Ein gutes Lehrbuch zum Entwerfen von Signalfiltern
17
Seit einigen Monaten beschäftige ich mich aktiv mit der Steuerung dynamischer Systeme.
In den meisten Fällen erfordert der Entwurf einer Steuerung für ein bestimmtes dynamisches System den Einsatz digitaler Signalverarbeitungstechniken, insbesondere im Bereich der Signalfilter.
Da ich keinen regelungstechnischen Hintergrund habe, frage ich mich, ob mir einer von Ihnen Vorschläge für Hörbücher machen kann, die sich eingehend mit Signalfiltern befassen .
Die Lehrbücher sollten idealerweise umfassen:
Einführung in die gängigsten Filter im Bereich DSP;
Erklärung ihrer Haupteigenschaften sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich;
In welchen Szenarien werden sie allgemein verwendet (Rolle oder Funktion des Filters).
Obwohl es eine naive Frage ist, hoffe ich, dass Sie ein paar Lehrbücher empfehlen können.
Es gibt viele Bücher, aber wenn Sie sich für Steuerungs- und Signalverarbeitung interessieren, empfehle ich Ihnen dringend, einen Blick auf die Stephen Boyd Lectures von Standford zu werfen:
Ein bisschen fortgeschrittener und in Bezug auf Kontrolle:
Optimale Signalverarbeitung - Sophocles J. Orfanidis
Optimale Filterung - Brian DO Anderson & John B. Moore
Optimale Kontrolle: Lineare quadratische Methoden - Brian DO Anderson & John B. Moore
Einige zur statistischen Verarbeitung (Fortgeschrittene):
Statistische Signalverarbeitung - Louis L. Scharf
Lineare Schätzung - Thomas Kailath, Ali H. Sayed & Babak Hassibi
Spektralanalyse von Signalen - Petre Stoica & Randolph Moses
Und einige Informationen zur adaptiven Verarbeitung (nützlich in allen Bereichen der Signalverarbeitung und -steuerung):
Adaptive Filtertheorie - Simon Haykin
Adaptive Filter - Ali H. Sayed
Satistische und adaptive Signalverarbeitung - Manolakis, Ingle & Kogon
Und natürlich der Vater aller Lehrbücher der Regelungstechnik:
Lineare Systeme - Thomas Kailath
Aus Ihrer Frage kann ich nicht wirklich Ihren Hintergrund erraten, aber wenn Sie noch nie ein Thema wie LTI-Systeme, digitale Systeme oder Steuerung studiert haben, würde ich sagen, dass Sie ein paar Jahre vor sich haben, um das Thema wirklich zu lernen und zu beherrschen. Die Bücher, die ich aufgelistet habe, sind die Bücher, auf die in Universitätskursen am häufigsten verwiesen wird, und im Allgemeinen diejenigen, die jeder studiert. Sie sind größtenteils sehr theoretisch, viel Mathe und ähnliches. Aber es ist ein Muss als Referenz. Wenn Sie mehr sofortige Zufriedenheit suchen, würde ich sagen, versuchen Sie einige Kochbücher über digitale Filter oder Steuerung zu googeln, mit den Grundlagen von PID-Reglern, Linearreglern usw.
danke für die prompte und präzise antwort: na ja, ich habe mech.eng studiert. und hatte nur eine Bachelor-Klasse für LTI-Steuerung für mechanische dynamische Systeme; Daher habe ich eine Ahnung über PID-Regler, Stabilität, Design im Frequenz- und Zeitbereich. Den Rest werde ich während meiner Doktorarbeit studieren.
Fpe
Ahh, ich verstehe, in diesem Fall würde ich sagen, dass der "Kalman-Filter" und seine vielen Variationen der zentrale Filter in DSP ist, der auf Control angewendet wird. Jedes Buch, das dieses Thema ausführlich behandelt, würde Ihnen also sicherlich weiterhelfen. Die lineare Schätzung von Kailath enthält ein Kapitel, und in jedem guten Buch über optimale oder robuste Steuerung sollte es erwähnt werden.
Knochen
es war hilfreich für mich
dato datuashvili
3
Ein großartiges Buch zum Erlernen der digitalen Signalverarbeitung im Allgemeinen ist "Understanding Digital Signal Processing" von "Richard Lyons". Amazon-Link . Es ist leicht zu lesen und erfordert keine Vorkenntnisse. Sie werden mit diskreten Signalen vertraut,FFT , filtersund so weiter sehr schnell. In diesem Buch wird die gesamte benötigte Mathematik beschrieben (Sie benötigen keine weiteren Referenzen für die Mathematik). Möglicherweise finden Sie eine günstigere Version dieses Buches bei eurobuch - viel Glück! Vielleicht brauchen Sie für die Entwicklung des perfekten Filters ein weiteres Buch, aber ich denke, es ist das Richtige für den Anfang.
Weißt du, mir wurde dieses Buch auch empfohlen, und ich habe es mir angesehen und dachte, dass es bei einigen Themen an Tiefe mangelte. Aber Lyons scheint ein sehr etablierter und angesehener Autor zu sein.
Knochen
1
Dem Buch mag es an Tiefe mangeln, aber es mangelt definitiv nicht an Verständlichkeit. Ich denke, das ist wichtig für einen Anfänger. Wenn du die Hauptideen in der digitalen Signalverarbeitung hast, kannst und solltest du weiterarbeiten. weiter fortgeschritten. Ich finde die Kapitel über die DFT / FFt und über komplexe Signale wirklich beschreibend. Die Kapitel über Filter können detaillierter sein.
