[发明专利]一种基于滑模思想的新型低通滤波器设计方法

权利要求书

1.一种基于滑模思想的新型低通滤波器设计方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤一：按照一阶惯性环节传递函数，构造虚拟滤波被控对象；

选取基本滤波器时间常数T，构造基本的一阶惯性环节虚拟滤波被控对象，并用传递函数描述如下：

其中y为滤波器的输出，u为虚拟控制量，s为传递函数中的微分算子；

步骤二：针对上述虚拟滤波被控对象，设计简单滑模控制器；

将上述传递函数，定义误差变量为e＝r-y，其中r为滤波器输入信号，定义柔化函数型非线性滑模面为

其中c₁、c₂与ε为待设计的正常数；

构造虚拟控制量u如下：

步骤三：对滑模控制微分方程组进行离散化处理，得到滤波器的离散化表达形式；

采用欧拉法进行离散化，设定采样时间为Δt，则有

y(n)-y(n-1)＝Δt/T(u(n-1)-y(n-1))

而其中

e(n-1)＝r(n-1)-y(n-1)，

y(n)表示当前时刻的数据，y(n-1)表示相对当前时刻上一个采样时刻数据，而y(n-2)表示相对当前时刻上两个采样时刻的数据，最终所得到的y(n)为滤波器的输出。

2.按照权利要求1所述一种基于滑模思想的新型低通滤波器设计方法，其特征在于：设输入信号为低频有用信号、高频噪声信号和近似脉冲信号的混合，如下所示：

u(t)＝sin(5t)+k₁ sin(100000t)+k₂Δ

其中t为时间，sin(5t)为低频有用信号，k₁ sin(100000t)为高频噪声信号，Δ为近似脉冲信号，在t＝t₁时刻加入，左右时间长为Δt₁；通过选取滤波参数，并观察输出曲线，从而确定最终的低通滤波器参数，使得整个低通滤波器具有低通特性。