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《信息技術(shù)雜志》2015年第二期

1程序設(shè)計(jì)

三角基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)流程圖如圖2所示。Qt中有自己C++標(biāo)準(zhǔn)庫，其C++語言庫文件與標(biāo)準(zhǔn)版C++有所不同［7］，但語法相同，設(shè)計(jì)程序相關(guān)參數(shù)如下:(1)這里濾波的理想目的是檢出直流分量，其函數(shù)為:(2)初始化參數(shù):神經(jīng)元個(gè)數(shù)n為9個(gè)，訓(xùn)練次數(shù)上限為500次，學(xué)習(xí)率初始值為0．1。在程序中增加計(jì)時(shí)函數(shù)，運(yùn)行7ms內(nèi)便有輸出，隨著誤差變小，數(shù)據(jù)輸出時(shí)間變短。濾波輸出為大約23ms后便可以得到穩(wěn)定輸出，誤差精度高于10－5。在Qt工程文件．pro中添加Qwt/lib文件路徑，qmake編譯。在X86的Linux系統(tǒng)上運(yùn)行結(jié)果如圖3所示，把數(shù)據(jù)制成表格如圖4所示，運(yùn)行時(shí)間160ms。

2低通濾波器諧波檢測

與上述程序中相同的諧波函數(shù)，由低通濾波器濾波來分析處理，并采用2階和6階截止頻率為分別為100Hz和20Hz的ButterWorth濾波器進(jìn)行濾波分析，Matlab仿真結(jié)果如圖5－8所示。從圖5和8可以看出截止頻率在100Hz的低通濾波器響應(yīng)時(shí)間在最快0．03s左右，但是誤差百分比在11%;圖6－7可以看出截止頻率相同階數(shù)不同的響應(yīng)時(shí)間0．2s左右，誤差百分比在2．54%，這也說明隨著ButterWorth低通濾波器階數(shù)越大，其穩(wěn)態(tài)誤差越小，而動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間越長［8］。為解決ButterWorth低通濾波器穩(wěn)態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間之間的矛盾，很多學(xué)者進(jìn)行了研究，其主要的解決方法是低通濾波器的參數(shù)在兩個(gè)性能之間進(jìn)行折中選擇［9］，同時(shí)這樣的結(jié)果也給對后續(xù)工作帶來更多的誤差。由比較可知，本文算法比低通濾波器精確度高，而且響應(yīng)速度也較快，可以代替在電力系統(tǒng)的諧波檢測中低通濾波器做濾波處理。

3基于ARM芯片算法實(shí)現(xiàn)

Linux系統(tǒng)具有多任務(wù)多進(jìn)程的系統(tǒng)特征，有些還具有實(shí)時(shí)特征。它非常適合于在企業(yè)的應(yīng)用，對于單一的任務(wù)，一個(gè)簡單嵌入式Linux即可以完成這種任務(wù)，而且配置要求簡單，成本較低。這里使用的是TE6410(ARM1176)開發(fā)板，最高主頻553Hz，2GnandFlash，支持SD燒寫系統(tǒng)。首先基于開源代碼uboot1．1．6編譯系統(tǒng)適合開發(fā)板配置的uboot文件;然后根據(jù)Linux內(nèi)核開源代碼Linux3．0．1制作文件zImage，由于是單一的最小化系統(tǒng)，在內(nèi)核配置時(shí)加上LCD驅(qū)動(dòng)模塊［10］，最后編譯，大小也只有3MB左右，所需的存儲空間也很小;文件系統(tǒng)是算法的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)平臺，用busybox1．20先制作yaffs2文件系統(tǒng)編譯器和最小的文件系統(tǒng)，添加系統(tǒng)相關(guān)配置文件;最后從安裝Qt4．8．4中復(fù)制Qt/Qwt和Qt/lib庫文件到制作的文件系統(tǒng)/lib文件夾中，以便程序鏈接調(diào)用，最后配置啟動(dòng)后Qt環(huán)境變量。程序在經(jīng)過交叉編譯，編譯成ARM可以運(yùn)行的程序，放到文件系統(tǒng)根目錄的/mnt下，并設(shè)置開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)上述步驟制作一個(gè)最小文件系統(tǒng)，雖然Qt相關(guān)庫文件靜態(tài)鏈接庫較大，但最后制作出來大小僅有130M左右，占用很少的內(nèi)存資源，其測試效果顯示如圖9所示。圖9中x軸是以秒為單位，y軸是諧波中的直流分量?？梢钥闯鲰憫?yīng)時(shí)間在35ms以內(nèi)便可以得出精確度相當(dāng)高的響應(yīng)輸出。

4結(jié)束語

本文介紹了一種基于Linux平臺實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法濾波方法，給出了其軟件實(shí)現(xiàn)的流程，并與一般低通濾波器濾波效果進(jìn)行分析比較，同時(shí)用開源代碼構(gòu)建專用的最小化Linux系統(tǒng)，最小化占用的內(nèi)存空間;并同時(shí)在X86和ARM兩種芯片運(yùn)行測試，真正實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波處理。

作者：肖兒良王新勝顏文超韋榮明單位：上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院