数字滤波器是数字信号系统的基本功能单元，其优化设计是该领域的重要研究课题。在通信、雷达等方面应用广泛。传统设计法难以实现高性能要求的数字滤波器，尤其制约特殊滤波器的设计。目前，智能优化算法在数字滤波器设计中得到大量应用，本文采用自由搜索算法优化设计数字滤波器系数，可以实现各种性能要求的数字滤波器，具体内容如下：1)综述自由搜索算法及其在数字滤波器设计中的应用意义，分析该算法的特点，在此基础上，对自由搜索算法进行改进。搜索半径是影响算法性能和效率的关键要素。基本自由搜索算法的搜索半径是恒定不变的，当半径取值较小时，计算量大，算法的效率会受到影响；当半径取值较大时，提早收敛，影响算法性能。为克服这些问题，并根据数字滤波器的特性，对算法进行改进，首先通过线性赋值，确保搜索半径取值范围大，然后指数减小，提高收敛速度的同时确保全局寻优，为了避免提前收敛，在寻优的过程中，做定期轴向搜索。2)将改进型自由搜索算法应用于IIR数字滤波器系数优化中，可在最小均方误差、最小通带阻带纹波幅值及二者相结合的不同优化准则下，施加适当的约束条件于参数空间，建立相应的数学优化模型。与其他相关文献中的算法进行比较，证明该算法在不同的模型下优化的IIR数字滤波器性能均更优。从而扩大自由搜索算法的工程应用领域。3)将自由搜索算法应用于FIR数字滤波器过渡带样本值的优化，通过寻找过渡带样本最佳值，获得阻带的最大衰减，与传统的设计法-查表法作对比，不仅设计性能更优而且实现起来更简单。4)将自由搜索算法应用于多频陷波滤波器的极点优化。经典设计方法是通过级联多个单频陷波系统实现，只在陷波频率间隔较大的情况下适用，且存在频率响应不均匀、过渡带增益不对称以及陷波频率点之间增益难以控制等局限性。以改进型自由搜索算法为基础，通过改进陷波系统结构，优化配置极点位置，提出一种新的数字多频陷波滤波器的优化设计法，可以实现性能高、稳定性好的数字多频陷波系统。本文的研究内容为数字滤波器的优化提供一种新的方法，在工程应用中具有实用价值。