計測現場で瞬時に周波数特性を調整できる高速高精度な微分推定フィルタの可変構造

高速、高精度微分估计滤波器的可变结构，可在测量现场瞬时调整频率特性

基本信息

批准号：
19K14990
负责人：
吉田嵩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14990/
关键词：
微分推定計測用フィルタノイズ除去可変フィルタ

项目摘要

計測信号の微分推定の精度向上は，様々な分野のボトムアップにつながる．そこでこれまでに計測信号を帯域制限して信号対雑音比を向上させつつ高精度に微分を推定するディジタルフィルタ（以下，ディジタル微分器）が提案されてきた．しかしながら，従来設計法で耐ノイズ性能を高めるためには，高いフィルタ次数を必要とし，フィルタ回路規模・処理遅延の増加を招くという問題がある．更に，従来の微分推定フィルタは固定係数であり，計測環境のノイズ等に合わせて瞬時に特性を変化させることができない．そこで本研究計画では，従来よりも耐ノイズ性能の高いディジタル微分器の設計とその可変構造の実現を目的とする．具体的には，(1) 従来提案されているディジタル微分器の可変構造化 (2) 少ない次数で従来よりも高い耐ノイズ性能を実現するディジタル微分器の設計とその可変構造化に取り組む．2022年度は，再帰構造による最大平たん微分器の設計法について分母・分子ともに閉じた形の伝達関数について検討を行った．また，通過域平たん阻止域等リプル特性を有する非再帰型ディジタル微分器について，可変構造の検討を行った．しかしながらいずれの研究課題も，有効な手法の提案には至らなかった．そこで，次年度は本研究計画の主目的である計測現場で特性を調整するための可変構造の実現を第一に考え，設計する微分器を準平たん特性，準等リプル特性に緩和したうえで設計し，可変構造の提案を行う．

提高测量信号的差分物种的准确性会导致各个领域的底部。到目前为止，已经提出了一个数字过滤器（以下简称为数字差分器官）来估计差分差异化，同时通过限制带宽和噪声来限制测量信号。但是，有一个问题是，常规设计方法需要高过滤器数量，并且要增加过滤器电路尺度和处理延迟，以增强噪声阻力性能。此外，常规的差异滤镜是固定系数，并且特征不能根据测量环境的噪声立即改变。因此，该研究计划旨在设计具有更高噪声性能及其可变结构的数字差分设备。具体而言，（1）传统提议的数字差异设备（2）设计和可变结构的emaTile结构，以少量数十年来实现较高的噪声性能。在2022财年，检查了由于递归结构而引起的最大平坦差分设备的设计方法，以针对分母和分子封闭的传输功能。此外，还检查了具有连锁特性的非划分的数字差分设备（例如传递范围的传递范围）的可变结构。但是，对于有效方法，不能提出研究问题。因此，在下一个财政年度，我们首先考虑实现可变结构以调整测量站点的特征，这是本研究计划的主要目的，并将设计的差异设备减轻到准TATAN特征和波纹特征中设计并提出一个可变结构。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A Recurrence Formula for Low-Pass Maximally Flat IIR Digital Differentiator Design

低通最大平坦 IIR 数字微分器设计的递推公式

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Turk;F. J.;N. Utsumi;Z. S. Haddad;P. Kirstetter;山田菊子;山田菊子，Thi Ha，大浦雅幸，党紀，劉翠平;山田菊子，斎雪乃，日下部貴彦，三谷卓摩，栁沼秀樹，海野遥香;山田菊子，Thi Ha，Nguyen Than Luan，澁谷有希子，菅恵理奈;山田菊子，佐々木葉，米山賢，尾川七瀬;山田菊子，竹之内綾子，米山賢，佐々木葉;佐々木葉，山田菊子，米山賢，尾川七瀬;山田菊子，米山賢，須田久美子，佐々木葉;山田菊子，尾形慎哉，尾川七瀬，米山賢;Kiko Yamada-Kawai, Hiroko I. Watanabe;Takashi Yoshida
通讯作者：
Takashi Yoshida

A Study of FIR Low-Pass Filtering with Preserving Discontinuity of Step Signal

保留阶跃信号不连续性的FIR低通滤波研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Yoshida;Ryuto Kubo
通讯作者：
Ryuto Kubo

最大平たんFIR微分器の可変構造に関する一検討

最大平坦FIR微分器的变结构研究

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Yoshida;Hirorki Aoki;吉田嵩
通讯作者：
吉田嵩

A Design of IIR Low-Pass Digital Differentiators with Flat Passband and Equiripple Stopband

具有平坦通带和等波纹阻带的IIR低通数字微分器的设计

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Yoshida;Hirorki Aoki
通讯作者：
Hirorki Aoki

Low-pass maximally flat IIR digital differentiator design with arbitrary flatness degree

具有任意平坦度的低通最大平坦 IIR 数字微分器设计

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Turk;F. J.;N. Utsumi;Z. S. Haddad;P. Kirstetter;山田菊子;山田菊子，Thi Ha，大浦雅幸，党紀，劉翠平;山田菊子，斎雪乃，日下部貴彦，三谷卓摩，栁沼秀樹，海野遥香;山田菊子，Thi Ha，Nguyen Than Luan，澁谷有希子，菅恵理奈;山田菊子，佐々木葉，米山賢，尾川七瀬;山田菊子，竹之内綾子，米山賢，佐々木葉;佐々木葉，山田菊子，米山賢，尾川七瀬;山田菊子，米山賢，須田久美子，佐々木葉;山田菊子，尾形慎哉，尾川七瀬，米山賢;Kiko Yamada-Kawai, Hiroko I. Watanabe;Takashi Yoshida;Takashi Yoshida
通讯作者：
Takashi Yoshida