整理了:
一阶RC低通滤波器数学模型推导及算法实现
一阶RC高通滤波器数学模型推导及算法实现
二阶RC低通滤波器数学模型推导
二阶RC高通滤波器数学模型推导
陷波滤波器数学公式推导及算法实现
标准卡尔曼滤波器数学公式推导及算法实现
文中对基础知识进行了注释,适合对遗忘的知识的拾起,文中算法的实现都使用了C++语言,适合移植到嵌入式平台,代码也进行了比较清晰的注释,适合理解。
文中所有公式都是up主手动敲出来的。
up主能力有限,难免有错误,欢迎网友指出和交流。
陷波滤波器代码部分不完整,完整代码放置百度云盘,自取:
链接:https://pan.baidu.com/s/1r6mTPmbRJyTKgvBMdlNdIw
提取码:rntb
本文主要涵盖了四种滤波器的公式推导及算法实现,分别是:一阶RC低通滤波器、一阶RC高通滤波器、二阶RC低通滤波器、二阶RC高通滤波器,以及陷波滤波器和标准卡尔曼滤波器。这些滤波器广泛应用于信号处理和数据分析领域,尤其是在嵌入式系统中。
1. 一阶RC低通滤波器:
- 数学模型推导:通过拉普拉斯变换将时域转换为频域,得到传递函数。
- 算法推导:采用一阶后向差分进行离散化,通过采样频率和截止频率计算系数。
- 代码实现:提供了一段C++代码实现了一阶RC低通滤波器。
- 算法验证:通过验证代码来确保滤波器功能的正确性。
2. 一阶RC高通滤波器:
- 数学模型推导:与低通滤波器类似,但传递函数有所不同,允许高频信号通过。
- 算法推导和实现:同样使用离散化方法,计算系数并实现滤波算法。
- 算法验证:验证滤波器效果。
3. 二阶RC低通/高通滤波器:
- 数学模型推导:扩展一阶模型,增加一个电容或电阻,得到更复杂的传递函数。
- 算法推导:推导离散化形式,计算新的系数。
- 实现未在文本中详述,可能需要参考作者提供的完整代码。
4. 陷波滤波器:
- 传递函数推导:设计一个特定的滤波器,以衰减特定频率范围内的信号。
- 算法推导:计算系数并实现陷波滤波算法。
- 代码实现:不完整,完整代码需从链接下载。
5. 标准卡尔曼滤波器:
- 前置知识:介绍递归处理、数据融合、相关数学基础和状态空间方程。
- 算法推导:包括卡尔曼增益的计算、先验和后验估计协方差的求解。
- 算法实现:分别展示了适用于一维、二维或多维的卡尔曼滤波器的C++实现。
卡尔曼滤波是一种高级的滤波技术,它结合了动态系统的状态估计和测量数据,通过递归算法处理数据,实现对系统状态的最优估计。滤波器的选择取决于应用场景,低通滤波器用于抑制噪声,陷波滤波器用于去除特定频率干扰,而卡尔曼滤波器则适用于复杂环境下的动态数据处理。
2024-09-12 11:05:55
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