Главная > Адаптивная обработка сигналов
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
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 ВВЕДЕНИЕ

Первые 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 СИСТЕМЫ

Определения 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 применения

Достигнутый 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
email@scask.ru