[发明专利]用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法及系统

说明书

本发明涉及一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法及系统，系统包括信号发生模块、滤波模块、数据接收模块、控制模块、数据存储模块和输出模块；信号发生模块用于生成纯噪声信号和待处理信号；数据接收模块用于将原始采集的模拟信号经过A/D转换器转换后根据SPI协议输出为串行输出，再经过数字信号采集模块以16位的数据输入滤波模块；滤波模块用于根据自适应滤波算法对包含噪声信号的待处理信号进行滤波；数据存储模块用于存储未处理信号和处理完的信号，并在处理信号时及时提取出；控制模块用于各模块之间同步数据传输。本发明可以有效采集纯噪声信号完成数字滤波，滤除环境噪声以及信号在传输过程中所产生的噪声。

技术领域

本发明涉及数据滤波技术，具体涉及一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法及系统。

背景技术

随着大口径和超大口径天文望远镜新技术的发展，主动光学技术的重要性越发明显。“主动”光学是相对于传统的“被动”支撑而言，后者是针对可能会对望远镜像质产生影响的因素，事先制定一个“最优”支撑方式，在望远镜运行过程中不再变化。而“主动”改正则是旨在保持，即在望远镜运行过程中实时探测波前误差，实时调整支撑结构，从而实时改正波前误差。

主动光学技术包含拼接镜面和薄镜面技术，将这两项技术结合在一起使用，具有很大的技术难度。因为镜面很薄，所以对固定在子镜背面或边缘的传感器大小与重量就有严格的限制，否则过重的传感器会造成薄镜面的形变，而这种形变是薄镜面技术中的力促动器所不能修正的，这就要求使用超轻型、不受非位移因素影响的高精度位移传感器。

目前，在上述主动光学系统中所使用的微位移传感器多是电涡流型的，其在稳定性、重量等方面尚不是很理想，因此开发新型的微位移传感器，以达到主动光学技术的需要就是当务之急。而作为微位移传感器的一个重要组成部分，采用适当的方法对所取得的数据进行现场滤波，从而减弱或消除噪声的干扰就显得非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法及系统。

实现本发明目的的技术方案为：一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波系统，包括信号发生模块、滤波模块、数据接收模块、控制模块、数据存储模块和输出模块；

信号发生模块用于生成两路信号，一路为纯噪声信号，一路为包含噪声信号与有用信号的待处理信号；

数据接收模块用于将原始采集的模拟信号经过A/D转换器转换后根据SPI协议输出为串行输出，再经过数字信号采集模块以16位的数据输入滤波模块；

滤波模块用于根据自适应滤波算法对包含噪声信号的待处理信号进行滤波；

数据存储模块包括SDRAM存储器，用于存储未处理信号和处理完的信号，并在处理信号时及时提取出；

控制模块用于各模块之间同步数据传输；

结果输出模块用于输出位移信息至外部设备。

一种用于主动光学系统微位移传感器的自适应滤波算法，该算法采取如下步骤调整自适应滤波器的L个滤波器系数：

步骤1，初始化(L*1)的向量w＝r＝[0,0,0...0]^T，其中w为权重，r为基准信号；

步骤2，接受一对新的输入采样值{r[k],d[k]}，并在基准信号向量r[k]中移动k组采样值，d[k]为包含噪声信号与有用信号的待处理信号；

步骤3，通过下面的公式计算FIR滤波器的输出信号：y[k]＝w^T[k]r[k]

步骤4，通过下面的公式计算误差函数：e[k]＝d[k]-y[k]