设计信号滤波器的好教科书

信息处理 过滤器 过滤器设计 参考请求 控制系统
2022-01-03 01:05:17

从几个月前开始,我开始积极参与动力系统控制领域。

在大多数情况下,为给定的动态系统设计控制器需要采用数字信号处理技术,尤其是在信号滤波器领域。

由于我没有控制工程的背景,我想知道你们中是否有人可以为我提供一些关于信号滤波器的声音教科书的建议。

理想情况下,教科书应包括:

  • 介绍DSP领域最常见的滤波器;
  • 解释它们在频域和时域中的主要特征;
  • 它们通常在哪些场景中使用(过滤器的作用或功能)。

虽然是一个幼稚的问题,但我希望您可以建议一些教科书。

3个回答

那里有很多书,但如果你对控制和信号处理感兴趣,我强烈建议你看看斯坦福的 Stephen Boyd Lectures:

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

这是第一个,整个课程真的很有价值,他是一位伟大的老师。

Appart from That 这里是我喜欢的关于信号处理的书籍的一个很好的列表,有些是介绍性的,有些是更高级的:

基本:

  • 信号和系统 - Oppenheim & Willsky

  • 数字信号处理 - Proakis & Manolakis

  • 离散时间信号处理 - Oppenheim & Schafer

更高级且与控制相关:

  • 最佳信号处理 - Sophocles J. Orfanidis

  • 最优过滤 - Brian DO Anderson & John B. Moore

  • 最优控制:线性二次方法 - Brian DO Anderson & John B. Moore

一些关于统计处理(高级):

  • 统计信号处理 - Louis L. Scharf

  • 线性估计 - Thomas Kailath、Ali H. Sayed 和 Babak Hassibi(注意这个真的很难)

  • 信号的频谱分析 - Petre Stoica 和 Randolph Moses

还有一些关于自适应处理(在信号处理和控制的每个领域都有用):

  • 自适应滤波器理论 - Simon Haykin

  • 自适应过滤器 - Ali H. Sayed

  • 饱和和自适应信号处理 - Manolakis、Ingle 和 Kogon

当然,所有控制工程教科书之父:

  • 线性系统 - Thomas Kailath

根据您的问题,我无法真正猜出您的背景,但如果您从未研究过 LTI 系统、数字系统或控制等任何主题,我会说您还有几年的时间才能真正学习并主导该主题。我列出的书籍是大学课程中参考最多的书籍,一般来说是每个人都学习的书籍。它们大部分是非常理论的,大量的数学和类似的东西。但它是必须的,以供参考。如果您正在寻找更即时的满足感,我会说尝试在谷歌上搜索一些关于数字滤波器或控制的食谱,包括 PID 控制器、线性调节器等的基础知识。

希望能帮助到你

一本了解数字信号处理的好书,一般是“Richard Lyons”的“理解数字信号处理”。亚马逊链接它易于阅读,不需要任何先前的知识。你会很快适应离散信号,FFT等等filters您需要的所有数学都在本书中进行了描述(您不需要其他数学参考资料)。您可能会在eurobuch上找到这本书的更便宜的版本——祝你好运!也许,为了设计完美的过滤器,您之后需要另一本书,但我认为这是最合适的开始。

虽然其他答案中列出的所有书籍都是推荐书籍,但它们并非特定于过滤器和跳过基础知识。学习数字滤波器时的主要问题是大多数学习者在从时域迁移到频域时会感到不舒服。然后是需要处理的数学问题。再加上大量特定于过滤器的行话,这使得学习过滤器成为一项非常不直观且困难的练习。

在开始学习数字滤波器之前,我认为至少需要熟悉模拟无源(RLC)滤波器的基本概念和术语,例如阻抗、相量、RMS、频率扫描、dB 刻度(倍频程/十倍频程)、传递函数、滤波器阶数、增益、衰减、幅度和相位频率响应(波特图)、-3dB(截止)频率、滚降、通带/阻带、纹波、带宽、谐振频率、品质 Q 因子(锐度)、调谐、 s 域(=jw),域变换(时域到 s 域到 z 域),拉普拉斯变换,z 变换,滤波器类型(低通,高通,带通,带阻,全通),基本一阶/二阶滤波器,基本滤波器的应用(音频、无线电、抗混叠等),为给定规格设计滤波器,滤波器稳定性分析(零极点图)等。

为了理解上面的一些概念和行话,我建议阅读的书(顺序如下:

  1. Paul Horowitz 和 Winfield Hill的电子艺术:第 1.3-1-5.1、1.7、6.1-6.2 节(50 页)和Thomas Hayes 和 Paul Horowitz的电子艺术学习:第 2N、2L(实验室)、2S、 2W,3N.1-3N.4(70页
  2. 滤波器基本介绍 — 有源、无源和开关电容器,Kerry Lacanette ( 24 页)
  3. (可选)模拟滤波器的设计和分析:信号处理视角 - 第 1 章和第 2 章(100 页

一旦清楚了上述概念,您将对滤波器设计有一个直观的了解。在那之后,您可以选择任何推荐的数字滤波器设计书籍,我向您保证,其中大部分都是小菜一碟。无论如何,这是我推荐的一本书,用于从无源模拟滤波器过渡到数字滤波器:

  • Rusty Allred适合所有人的数字滤波器