基于FPGA的車輛振動信號處理系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、車載環(huán)境下,由于MEMS(MicroElectroMechanicalsystems)雙軸傾角計元件自身特點和受到車輛振動、電磁波干擾等原因,真實信號往往受到嚴(yán)重的干擾,給數(shù)據(jù)分析帶來很大困難,致使難以得到預(yù)計的分析結(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、實時的需求。基于FPGA(Field-programmableGateArray)的信號處

2、理器在信號處理領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,而自適應(yīng)濾波技術(shù)是目前信號處理中最為活躍的課題之一。
　　 為了實現(xiàn)自適應(yīng)抵消技術(shù)對強(qiáng)噪聲背景下的弱振動信號提取,首先,論文在對自適應(yīng)濾波算法研究的基礎(chǔ)上,針對傳統(tǒng)LMS算法中固定步長在收斂速度與調(diào)整步長因子之間的矛盾,提出了一種新的變步長算法,建立步長和誤差信號之間的非線性關(guān)系,并采用MATLAB對論文中算法、傳統(tǒng)算法以及其他改進(jìn)算法進(jìn)行仿真對比,驗證其優(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)計方案,采用VerilogHDL語言進(jìn)行功能描述,在ISE11.1開發(fā)平臺上完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計與邏輯綜合,并在ModelSim軟件中模擬仿真。最后,論文對真實車輛加速度信號進(jìn)行濾波分析,將雙軸傾角計采樣的數(shù)據(jù)經(jīng)過422接口轉(zhuǎn)RS232接口的硬件轉(zhuǎn)換之后,通過上位機(jī)解析得到含噪振動信號,然后在SEED-XDTK.XUPV2PRO開發(fā)板中Virtex-ⅡProXC2VP30芯片中進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理,通過串口在PC機(jī)上查看濾波