Design of Optimal Filter for Analog Signal

Abstract

Представлено методику розрахунку оптимального значення сталої часу фільтра аналогового сигналу на основі розробленого критерію оптимальності. Запропонований критерій враховує показник якості процесу фільтрування та динамічну похибку профільтрованого сигналу. Виконано експериментальне дослідження перехідних процесів у тепловому об’єкті з метою аналізу впливу параметрів фільтра на якість процесу фільтрування аналогового сигналу. Для отриманих експериментальних даних було розраховано оптимальне значення сталої часу фільтра на основі розробленої методики, що складається з восьми кроків. Здійснено порівняння експериментального перехідного процесу із профільтрованим процесом за допомогою фільтра з оптимальним значенням сталої часу. Застосування розробленої методики в автоматизованих системах вимірювання та керування забезпечить високу якість процесу фільтрування за незначної динамічної похибки профільтрованого сигналу.

The technique for designing the optimal value of the filter time constant for analog signal is presented in the paper. This technique is based on the objective function which takes into account the quality index of the filtration process and the dynamic error of the filtered signal. The experimental study of the transient processes in a thermal plant was carried out in order to analyze the influence of the filter parameters on the quality of the filtration process. The optimal value of the filter time constant was designed on the basis of the developed technique for the obtained experimental data. The experimental transient process was compared to the filtered one which was obtained with application of a filter with an optimal time constant. Application of the developed technique for designing the optimal time constant in the automated measurement and control systems will ensure high quality of the filtration process and small dynamic error of the filtered signal.