также при обработке сейсмических сигналов. В действительности адаптивное подавление шума может найти применение для решения широкого круга задач выделения сигнала, поскольку зачастую свойства шума в реальных практических случаях не являются стационарными. Антенным решеткам — области, в которой методы адаптивной обработки сигналов оказались особенно полезными, посвящены гл. 13, 14.
|
1 |
Оглавление
|