[发明专利]面向连续转角信号的平滑数字滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及伺服控制信号的滤波处理技术领域，具体涉及一种面向连续转角信号的平滑数字滤波方法。

背景技术

数字滤波器的功能是对输入的离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的，具有高精度、高可靠性；可程控改变特性或复用、便于集成等优点，在语音信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理、伺服控制信号处理等技术领域。数字滤波器一般有低通、高通和带通等类型。角度控制是常见的伺服控制形式之一。控制系统接收角度命令，驱动对象定位于给定角度上。当角度命令和角度传感器信号受干扰时，命令信号可能出现较大噪声；当命令信号突变时，可能形成很大的阶跃信号，对系统产生较大冲击。为了避免上述情况，数字控制系统一般需要对命令信号和角度传感器信号进行数字低通滤波，抑制信号噪声、平滑信号的跳跃性。在系统连续回转时，角度命令和角度传感器均会在0/360或180/-180处出现信号上的跳变。尽管物理运动是连续的，但信号在数值上是不连续的，直接采用数字滤波器会得出错误的结果。

对于一般的一阶低通滤波器，在连续域内可以描述为式（1）。

y(s)u(s)=ω02s2+2ξω0s+ω02---(1)]]>

式（1）中，y(s)表示一阶低通滤波器的输出，u(s)表示一阶低通滤波器的输入，s表示拉氏算子，ω₀表示一阶低通滤波器的截止频率，ξ表示一阶低通滤波器的阻尼系数。在数字信号处理器中实现，需在数学上将上式转化为离散方程。转换的方法有很多，一般可以采用双线性变换的方式描述为式（2）。