Un buon libro di testo per la progettazione di filtri di segnale

Da un paio di mesi fa ho iniziato a essere attivamente coinvolto nell'area del controllo dei sistemi dinamici.

Nella maggior parte dei casi, la progettazione di un controller per un determinato sistema dinamico richiederà l'impiego di tecniche di elaborazione del segnale digitale, in particolare nell'area dei filtri di segnale.

Dal momento che non ho una preparazione in ingegneria di controllo, mi chiedo se qualcuno di voi potrebbe fornirmi alcuni suggerimenti su manuali di testo che trattano i filtri di segnale in qualche dettaglio.

I libri di testo dovrebbero idealmente comprendere:

• Introduzione ai filtri più comuni nell'area di DSP;
• Spiegazione delle loro principali caratteristiche sia nel dominio della frequenza che del tempo;
• In quali scenari vengono generalmente utilizzati (ruolo o funzione del filtro).

Pur essendo una domanda ingenua, spero che tu possa consigliare un paio di libri di testo.

Ci sono molti libri là fuori, ma se sei interessato a Control and Signal Processing, ti consiglio vivamente di dare un'occhiata a Stephen Boyd Lectures da standford:

http://www.youtube.com/watch?v=bf1264iFr-w

C'è il primo, l'intero corso è davvero prezioso ed è un grande insegnante.

Appart da che ecco un buon elenco dei miei libri preferiti sull'elaborazione del segnale, alcuni sono più introduttivi e alcuni sono più avanzati:

Nozioni di base:

• Segnali e sistemi - Oppenheim & Willsky

• Elaborazione del segnale digitale - Proakis & Manolakis

• Elaborazione discreta del segnale orario - Oppenheim & Schafer

Un po 'più avanzato e correlato al controllo:

• Elaborazione ottimale del segnale - Sophocles J. Orfanidis

• Filtraggio ottimale - Brian DO Anderson e John B. Moore

• Controllo ottimale: metodi quadratici lineari - Brian DO Anderson e John B. Moore

Alcuni sull'elaborazione statistica (avanzata):

• Elaborazione del segnale statistico - Louis L. Scharf

• Stima lineare - Thomas Kailath, Ali H. Sayed e Babak Hassibi (attenzione, questo è davvero difficile)

• Analisi spettrale dei segnali - Petre Stoica e Randolph Moses

E alcuni sull'elaborazione adattiva (utile in ogni area dell'elaborazione e del controllo del segnale):

• Teoria del filtro adattivo - Simon Haykin

• Filtri adattivi - Ali H. Sayed

• Elaborazione del segnale satatico e adattivo - Manolakis, Ingle & Kogon

E, naturalmente, il padre di tutti i manuali di ingegneria di controllo:

• Sistemi lineari - Thomas Kailath

Dalla tua domanda non riesco davvero a indovinare il tuo background, ma se non hai mai studiato argomenti come i sistemi LTI, i sistemi digitali o il controllo, direi che hai un paio d'anni davanti a te per imparare davvero e dominare l'argomento. I libri che ho elencato sono i libri più citati nei corsi universitari, e in generale quelli che tutti studiano. Sono per la maggior parte, molto teorici, molta matematica e cose del genere. Ma è un must per riferimento. Se stai cercando una soddisfazione immediata, direi di cercare su Google alcuni libri di cucina sui filtri o sui controlli digitali, con le basi dei controller PID, dei regolatori lineari, ecc.

Spero che sia d'aiuto

Un grande libro per conoscere l'elaborazione del segnale digitale in generale è "Capire l'elaborazione del segnale digitale" da "Richard Lyons". Amazon-Link . È facile da leggere e non richiede conoscenze precedenti. Ti sentirai a tuo agio con segnali discreti FFT, filterse così via molto velocemente. Tutta la matematica di cui hai bisogno è descritta all'interno di questo libro (non avrai bisogno di altri riferimenti per la matematica). Puoi trovare una versione più economica di questo libro su eurobuch - buona fortuna! Forse, per progettare il filtro perfetto, avrai bisogno di un altro libro in seguito, ma penso che sia quello giusto per cominciare.

Mentre tutti i libri elencati in altre risposte sono libri consigliati, tuttavia non sono specifici per i filtri e saltano le basi. Il problema principale quando si imparano i filtri digitali è che la maggior parte degli studenti si sente a disagio nel passare dal dominio del tempo al dominio della frequenza. Poi c'è la matematica che bisogna affrontare. Aggiungendo questo gergo specifico ai filtri, questo rende i filtri di apprendimento un esercizio molto intuitivo e difficile.

Prima di iniziare a imparare i filtri digitali, penso che sia necessario essere almeno a proprio agio con i concetti di base e il gergo dei filtri passivi analogici (RLC) come impedenza, fasi, RMS, scansione di frequenza, scala dB (ottava / decade), funzione di trasferimento, ordine del filtro, guadagno, attenuazione, magnitudo e risposta in frequenza di fase (diagrammi di Bode), frequenza -3dB (cut-off), roll-off, banda passante / banda di arresto, ondulazione, larghezza di banda, frequenza di risonanza, fattore Q di qualità (nitidezza), tuning, s-domain (= jw), trasformazioni del dominio (dominio del tempo in s-domain in z-domain), trasformata di Laplace, trasformata z, tipi di filtri (passa-basso, passa-alto, passa-banda, passa-banda, passa-tutto), Basic Filtri del 1 ° ordine / 2 ° ordine, applicazioni di filtri di base (audio, radio, antialiasing, ecc.), Progettazione di filtri per specifiche specifiche, analisi di stabilità del filtro (diagramma polo-zero) ecc.

Per comprendere alcuni dei concetti e del gergo di cui sopra, il libro che suggerirò di leggere (in ordine sono i seguenti:

1. The Art of Electronics di Paul Horowitz e Winfield Hill: sezioni 1.3-1-5.1, 1.7, 6.1-6.2 ( 50 pagine ) e Learning the Art of Electronics di Thomas Hayes e Paul Horowitz: sezioni 2N, 2L (lab), 2S, 2W, 3N.1-3N.4 ( 70 pagine )
2. Un'introduzione di base ai filtri - Condensatore attivo, passivo e commutato di Kerry Lacanette ( 24 pagine )
3. (Opzionale) Progettazione e analisi di filtri analogici: una prospettiva di elaborazione del segnale - Capitoli 1 e 2 ( 100 pagine )

Una volta chiariti i concetti di cui sopra, otterrai una comprensione intuitiva del design del filtro. Lì dopo potrai scegliere uno qualsiasi dei libri di design di filtri digitali consigliati e ti assicuro che la maggior parte sarà un gioco da ragazzi. In ogni caso, ecco un libro che raccomando per effettuare la transizione da filtri passivi analogici a filtri digitali:

• Filtri digitali per tutti di Rusty Allred