基于FPGA的車輛振動(dòng)信號(hào)處理系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、車載環(huán)境下,由于MEMS(MicroElectroMechanicalsystems)雙軸傾角計(jì)元件自身特點(diǎn)和受到車輛振動(dòng)、電磁波干擾等原因,真實(shí)信號(hào)往往受到嚴(yán)重的干擾,給數(shù)據(jù)分析帶來(lái)很大困難,致使難以得到預(yù)計(jì)的分析結(jié)果,必須進(jìn)行去噪處理。而現(xiàn)有的DSP(DigitalSignalProcessing)處理器在處理速度和抗干擾性能方面不能滿足高速、實(shí)時(shí)的需求。基于FPGA(Field-programmableGateArray)的信號(hào)處

2、理器在信號(hào)處理領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,而自適應(yīng)濾波技術(shù)是目前信號(hào)處理中最為活躍的課題之一。
　　 為了實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)抵消技術(shù)對(duì)強(qiáng)噪聲背景下的弱振動(dòng)信號(hào)提取,首先,論文在對(duì)自適應(yīng)濾波算法研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)LMS算法中固定步長(zhǎng)在收斂速度與調(diào)整步長(zhǎng)因子之間的矛盾,提出了一種新的變步長(zhǎng)算法,建立步長(zhǎng)和誤差信號(hào)之間的非線性關(guān)系,并采用MATLAB對(duì)論文中算法、傳統(tǒng)算法以及其他改進(jìn)算法進(jìn)行仿真對(duì)比,驗(yàn)證其優(yōu)越性。其次,論文提出了算法基于FPGA協(xié)

3、處理器的濾波器設(shè)計(jì)方案,采用VerilogHDL語(yǔ)言進(jìn)行功能描述,在ISE11.1開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與邏輯綜合,并在ModelSim軟件中模擬仿真。最后,論文對(duì)真實(shí)車輛加速度信號(hào)進(jìn)行濾波分析,將雙軸傾角計(jì)采樣的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)422接口轉(zhuǎn)RS232接口的硬件轉(zhuǎn)換之后,通過(guò)上位機(jī)解析得到含噪振動(dòng)信號(hào),然后在SEED-XDTK.XUPV2PRO開(kāi)發(fā)板中Virtex-ⅡProXC2VP30芯片中進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理,通過(guò)串口在PC機(jī)上查看濾波