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lowpass filter

 

fying lure
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 13:01     Titel: lowpass filter
  Antworten mit Zitat      
hallo,

ich möchte ein signal durch einen lowpass filter laufen lassen. kann mir jemand erklären wie das geht?

die funktion sieht wie folgt aus

y(i)=B*sin(2*pi*f*t(i));

was sind hier genau meine filterkonstanten?

gruß!
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 14:14     Titel: Re: lowpass filter
  Antworten mit Zitat      
fying lure hat Folgendes geschrieben:
y(i)=B*sin(2*pi*f*t(i));


y(i) ist für Matlab nur eine mitteloptimale Bezeichnung, weil i*i = -1 (imaginäre Einheit). Das gleiche gilt für j. Wenn man mal nicht aufpasst, passieren da interessante Dinge.

Zitat:
was sind hier genau meine filterkonstanten?

Die musst Du dir schon selbst ausdenken - in der Funktion sind die nicht enthalten.

Hast Du denn nähere Vorgaben, was das für ein Filter sein soll?
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 14:52     Titel:
  Antworten mit Zitat      
in der Matlab Hilfe ist unter

Code:


nachzulesen dass man das zB so bewerkstelligen kann

Code:

data = [1:0.2:4]';
windowSize = 5;
filter(ones(1,windowSize)/windowSize,1,data)
 


oder suchst du eine Simulink Lösung?
Grüße
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 14:52     Titel:
  Antworten mit Zitat      
hmm
das sollte

help filter

heißen...
hab wohl was mit der Code Umgebung vermurkst...
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Gast



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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 15:04     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Wobei der Vorschlag von Idefix_1024 ein gleitender Mittelwert ist, was einem einfachen Tiefpassfilter gleichkommt.

PS: Ich glaube ein '*help*' in der Codeumgebung lässt selbigen verrecken.
 
Gast



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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 15:11     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Besser andersherum:
Der Vorschlag von Idefix_1024 ist ein Filter (mit TP-Charakter), der einen gleitenden Mittelwert berechnet.
 
Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 16:54     Titel:
  Antworten mit Zitat      
um diese Diskussion abzukürzen...

der Befehl filter funktioniert auch mit Übertragungsfunktionen siehe Code


Code:

data = [random('Poisson',1:6,1,6)]';
n       = 1:1:length(data);
% Anzahl der Datenpunkte für gleitenden Mittelwert
windowSize = 3;
% PT1 Zeitkonstante und Verstärkung
T   = 0.01;
P   = 1;

figure()
hold on
plot(n,data,'r')
plot(n,filter(ones(1,windowSize)/windowSize,1,data),'b')
plot(n,filter([T 1], [1], data),'c')
leged('Daten','Filter gleitender Mittelwert','Filter PT1 mit T = 0.01',1)
hold off
 


man muss wohl aufpassen, dass man Numerator und Denumerator nicht falsch rum angibt!
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fying lure
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 17:01     Titel:
  Antworten mit Zitat      
hey, danke. aus der diskussion konnte ich so einiges herausziehen. suche einen lowpass filter - also tiefpass filter. mach mich jetz noch mal an die arbeit.
gruß, lure
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 17:06     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Zitat:
man muss wohl aufpassen, dass man Numerator und Denumerator nicht falsch rum angibt!


Was Du in Deinem Beispiel direkt mal gemacht hast ;)

Code:

filter(zaehlerkoeffizienten, nennerkoeffizienten, data)
 


(Irgendwie passiert sowas auch immer nur, wenn man extra drauf hinweist...)
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 17:15     Titel:
  Antworten mit Zitat      
hmm

jetz steh ich spontan selber vor nem Rätsel

numerator ist das Zählerpolynom
denumerator ist das Nennerpolynom

man gibt Transfer-Functions tf(num,den) an... soweit stimme ich zu

nur warum wird mein beispiel instabil wenn ich num und denum vertausche??

funktioniert filter doch nicht so wie ich mir das denke?
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 17:47     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Idefix_1024 hat Folgendes geschrieben:
numerator ist das Zählerpolynom

Jup.

Zitat:
denumerator ist das Nennerpolynom

Jup.

Zitat:
nur warum wird mein beispiel instabil wenn ich num und denum vertausche??

Weil Du einmal G(s) = 1/(0.01s + 1) (PT1) und das andere mal G(s) = (0.01s + 1)/1 = 0.01s + 1 (D-Irgendwas) als Übertragungsfunktion definierst. Die verdrehte Fassung hat eine Verstärkung, die ab 1/0.01s = 100rad/s mit steigender Frequenz ansteigt. Also ein Hoch-Verstärker - niedrige Frequenzen passieren unverstärkt.

Zitat:
funktioniert filter doch nicht so wie ich mir das denke?

