Алгоритм цифровой аппроксимации аналоговых моделей включает алгоритм синтеза оптимального многомерного фильтра, представление передаточной функции каждого элемента полученной матрицы фильтра в виде суммы дробно-рациональных выражений 1-го и 2-го порядков и дальнейшего их преобразования в цифровую форму. Получаемый цифровой фильтр моделируется параллельным соединением элементарных цифровых звеньев.

Рассмотрена методика повышения эффективности цифровой фильтрации дельта-модулированных сигналов на основе использования операции прореживания применительно к реализации спецпроцессоров на однородных вычислительных средах.

Задача оптимального синтеза нерекурсивных цифровых фильтров по критерию относительной среднеквадратичной ошибки может быть приведена к задаче оптимизации обобщенного отношения Рэлея. Для ее решения использовался градиентный алгоритм оптимизации. Предлагаемый подход позволяет синтезировать устройства, которые сочетают получение требуемой передаточной характеристики в полосе пропускания с подавлением шума в полосе заграждения, даже если эти полосы перекрывают друг друга.

Предложен алгоритм вычисления коэффициентов структур в пространстве состояний по заданной структуре реализации цифрового фильтра. Алгоритм основан на элементарных преобразованиях графа и матрицы описания структуры цифрового фильтра. Приведен пример построения структуры в пространстве состояний по заданной канонической структуре цифрового фильтра второго порядка.

Рассмотрены вопросы теории дискретных сигналов и линейных дискретных схем, описана процедура синтеза цифровых фильтров (ЦФ). Обоснован выбор частоты дискретизации аналогового сигнала, определены критерии сравнения различных типов ЦФ. Проанализированы особенности определения разрядности коэффициентов передаточной функции. Внимание уделено аппроксимации частотных характеристик ЦФ. Приведены прямые и косвенные методы синтеза ЦФ.

Запропоновано алгоритм побудови рекурсивного цифрового фільтра для відновлення безперервного сигналу, викривленого інерційним перетворювачем. Досліджено проблеми забезпечення точності та стійкості роботи фільтра. Відзначено актуальність його застосування в системах спостереження та керування.

Індекс рубрикатора НБУВ: З973-044.44

Рубрики:

Комп'ютери та програмування

Шифр НБУВ: Ж27665/рад. эл. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто підхід до побудови цифрових фільтрів частотних завад, який використовує пряме та зворотне дискретне перетворення Фур'є. Особливістю запропонованого алгоритму є використання процедури контрастування спектра гармонічної завади. Наведено результати тестування алгоритму на реальних і модельних прикладах.

Розглянуто метод побудови рекурсивного цифрового фільтра для імітації інерційної ланки - типового елемента складного динамічного об'єкта. Одержано нові розрахункові формули. Показано їх високу точність у порівнянні з традиційними та доцільність декомпозиції вихідної моделі об'єкта, що імітується, за операціями згортки з декількома типовими експоненціальними ядрами замість традиційних операцій інтегрування та диференціювання.

Проаналізовано основні складові похибок цифрових фільтрів. Одержано математичну модель оцінки результуючої похибки цифрових фільтрів.

Приведены алгоритмы решения прямой и обратной задач синтеза нерекурсивных цифровых фильтров, в которых элементарные алгебраические операции преобразования кодовых комбинаций выполняются по правилам модульной арифметики.

Розглянуто розрахунок параметричної чутливості цифрових фільтрів із дійсними та гіперкомплексними коефіцієнтами. Розраховано параметричну чутливість цифрових фільтрів із дійсними та триплексними коефіцієнтами. Виконано порівняльний аналіз одержаних значень чутливості даних фільтрів. Наведено метод зниження параметричної чутливості цифрових фільтрів із гіперкомплексними коефіцієнтами та результати зниження чутливості цифрового фільтра з триплексними коефіцієнтами.

Запропоновано мінімальні форми для нерекурсивного цифрового фільтра (НЦФ) другого порядку, функції чотирьох змінних із використанням багатовимірного куба та методу Квайна - Мак-Класкі. Наведено мінімальну форму для загального випадку НЦФ другого порядку для функції шести змінних із використанням методу Квайна - Мак-Класкі. Для ефективного відбору структур передаточних функцій НЦФ із найменшою кількістю множників розглянуто мінімальну нормальну форму їх представлення.

Рассмотрены подходы к построению фильтров резкости изображений с учетом особенностей получения цифровых изображений реальных сцен в отношении результатов дискретизации и квантования.

