SU1608787A1 - Digital filter - Google Patents

Digital filter Download PDF

Info

Publication number
SU1608787A1
SU1608787A1 SU894619567A SU4619567A SU1608787A1 SU 1608787 A1 SU1608787 A1 SU 1608787A1 SU 894619567 A SU894619567 A SU 894619567A SU 4619567 A SU4619567 A SU 4619567A SU 1608787 A1 SU1608787 A1 SU 1608787A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
adder
input
multiplier
output
inputs
Prior art date
Application number
SU894619567A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Яковлевич Авдеев
Игорь Юрьевич Брусаков
Юрий Петрович Николаев
Сергей Михайлович Пыко
Original Assignee
Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) filed Critical Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority to SU894619567A priority Critical patent/SU1608787A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1608787A1 publication Critical patent/SU1608787A1/en

Links

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к рекурсивным цифровым фильтрам и может использоватьс  в информационно-измерительных системах с нерегул рной дискретизацией входных сигналов. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем обеспечени  фильтрации сигналов с нерегул рной дискретизацией. Цифровой фильтр Калмана содержит сумматоры 1, 3, 4, 10 и 12, умножители 2, 6, 7, 8, 9 и 11, элемент задержки 5 и блок измерени  13 временного интервала отклонени  от среднего значени . Такое выполнение фильтра обеспечивает фильтрацию как регул рно дискретизированного сигнала, так и сигнала с нерегул рной дискретизацией. 1 ил.The invention relates to recursive digital filters and can be used in information-measuring systems with irregular sampling of input signals. The aim of the invention is to extend the functionality by providing filtering of signals with irregular discretization. The Kalman digital filter contains adders 1, 3, 4, 10 and 12, multipliers 2, 6, 7, 8, 9 and 11, delay element 5 and measuring unit 13 of the time interval of deviation from the average value. Such an embodiment of the filter provides filtering of both a regularly sampled signal and a signal with irregular sampling. 1 il.

Description

S L/Pk/k-1 R(k) , p- , .S L / Pk / k-1 R (k), p-,.

+ Atk .  + Atk.

IPk/k-1 С 2 (tk) + Rk /IPk / k-1 С 2 (tk) + Rk /

I .(18)I. (18)

Тогда Then

Pk+1/k Pk+1/k+Pk+1/kAtk.(19)Pk + 1 / k Pk + 1 / k + Pk + 1 / kAtk. (19)

Ha основании (19) уравнение (11) может записано следующим образом:Based on (19), equation (11) can be written as follows:

бытlife

Kk+1Kk + 1

Pn-VkC(4,+1) + Pi,+VtC(in-t )Дц (tt+1) Pk+Vt + с (tk.| ) Pk -(-Vk Д tk + P{k+1)Pn-VkC (4, + 1) + Pi, + VtC (in-t) Dz (tt + 1) Pk + Vt + s (tk. |) Pk - (- Vk D tk + P {k + 1)

k+VfcCJtk+l) Pii+VtC()Atkk + VfcCJtk + l) Pii + VtC () Atk

Pk+l/|kC(tk+1) + R(k+1) Pk+VkC (tk+1)4-R(R + 1)Pk + l / | kC (tk + 1) + R (k + 1) Pk + VkC (tk + 1) 4-R (R + 1)

ИЛИ kk+i Kk+1 + Kk+1 Atk,OR kk + i Kk + 1 + Kk + 1 Atk,

(20) (21)(20) (21)

+ U..-(y()(tk)x(k))}.+ U ..- (y () (tk) x (k))}.