Doch, ich glaube schon. Nur darf man bei einer Übertragungsfunktion nicht nach belieben Zähler und Nenner vertauschen - aber das hattest Du ja auch schon angemerkt (und im Beispiel vergessen, dich dran zu halten).
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 17:56     Titel:
  Antworten mit Zitat      
stimme ich voll und ganz zu

teste doch bitte mal diesen Code

Code:

clear
clc
close all
% data = [random('Poisson',1:100,1,100)]';
data    = zeros(5,1);
data    = [data; ones(40,1)];
dt      = 10E-6;
t       = (0:1:length(data)-1).*dt;
% Anzahl der Datenpunkte für gleitenden Mittelwert
windowSize = 3;
% PT1 Zeitkonstante und Verstärkung
T   = 0.05;
D   = 1;
P   = 1;
num = [P];
den = [T 1];
FILTER  = tf(num,den)

figure()
hold on
plot(t,data,'r')
plot(t,filter(ones(1,windowSize)/windowSize,1,data'),'b')
plot(t,filter(den,num, data'),'c')
ylim([0 1.2])
legend('Daten','Filter gleitender Mittelwert','Filter mit Übertragungsfunktion',4)
grid on
hold off
 


und dann teste bitte ganz kurz noch diesen Code

Code:

clear
clc
close all
% data = [random('Poisson',1:100,1,100)]';
data    = zeros(5,1);
data    = [data; ones(40,1)];
dt      = 10E-6;
t       = (0:1:length(data)-1).*dt;
% Anzahl der Datenpunkte für gleitenden Mittelwert
windowSize = 3;
% PT1 Zeitkonstante und Verstärkung
T   = 0.05;
D   = 1;
P   = 1;
num = [P];
den = [T 1];
FILTER  = tf(num,den)

figure()
hold on
plot(t,data,'r')
plot(t,filter(ones(1,windowSize)/windowSize,1,data'),'b')
plot(t,filter(num,den, data'),'c')
ylim([0 1.2])
legend('Daten','Filter gleitender Mittelwert','Filter mit Übertragungsfunktion',4)
grid on
hold off
 


und nun sage mir
sieht auch nur eins der Bilder nach einer Sprungantwort eines PT1 Gliedes aus?
war ich zu doof das PT1 richtig zu definieren?
funktioniert filter so einfach gar nicht?
sind meine Testdaten irgendwie falsch?

ich verstehs gerade nicht...
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 18:08     Titel:
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ok
man muss natürlich das Filter noch mit der Abtastzeit diskretisieren!!

Code:

clear
clc
close all
% data = [random('Poisson',1:100,1,100)]';
data    = zeros(5,1);
data    = [data; ones(40,1)];
dt      = 10E-3;
t       = (0:1:length(data)-1).*dt;
% Anzahl der Datenpunkte für gleitenden Mittelwert
windowSize = 3;
% PT1 Zeitkonstante und Verstärkung
T   = 0.05;
D   = 1;
P   = 1;
num = [P];
den = [T 1];
FILTER  = tf(num,den)
c2d(FILTER,dt)

figure()
hold on
plot(t,data,'r')
plot(t,filter(ones(1,windowSize)/windowSize,1,data'),'b')
plot(t,filter(0.1813,[1 -0.8187], data'),'c')
ylim([0 1.2])
legend('Daten','Filter gleitender Mittelwert','Filter mit Übertragungsfunktion',4)
grid on
hold off
 


das sieht schon besser aus

jetzt wäre es nur noch schön zu wissen wie man per Befehl auf numerator und denumerator einer Übertragungsfunktion kommt...
also
[num, den] = "Befehl"(c2d(FILTER,dt))

das muss man dann eben aus der Hilfe zurecht suchen...

puhh
nun ist meine kleine Matlab-Welt wieder heil *G*
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 18:16     Titel:
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Ich sehe, Du hast den Fehler schon gefunden - und ich tipp mich hier doof und obendrein noch nichtmal was zur Lösung beitragendes ;)

Zitat:
jetzt wäre es nur noch schön zu wissen wie man per Befehl auf numerator und denumerator einer Übertragungsfunktion kommt...


Code:

diskretes_system = c2d(indiskretes_system,dt);
nenner_diskret = diskretes_system.num{1};
zaehler_diskret = diskretes_system.den{1};
 
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Idefix_1024
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     Beitrag Verfasst am: 10.03.2009, 18:19     Titel:
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danke für die Unterstützung!

mit

Code:

[num, den]  = tfdata(c2d(FILTER,dt,'prewarp',2*pi/T));
 


klappts auch!

aber Deine Notation ist eigentlich die "schönere"

wieder eine Menge gelernt beim Versuch Fragen im Forum zu beantworten ;-)
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Verschoben: 19.03.2009, 13:04 Uhr von Bijick
Von Programmierung nach Signalverarbeitung
 
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