Досліджено питання автоматизованого проектування цифрових фільтрів з використанням гіперкомлексних числових систем для представлення коефіцієнтів передавальних функцій. Проаналізовано методи побудови таких фільтрів та можливості автоматизації їх побудови. Узагальнено метод побудови цифрових фільтрів, для представлення наборів коефіцієнтів передавальних функцій яких використовуються різні гіперкомплексні числові системи. Визначено системи різних вимірностей, що є прийнятними для представлення коефіцієнтів передавальних функцій цифрових фільтрів. Побудовано передавальні функції цифрових фільтрів першого порядку, коефіцієнти яких належать даним гіперкомплексним числовим системам. Запропоновано підхід, що грунтується на властивостях ізоморфного переходу між різними гіперкомплексними числовими системами та дозволяє зменшити кількість операцій, необхідних для роботи цифрового фільтра з гіперкомплексними коефіцієнтами. Для практичної реалізації даних фільтрів запропоновано моделі рекурсивних цифрових фільтрів. Наведено підхід для зменшення на заданій смузі частот сумарної чутливості модуля передавальної функції цифрового фільтра з гіперкомлексними коефіцієнтами до зміни її коефіцієнтів.

Досліджено стійкість лінійних двовимірних цифрових фільтрів і двовимірних фільтрів з операцією заокруглення в арифметиці з фіксованою комою. Запропоновано алгоритм отримання в аналітичному вигляді імпульсних характеристик. Розроблено алгоритм знаходження області стійкості у просторі коефіцієнтів фільтра для систем з заокругленням до найближчого цілого та за його допомогою отримано область стійкості для певного класу фільтрів. Поширено другий метод Ляпунова про стійкість двовимірних фільтрів на клас кусково-нелінійних функцій, за допомогою якої отримано умови стійкості систем з заокругленням шляхом відкидання дробової частини. Числовим методом досліджено та класифіковано режими нестійкості для вимірних систем з заокругленнями, знайдено аналітичні умови їх виникнення. Розглянуто вплив операцій заокруглення у ході реалізації алгоритмів числового дослідження стійкості на правильність роботи цих алгоритмів. Надано рекомендації щодо вибору кількості розрядів для реалізації цих алгоритмів.

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми підвищення якості, ефективності та завадостійкості визначених пристроїв обробки сигналів (зокрема, нерекурсивних та рекурсивних цифрових фільтрів, фільтрів на поверхневих акустичних хвилях, деконволюторів, антенних решіток). Запропоновано новий уніфікований методологічний підхід до оптимального синтезу таких пристроїв, який полягає у формулюванні критеріїв синтезу (відносної середньоквадратичної похибки та відношення сигнал/завада) за допомогою узагальненого відношення Релея, та подальшої оптимізації за допомогою розроблених процедур. Встановлено, що такий підхід може бути застосований при синтезі пристроїв для обробки сигналів в частотній, часовій та просторовій областях. Основні результати роботи використовувались при вирішенні задач обробки інформаційних сигналів, для проектування пристроїв на поверхневих акустичних хвилях.

Розглянуто питання створення структури цифрових фільтрів низького порядку для систем керування та контролю. Запропоновано процедуру одержання структур цифрових фільтрів за повною матрицею заданого порядку. За результатами експерименту одержано показники умов розташування елементів затримки в матриці для структур, що реалізуються. Визначено можливі положення елементів затримки в матриці. Висвітлено процедуру проектування структур цифрових фільтрів, що поліпшує відомий структурний розв'язок та процедуру внесення в структуру цифрового фільтра параметричних і структурних змін для відповідності перетвореній структурі у просторі станів.

Досліджено питання створення структур цифрових фільтрів (ЦФ) для пристроїв кодування графічної інформації (ПКГІ) і засобів для їх дослідження. Проаналізовано існуючі способи отримання структур ЦФ і ПКГІ. Обгрунтовано необхідність використання ЦФ у ПКГІ. Запропоновано методику проектування структур ЦФ за аналоговим прототипом із побудовою матриці провідностей і спосіб побудови УКГІ з використанням принципу частотної модуляції. Обрано оптимальні структури ЦФ. Результати запропонованих рішень підтверджено математичним моделюванням у програмних пакетах Matlab 5,3 і Matcad 7,0 і фізичним моделюванням з використанням мови Assembler.

  Скачати повний текст