Обычно C(tk) С const. ОбозначаютUsually C (tk) With const. Denote

Ь: B:

d: 1-Kk+iC(tk)a. (28)d: 1-Kk + iC (tk) a. (28)

Тогда уравнение (27) приобретает видThen equation (27) takes the form

х(К+1) Ьх(К)к;;+1 {y(K+1)-bCx(K)} + + Atk dBx(K) + Kk-n { y(K+1) - bcx(K)}. (29)x (K + 1) bx (K) k ;; + 1 {y (K + 1) -bCx (K)} + + Atk dBx (K) + Kk-n {y (K + 1) - bcx (K )}. (29)

Полученное таким образом уравнение (29) описывает работу предлагаемого фильтра , В случае., когда Atk О уравнение (29) сводитс  к выражению, описывающему работу известного фильтра.Equation (29) thus obtained describes the operation of the proposed filter, In the case where Atk, equation (29) reduces to an expression describing the operation of a known filter.

Цифровой фильтр Калмана работаетKalman digital filter works

следующим образом.in the following way.

Отсчеты сигнала поступают с входа устройства на первый вход первого сумматора 1 и вход блока 13, запуска  его на измерениеThe signal samples come from the input of the device to the first input of the first adder 1 and the input of the block 13, launching it to the measurement

следующего интервала. На первом сумматоре 1 находитс  разность между пришедшим значением отсчета и спрогнозированным значением, умноженном в третьем умножиеле 7 на весовой коэффициент. Полученна next interval. In the first adder 1, the difference between the received value of the reference and the predicted value multiplied in the third multiplier 7 by the weighting factor is found. Received

таким образом ошибка прогнозировани  поступает на первые входы первого и четвертого умножителей 2 и 9. где она взвешиваетс  соответствующими коэффициентами . Далее она поступает на первые входы второго 3 и.третьего 10 сумматоров. На втором сумматоре 3 происходит коррекци  спрогнозированного отсчета без учета девиации частоты дискретизации фильтруемого сигнала. А на третьем сумматоре 10 происходит формирование составл ющей сигнала , обусловленной девиацией частоты дискретизации.thus, the prediction error enters the first inputs of the first and fourth multipliers 2 and 9. where it is weighted by the respective coefficients. Then it goes to the first inputs of the second 3 and the third 10 adders. On the second adder 3, the predicted sample is corrected without taking into account the deviation of the sampling rate of the filtered signal. And at the third adder 10, a signal component is formed due to the deviation of the sampling rate.

С этой целью на второй вход третьего сумматора 10 поступает взвешенное на шестом умножителе 8 значение спрогнозированного отсчета. Результат суммировани  поступает на п тый умножитель 11, где он взвешиваетс  значением отклонени  интервала дискретизации от среднего своего значени . Дл  нахождени  значени  этого отклонени  величина временного интервала от момента прихода предыдущего отсчета до момента текущего отсчета с блока 13 поступает на первый вход п того сумматора 12 (на вход уменьшаемого), на второй вход которого (вход вычитаемого) подаетс  в виде посто нного коэффициента значение среднего интервала дискретизации сигнала . Получаема  таким образом разность на выходе п того сумматора 12 и  вл етс  искомым отклонением интервала дискретизации от среднего своего значени .To this end, the second input of the third adder 10 receives the predicted count value weighted at the sixth multiplier 8. The result of the sum is fed to a fifth multiplier 11, where it is weighted by the value of the deviation of the sampling interval from its average value. To find the value of this deviation, the value of the time interval from the moment of arrival of the previous sample to the moment of the current reference from block 13 is fed to the first input of the fifth adder 12 (to the input to be decremented), to the second input of which (the input is subtracted) the average value is given signal sampling interval. The difference thus obtained at the output of the fifth adder 12 is the desired deviation of the sampling interval from its mean value.

