自適應(yīng)濾波算法與實現(xiàn)

自適應(yīng)陷波濾波器，以輸入和輸出信號的統(tǒng)計特性估計為依據(jù)，采取特定算法自動調(diào)整濾波器系數(shù)，使其達到最佳濾波特性的自適應(yīng)濾波器。

最常用的自適應(yīng)控制算法有：最小方差自適應(yīng)PID控制、極點配置自適應(yīng)PID控制和零極點對消的自適應(yīng)PID控制。

最小方差自適應(yīng)PID控制的基本思想是：在每個采樣周期，以系統(tǒng)偏差的最小方差極小化為性能指標(biāo)進行系統(tǒng)品質(zhì)評價，通過引入在線辨識的最小二乘算法估計未知過程參數(shù)，依此來計算各采樣時刻的自適應(yīng)PID控制量u(t)。

極點配置自適應(yīng)PID控制的基本思想是：按照某種優(yōu)化策略選擇期望閉環(huán)極點分布，在每個采樣周期，通過加權(quán)遞推最小二乘法顯式地估計過程參數(shù)，并結(jié)合PID控制規(guī)律，求得含未知參數(shù)q0、q1和q2的系統(tǒng)閉環(huán)方程，然后利用系統(tǒng)特征多項式與期望特征多項式的恒等關(guān)系即可在線求得PID控制參數(shù)，進而求得各時刻控制器輸出u(t)。

零極點對消自適應(yīng)PID控制的基本思想是：當(dāng)被控過程參數(shù)未知時，在每個采樣周期，利用加權(quán)遞推最小二乘算法顯式地辨識過程模型，在以PID控制器傳遞函數(shù)中的零極點對消被控過程傳遞函數(shù)中的部分極零點，由此計算出各時刻的PID控制量，以使得閉環(huán)系統(tǒng)運行于良好的工作過程。

除上述外，還有其他自適應(yīng)PID控制算法。

PBFAA算法是一個基于平面的完全自適應(yīng)最短蟲孔路由算法(Planar一BasedFullyAdaptiveAlgorithm，PBFAA)。

人們對直接網(wǎng)絡(luò)中采用蟲孔路由切換技術(shù)的自適應(yīng)路由算法已進行了大量研究，提出了很多算法，但它們或存在自適應(yīng)性受限，或存在代價較大，或存在靈活性不夠等缺點.在已有算法的基礎(chǔ)上，以低通信延遲、高網(wǎng)絡(luò)吞吐率和易VLSI實現(xiàn)為設(shè)計目標(biāo)，提出了一個可擴展性好、自適應(yīng)性強的基于平面的完全自適應(yīng)路由算法PBFAA。

算法中將網(wǎng)絡(luò)分成兩個虛擬網(wǎng)VIN0和VI1I，VlN0中的虛通道按平面自適應(yīng)路由策略路由消息，VIN1中的虛通道可完全自適應(yīng)路由消息，由VIN0保證算法的無死鎖性.由于兩個網(wǎng)絡(luò)均具有自適應(yīng)性，故與已有一些較好的算法如（channel）相比，該算法自適應(yīng)性更強，更能充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率，且容錯能力更強一下面用n維mesh網(wǎng)絡(luò)介紹PBFAA算法:

1)算法為每條物理通道設(shè)置4條虛通道，用VC_{dimension，label，direction}來表示，其中dimension表示該虛通道沿哪一維傳遞消息；label表示虛通道的序號，取值0，1，2或3；direction可以為 (表示消息將沿正向傳遞)或-(表示消息將沿著逆向傳遞)。例如VC¨，一表示結(jié)點的第一維上的序號為1的負(fù)向虛通道。

2)將網(wǎng)絡(luò)劃分成兩個虛擬網(wǎng)：VIN0和VIN1。在VIN0中使用序號從0至2的虛通道；在VIN1中使用序號為3的虛通道。

3)在VIN0中，按平面自適應(yīng)路由策略選擇趨于目的結(jié)點的虛通道路由消息；在VIN1中，按完全自適應(yīng)最短路徑路由策略選擇趨于目的結(jié)點的虛通道路由消息。在兩虛擬網(wǎng)中按相應(yīng)路由策略可被選擇的虛通道均稱為所需虛通道，空閑的所需虛通道稱為可用虛通道。

4)當(dāng)一條消息的頭微片到達某一結(jié)點時，如該結(jié)點是目的結(jié)點則消息被接收，否則：

a)若有可用虛通道，則對可用虛通道按最大間距輸出虛通道選擇策略，對相應(yīng)維虛通道提出申請Req；若沒有可用虛通道，則暫停提出申請，等待直至有所需虛通道變?yōu)榭捎迷偻咸岢錾暾垼?

b)若申請被響應(yīng)，則沿相應(yīng)虛通道將消息傳向鄰近結(jié)點；若申請未被響應(yīng)，則在下一拍重新執(zhí)行同上述a)的操作，直至有申請被響應(yīng)后將消息傳向鄰近結(jié)點。在每一中間結(jié)點上都重復(fù)執(zhí)行上述操作，直至將消息傳至目的結(jié)點。所謂最大間距輸出虛通道選擇策略是指在允許訪問的通道中，對所在維的維間距(中間結(jié)點到目的結(jié)點)絕對值最大的虛通道首先提出申請，以縮小尋徑區(qū)域。

VIN0中采用的平面自適應(yīng)路由策略為：在n維mesh網(wǎng)絡(luò)中，對每條物理通道的虛通道進行排序，用C_i,j表示第i維上的所有序號為j的虛通道構(gòu)成的集合，它可分為正向的虛通道集合C_i,j 和逆向的虛通道集合C_i,j-平面自適應(yīng)

路由算法定義n一1個自適應(yīng)平面A₀至A_n-1，每個平面由相鄰二維上的虛通道構(gòu)成：A_i=C_i,0 C_{i 1,1} C_{i 1,2，}0≤i≤n-2。算法可分為兩級(高層和低層)：

1. 高層算法：(在自適應(yīng)平面之間)1) For i=0，i<(m-1)，i do在A平面中自適應(yīng)地路由消息趨近目的結(jié)點(見低層算法)end。2)在上述過程結(jié)束后，若消息還未到達目的結(jié)點，則通過A_n-2=C_n-1,0中的虛通道路由消息至目的結(jié)點。

2. 低層算法(在自適平面內(nèi))：

自適應(yīng)平面A包含虛通道集合C_i,0，C_{i 1,1}和C_{i 1,2}在A內(nèi)消息在第i維和第i 1維上趨近目的結(jié)點，自適應(yīng)地路由。為避免死鎖，將消息分為兩類，一類是在路由過程中需增加第i維地址的稱為增向消息，另一類需減小第i維地址的稱為減向消息。同時，將A中的虛通道分成兩個單獨的虛擬子網(wǎng)：增向子網(wǎng)(包括虛通道集合C_i,0 和C_{i 1,1})和減向子網(wǎng)(包括虛通道集合C_i,0-和C_{i 1,2})。這樣，增向消息在增向子網(wǎng)上路由，減向消息在減向子網(wǎng)上路由，每一消息都能在相應(yīng)子網(wǎng)中自適應(yīng)地趨近于目的結(jié)點。當(dāng)消息到達的中間結(jié)點的第i維地址與目的結(jié)點的第i維地址相等時，在A內(nèi)的路由過程結(jié)束，轉(zhuǎn)向下一個高層步驟。