Semjon Mössinger
0
Alle in anderen Antworten aufgeführten Bücher sind empfohlene Bücher, sie sind jedoch nicht spezifisch für Filter und überspringen die Grundlagen. Das Hauptproblem beim Erlernen digitaler Filter ist, dass es den meisten Lernenden unangenehm ist, vom Zeitbereich in den Frequenzbereich zu wechseln. Dann gibt es Mathe, mit der man sich befassen muss. Wenn Sie zu dieser Menge an Fachjargon, die für Filter spezifisch ist, noch weitere hinzufügen, wird das Lernen von Filtern zu einer sehr nicht intuitiven und schwierigen Übung.
Bevor man anfängt, digitale Filter zu lernen, muss man sich mit den Grundkonzepten und der Fachsprache der analogen passiven (RLC) Filter wie Impedanz, Zeiger, Effektivwert, Frequenzdurchlauf, dB-Skala (Oktave / Dekade), Übertragungsfunktion, Filterreihenfolge, Verstärkung, Dämpfung, Stärke und Phase Frequenzgang (Bode Plots), -3 dB (Grenzfrequenz), Roll-Off, Durchlass- / Sperrbereich, Welligkeit, Bandbreite, Resonanzfrequenz, Güte Q-Faktor (Schärfe), Abstimmung, S-Domain (= JW), Domain-Transformationen (Zeitdomäne zu S-Domain zu Z-Domain), Laplace-Transformation, Z-Transformation, Filtertypen (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre, Allpass), Basic Filter 1. Ordnung / 2. Ordnung, Anwendungen von Basisfiltern (Audio, Radio, Anti-Aliasing usw.), Entwerfen von Filtern für gegebene Spezifikationen, Filterstabilitätsanalyse (Pol-Null-Diagramm) usw.
Um einige der obigen Konzepte und Fachausdrücke zu verstehen, schlage ich vor, das Buch zu lesen (in der Reihenfolge wie folgt:
Die Kunst der Elektronik von Paul Horowitz und Winfield Hill: Abschnitte 1.3-1-5.1, 1.7, 6.1-6.2 ( 50 Seiten ) und Erlernen der Kunst der Elektronik von Thomas Hayes und Paul Horowitz: Abschnitte 2N, 2L (Labor), 2S, 2W, 3N.1-3N.4 ( 70 Seiten )
(Optional) Design und Analyse von Analogfiltern: Eine Signalverarbeitungsperspektive - Kapitel 1 und 2 ( 100 Seiten )
Sobald die obigen Konzepte klar sind, erhalten Sie ein intuitives Verständnis des Filterdesigns. Danach können Sie eines der empfohlenen Designbücher für digitale Filter auswählen und ich versichere Ihnen, dass das meiste davon ein Kuchen ist. In jedem Fall ist hier ein Buch, das ich für den Übergang von passiven analogen zu digitalen Filtern empfehle:
Ein großartiges Buch zum Erlernen der digitalen Signalverarbeitung im Allgemeinen ist "Understanding Digital Signal Processing" von "Richard Lyons". Amazon-Link . Es ist leicht zu lesen und erfordert keine Vorkenntnisse. Sie werden mit diskreten Signalen vertraut,
FFT,filtersund so weiter sehr schnell. In diesem Buch wird die gesamte benötigte Mathematik beschrieben (Sie benötigen keine weiteren Referenzen für die Mathematik). Möglicherweise finden Sie eine günstigere Version dieses Buches bei eurobuch - viel Glück! Vielleicht brauchen Sie für die Entwicklung des perfekten Filters ein weiteres Buch, aber ich denke, es ist das Richtige für den Anfang.quelle
Alle in anderen Antworten aufgeführten Bücher sind empfohlene Bücher, sie sind jedoch nicht spezifisch für Filter und überspringen die Grundlagen. Das Hauptproblem beim Erlernen digitaler Filter ist, dass es den meisten Lernenden unangenehm ist, vom Zeitbereich in den Frequenzbereich zu wechseln. Dann gibt es Mathe, mit der man sich befassen muss. Wenn Sie zu dieser Menge an Fachjargon, die für Filter spezifisch ist, noch weitere hinzufügen, wird das Lernen von Filtern zu einer sehr nicht intuitiven und schwierigen Übung.
Bevor man anfängt, digitale Filter zu lernen, muss man sich mit den Grundkonzepten und der Fachsprache der analogen passiven (RLC) Filter wie Impedanz, Zeiger, Effektivwert, Frequenzdurchlauf, dB-Skala (Oktave / Dekade), Übertragungsfunktion, Filterreihenfolge, Verstärkung, Dämpfung, Stärke und Phase Frequenzgang (Bode Plots), -3 dB (Grenzfrequenz), Roll-Off, Durchlass- / Sperrbereich, Welligkeit, Bandbreite, Resonanzfrequenz, Güte Q-Faktor (Schärfe), Abstimmung, S-Domain (= JW), Domain-Transformationen (Zeitdomäne zu S-Domain zu Z-Domain), Laplace-Transformation, Z-Transformation, Filtertypen (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre, Allpass), Basic Filter 1. Ordnung / 2. Ordnung, Anwendungen von Basisfiltern (Audio, Radio, Anti-Aliasing usw.), Entwerfen von Filtern für gegebene Spezifikationen, Filterstabilitätsanalyse (Pol-Null-Diagramm) usw.
Um einige der obigen Konzepte und Fachausdrücke zu verstehen, schlage ich vor, das Buch zu lesen (in der Reihenfolge wie folgt:
Sobald die obigen Konzepte klar sind, erhalten Sie ein intuitives Verständnis des Filterdesigns. Danach können Sie eines der empfohlenen Designbücher für digitale Filter auswählen und ich versichere Ihnen, dass das meiste davon ein Kuchen ist. In jedem Fall ist hier ein Buch, das ich für den Übergang von passiven analogen zu digitalen Filtern empfehle:
quelle