GPT讲挺好:
离散传递函数的一般形式为:
G
(
z
)
=
b
0
z
n
+
b
1
z
(
n
−
1
)
+
.
.
.
+
b
n
a
0
z
n
+
a
1
z
(
n
−
1
)
+
.
.
.
+
a
m
G(z)=\frac{b_0z^n + b_1z^{(n-1)} + ... + b_n}{a_0z^{n} + a_1z^{(n-1)} + ... + a_m}
G(z)=a0zn+a1z(n−1)+...+amb0zn+b1z(n−1)+...+bn
其中,b0、b1、…、bn是分子系数,a0、a1、…、am是分母系数,n和m分别是分子和分母的最高次幂。
差分方程的形式是:
y
[
n
]
=
(
b
0
x
[
n
]
+
b
1
∗
x
[
n
−
1
]
+
.
.
.
+
b
n
∗
x
[
n
−
n
]
)
−
(
a
1
∗
y
[
n
−
1
]
+
a
2
∗
y
[
n
−
2
]
+
.
.
.
+
a
m
∗
y
[
n
−
m
]
)
y[n] = (b_0x[n] + b_1*x[n-1] + ... + b_n*x[n-n]) - (a_1*y[n-1] + a_2*y[n-2] + ... + a_m*y[n-m])
y[n]=(b0x[n]+b1∗x[n−1]+...+bn∗x[n−n])−(a1∗y[n−1]+a2∗y[n−2]+...+am∗y[n−m])
其中,x[n]是输入信号的当前样本,x[n-1]、x[n-2]、…、x[n-n]是输入信号的历史样本,y[n]是输出信号的当前样本,y[n-1]、y[n-2]、…、y[n-m]是输出信号的历史样本。
要实现离散传递函数,您可以定义一个函数,将输入信号和历史输入/输出作为参数传递给该函数,并在函数内部使用差分方程计算输出。在每个时间步长中,您需要更新历史输入/输出的值,以便在下一个时间步长使用。
示例伪代码:
function discreteTransferFunction(input, x, y)
// 系数
b = [b0, b1, ..., bn] // 分子系数
a = [a0, a1, ..., am] // 分母系数
// 计算输出
output = (b[0]*input + b[1]*x[0] + ... + bn*x[n]) - (a[1]*y[0] + a[2]*y[1] + ... + am*y[m])
// 更新历史输入和输出
for i = n-1 to 1 do
x[i] = x[i-1]
end for
x[0] = input
for i = m-1 to 1 do
y[i] = y[i-1]
end for
y[0] = output
return output
end function
通过将输入信号的每个样本依次传递给discreteTransferFunction函数,并跟踪历史输入和输出,您可以获得离散传递函数的输出序列。
请注意,实际的实现可能需要添加错误检查和其他边界条件处理,以确保算法的正确性和稳定性。
对于陷波器离散传递函数,给出cpp实现
double notchFilter(double input, std::vector<double>& x, std::vector<double>& y)
{
// 系数
double b[3] = { 0.9099, -1.075, 0.1887 };
double a[3] = { 1.0, -1.075, 0.09856 };
// 计算输出
double output = b[0] * input + b[1] * x[0] + b[2] * x[1]
- a[1] * y[0] - a[2] * y[1];
// 更新历史输入和输出
x[1] = x[0];
x[0] = input;
y[1] = y[0];
y[0] = output;
return output;
}
int main()
{
// 输入信号
std::vector<double> inputSignal = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 };
// 输出信号
std::vector<double> outputSignal(inputSignal.size(), 0.0);
// 历史输入和输出
std::vector<double> x = { 0.0, 0.0 };
std::vector<double> y = { 0.0, 0.0 };
// 应用离散传递函数
for (size_t i = 0; i < inputSignal.size(); i++)
{
outputSignal[i] = notchFilter(inputSignal[i], x, y);
}
// 输出结果
for (size_t i = 0; i < outputSignal.size(); i++)
{
std::cout << "Output at sample " << i << ": " << outputSignal[i] << std::endl;
}
return 0;
}