Un bon manuel pour concevoir des filtres de signal

Depuis quelques mois, j'ai commencé à m'impliquer activement dans le domaine du contrôle des systèmes dynamiques.

Dans la plupart des cas, la conception d'un contrôleur pour un système dynamique donné nécessitera l'emploi de techniques de traitement numérique du signal, en particulier dans le domaine des filtres de signal.

Comme je n'ai pas de formation en ingénierie de contrôle, je me demande si l'un de vous pourrait me fournir des suggestions de manuels sonores traitant des filtres de signal de manière détaillée.

Les manuels devraient idéalement comprendre:

• Introduction aux filtres les plus courants dans le domaine du DSP;
• Explication de leurs principales caractéristiques tant dans le domaine fréquentiel que temporel;
• Dans quels scénarios sont-ils généralement utilisés (rôle ou fonction du filtre).

Bien qu'étant une question naïve, j'espère que vous pourrez conseiller quelques manuels.

Il y a beaucoup de livres là-bas, mais si vous êtes intéressé par le contrôle et le traitement du signal, je vous suggère fortement de jeter un œil aux conférences de Stephen Boyd de standford:

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

Il y a le premier, tout le cours est vraiment précieux et c'est un excellent professeur.

Appart from That voici une bonne liste de mes livres préférés sur le traitement du signal, certains sont plus introductifs et certains sont plus avancés:

Bases:

• Signaux et systèmes - Oppenheim & Willsky

• Traitement numérique du signal - Proakis & Manolakis

• Traitement discret du signal horaire - Oppenheim & Schafer

Un peu plus avancé et lié au contrôle:

• Traitement optimal du signal - Sophocles J. Orfanidis

• Filtrage optimal - Brian DO Anderson et John B. Moore

• Contrôle optimal: méthodes quadratiques linéaires - Brian DO Anderson & John B. Moore

Certains sur le traitement statistique (avancé):

• Traitement des signaux statistiques - Louis L. Scharf

• Estimation linéaire - Thomas Kailath, Ali H. Sayed et Babak Hassibi (Attention, celui-ci est vraiment difficile)

• Analyse spectrale des signaux - Petre Stoica & Randolph Moses

Et quelques informations sur le traitement adaptatif (utile dans tous les domaines du traitement et du contrôle du signal):

• Théorie du filtre adaptatif - Simon Haykin

• Filtres adaptatifs - Ali H. Sayed

• Traitement du signal statistique et adaptatif - Manolakis, Ingle & Kogon

Et bien sûr, le père de tous les manuels de Control Engineering:

• Systèmes linéaires - Thomas Kailath

D'après votre question, je ne peux pas vraiment deviner votre parcours, mais si vous n'avez jamais étudié un sujet comme les systèmes LTI, les systèmes numériques ou le contrôle, je dirais que vous avez quelques années devant vous pour vraiment apprendre et dominer le sujet. Les livres que j'ai énumérés sont les livres les plus référencés dans les cours universitaires, et en général ceux que tout le monde étudie. Ils sont pour la plupart, très théoriques, beaucoup de mathématiques et des trucs comme ça. Mais c'est un must have pour référence. Si vous recherchez une satisfaction plus instantanée, je dirais que essayez de google certains livres de cuisine sur les filtres numériques ou le contrôle, avec les bases des contrôleurs PID, des régulateurs linéaires, etc.

J'espère que cela aide

Un excellent livre pour en apprendre davantage sur le traitement du signal numérique en général est "Comprendre le traitement du signal numérique" de "Richard Lyons". Amazon-Link . Il est facile à lire et ne nécessite aucune connaissance préalable. Vous vous familiariserez avec les signaux discrets FFT, filterset ainsi de suite très rapidement. Toutes les mathématiques dont vous avez besoin sont décrites dans ce livre (vous n'aurez besoin d'aucune autre référence pour les mathématiques). Vous pouvez trouver une version moins chère de ce livre sur eurobuch - bonne chance! Peut-être, pour concevoir le filtre parfait, vous aurez besoin d'un autre livre par la suite, mais je pense que c'est le premier pour commencer.

Bien que tous les livres répertoriés dans d'autres réponses soient des livres recommandés, ils ne sont cependant pas spécifiques aux filtres et aux principes de base. Le principal problème lors de l'apprentissage des filtres numériques est que la plupart des apprenants sont mal à l'aise de passer du domaine temporel au domaine fréquentiel. Ensuite, il y a les mathématiques dont il faut s'occuper. Ajoutez à ce lot de jargon spécifique aux filtres, cela fait de l'apprentissage des filtres un exercice très non intuitif et difficile.

Avant de commencer à apprendre les filtres numériques, je pense qu'il faut être au moins à l'aise avec les concepts de base et le jargon des filtres passifs analogiques (RLC) tels que l'impédance, les phaseurs, RMS, le balayage de fréquence, l'échelle dB (octave / décennie), la fonction de transfert, ordre du filtre, gain, atténuation, amplitude et phase Réponse en fréquence (tracés de Bode), -3 dB (fréquence de coupure), atténuation, bande passante / bande d'arrêt, ondulation, bande passante, fréquence de résonance, facteur Q de qualité (netteté), réglage, domaine s (= jw), transformations de domaine (domaine temporel vers domaine s vers domaine z), transformation de Laplace, transformation z, types de filtres (passe-bas, passe-haut, passe-bande, coupe-bande, passe-tout), de base Filtres de 1er ordre / 2e ordre, applications de filtres de base (audio, radio, anti-aliasing, etc.), conception de filtres pour des spécifications données, analyse de stabilité de filtre (tracé pôle zéro) etc.

Afin de comprendre certains des concepts et du jargon ci-dessus, le livre que je proposerai de lire (dans l'ordre sont les suivants:

1. The Art of Electronics by Paul Horowitz and Winfield Hill: sections 1.3-1-5.1, 1.7, 6.1-6.2 ( 50 pages ) and Learning the Art of Electronics by Thomas Hayes and Paul Horowitz: sections 2N, 2L (lab), 2S, 2W, 3N.1-3N.4 ( 70 pages )
2. Une introduction de base aux filtres - condensateur actif, passif et commuté par Kerry Lacanette ( 24 pages )
3. (Facultatif) Conception et analyse de filtres analogiques: une perspective de traitement du signal - Chapitres 1 et 2 ( 100 pages )

Une fois que les concepts ci-dessus sont clairs, vous acquérez une compréhension intuitive de la conception du filtre. Ensuite, vous pouvez choisir l'un des livres de conception de filtres numériques recommandés et je vous assure que la plupart d'entre eux seront un gâteau. En tout cas, voici un livre que je recommande pour faire la transition des filtres analogiques passifs aux filtres numériques:

• Filtres numériques pour tout le monde par Rusty Allred