Найденные составл ющие сигнала с выходов второго сумматора 3 и п того умножител  11 поступают на входы четвертого сумматора 4, где они, суммиру сь, дают отфильтрованное значение сигнала, сто значение передаетс  на-выход цифрового фильтра Калмана, а также используетс  дл  прогнозировани  следующего отсчета. Дл  прогнозировани  отфильтрованйое значение отсчета через элемент 5 задержки поступает на второй умножитель 6, где оно взвешиваетс  соответствующим коэффициентом . Далее цикл работы цифрового фильтра повтор етс .The detected components of the signal from the outputs of the second adder 3 and fifth multiplier 11 are fed to the inputs of the fourth adder 4, where they add up the filtered value of the signal, this value is transmitted to the digital output of the Kalman filter, and is also used to predict the next reference. To predict, the filtered sample value through delay element 5 is fed to a second multiplier 6, where it is weighted by an appropriate factor. Further, the cycle of operation of the digital filter is repeated.

Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый цифровой фильтр Калмана обеспечивает фильтрацию как регул рно дискретизированного сигнала, 5 так и сигнала с нерегул рной дискретизацией .Thus, in comparison with the known ones, the proposed Kalman digital filter provides filtering of both a regularly sampled signal, 5 and a signal with irregular sampling.

Фор мула изобретени  Цифровой фильтр Калмана, содержащий последовательно соединенные первыйThe formula of the invention Kalman digital filter containing first connected in series

0 сумматор, первый вход которого  вл етс  входом цифрового фильтра Калмана, первый умножитель и второй Сумматор, а также последовательно соединенные элемент задержки , второй умножитель, выход которо5 го соединен с вторым входом второго сумматора, и третий умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, причем вторые входы первого, второго и третьего умножителей  вл ютс 0 the adder, the first input of which is the input of a digital Kalman filter, the first multiplier and the second adder, as well as the delayed elements connected in series, the second multiplier, the output of which is connected to the second input of the second adder, and the third multiplier, the output of which is connected to the second input of the first adder, the second inputs of the first, second and third multipliers are

0 первым, вторым и третьим входами коэффициентов цифрового фильтра Калмана, о т- личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  фильтрации сигналов с0 the first, second, and third inputs of the Kalman digital filter coefficients, which is characterized by the fact that, in order to extend the functionality by providing filtering of signals with

5 нерегул рной дискретизацией, введены последовательно соединенные четвертый умножитель , первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий сумматор , п тый умножитель и четвертый сумма0 тор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а также шестой умножитель, вход и выход которого соединены с выходом второго умножител  и вторым входом третьего сумматора5 by irregular discretization, the fourth multiplier connected in series is introduced, the first input of which is connected to the output of the first adder, the third adder, the fifth multiplier and the fourth total0 torus, the second input of which is connected to the output of the second adder, and the sixth multiplier, the input and output of which are connected with the output of the second multiplier and the second input of the third adder

5 соответственно, и последовательно соединенные блок измерени  временного интервала отклонени  от среднего значени ,вход которого соединен с первым входом первого сумматора, и п тый сумматор, выход ко0 торого соединен с вторым входом п того умножител , причем выход четвертого сумматора подключен к входу элемента задержки , четвертым и п тым, входами коэффициентов и входом значени  средне5 го интервала дискретизации цифрового фильтра Калмана  вл ютс  вторые входы четвертого и шестого умножителей, и п того сумматора соответственно.5, respectively, and a serially connected unit measuring the time interval of the deviation from the average value, the input of which is connected to the first input of the first adder, and a fifth adder, the output of which is connected to the second input of the fifth multiplier, and the output of the fourth adder is connected to the input of the delay element, the fourth and fifth, the inputs of the coefficients and the input of the value of the average sampling interval of the Kalman digital filter are the second inputs of the fourth and sixth multipliers, and the fifth adder, respectively.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Цифровой фильтр Калмана, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом цифрового фильтра Калмана, первый умножитель и второй сумматор, а также последовательно соединенные элемент задержки, второй умножитель, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, и третий умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, причем вторые входы первого, второго и третьего умножителей являются первым, вторым и третьим входами коэффициентов цифрового фильтра Калмана, о т личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей’путем обеспечения фильтрации сигналов с нерегулярной дискретизацией, введены последовательно соединенные четвертый умножитель, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий сумматор, пятый умножитель и четвертый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а также шестой умножитель, вход и выход которого соединены с выходом второго умножителя и вторым входом третьего сумматора соответственно, и последовательно соединенные блок измерения временного интервала отклонения от среднего значения,вход которого соединен с первым входом первого сумматора, и пятый сумматор, выход которого соединен с вторым входом пятого умножителя, причем выход четвертого сумматора подключен к входу элемента задержки, четвертым и пятым, входами коэффициентов и входом значения среднего интервала дискретизации цифрового фильтра Калмана являются вторые входы четвертого и шестого умножителей, и пятого сумматора соответственно.A Kalman digital filter containing a first adder connected in series, the first input of which is an input of a Kalman digital filter, a first multiplier and a second adder, as well as a delay element connected in series, a second multiplier whose output is connected to the second input of the second adder, and a third multiplier, the output of which connected to the second input of the first adder, and the second inputs of the first, second and third multipliers are the first, second and third inputs of the coefficients of a digital Kalman filter, o characterized in that, in order to expand the functionality by providing filtering of signals with irregular sampling, a fourth multiplier is introduced in series, the first input of which is connected to the output of the first adder, the third adder, the fifth multiplier and the fourth adder, the second input of which is connected to the output of the second the adder, as well as the sixth multiplier, the input and output of which is connected to the output of the second multiplier and the second input of the third adder, respectively, and connected in series the second unit for measuring the time interval of deviation from the average value, the input of which is connected to the first input of the first adder, and the fifth adder, the output of which is connected to the second input of the fifth multiplier, and the output of the fourth adder is connected to the input of the delay element, the fourth and fifth, coefficient inputs and the input the values of the average sampling interval of the digital Kalman filter are the second inputs of the fourth and sixth multipliers, and the fifth adder, respectively.
SU894619567A 1989-12-14 1989-12-14 Digital filter SU1608787A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894619567A SU1608787A1 (en) 1989-12-14 1989-12-14 Digital filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894619567A SU1608787A1 (en) 1989-12-14 1989-12-14 Digital filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1608787A1 true SU1608787A1 (en) 1990-11-23

Family

ID=21414845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894619567A SU1608787A1 (en) 1989-12-14 1989-12-14 Digital filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1608787A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Адаптивные фильтры. Перев. с англ. / Под ред. К.Ф.Н.Коуэна и П.М.Гранта. М Мир 1988, с. 39, рис.2.5. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1265588A (en) Infinite impulse response filters
SU1608787A1 (en) Digital filter
DE3780469D1 (en) DIGITAL CORRELATOR.
SU1501291A1 (en) Discrete signal interpolator
SU849483A1 (en) Method of receiving correlated signals with pulse modulation in multichannel systems
SU1269238A1 (en) Digital filtering device
SU1187182A1 (en) Differentiating device
SU1043819A1 (en) Extremal digital filter
SU1061270A2 (en) Signal transmission device
SU1130873A1 (en) Device for estimating convergence of truncated haar series
SU1280387A1 (en) Digital autocorrelator
RU1797726C (en) Detonation meter
SU1179413A1 (en) Device for adaptive compressing of information
SU1195420A2 (en) Non-recursive digital filter-decimator
SU1109891A1 (en) Interpolating filter
SU1587623A1 (en) Recursive digital rejection filter
SU987806A2 (en) Digital filter
SU1569961A1 (en) Extremal digital filter
SU1485238A1 (en) Digital differentiator
SU1215162A1 (en) Digital sinusoidal signal generator
SU1196894A1 (en) Device for digital filtering
SU1661969A1 (en) Digital filter with multilevel delta modulation
SU525238A1 (en) Time discriminator
SU1575319A1 (en) Device for protection from pulse interferences
SU1275527A1 (en) Speech signal analyzer