最小分解と平衡実現を用いた分母分離形3次元ディジタルフィルタの設計

雛元 孝夫  原田 健一  

誌名
電子情報通信学会論文誌 A   Vol.J77-A   No.6   pp.837-843
発行日: 1994/06/25
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Print ISSN: 0913-5707
論文種別: 論文
専門分野: ディジタル信号処理
キーワード: 
3次元ディジタルフィルタ,  分母分離形,  フィルタ設計,  最小分解,  平衡実現,  局所状態空間モデル,  

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あらまし: 
最小分解と平衡実現を用いた分母分離形3次元ディジタルフィルタの空間領域における設計法について論じている.まず,理想の3次元FIRフィルタを形式的に1次元多入力多出力FIRフィルタに集約して表し,これを最小実現し,更に平衡実現を行いIIFフィルタで低次元近似している.次に,この低次元IIRフィルタを三つの積に最小分解し,理想の3次元FIRフィルタを三つの1次元フィルタ(単入力多出力FIRフィルタ,多入力多出力IIRフィルタ,多入力単出力FIRフィルタ)の縦続形で近似的に表している.最後に,両側の二つの1次元FIRフィルタをそれぞれ単位サンプル応答グラミアンの固有値-固有ベクトル分解を用いてIIRフィルタで低次元近似することにより,局所状態空間モデルの立場でフィルタを設計している.本設計法では,逆行列の使用を極力少なくして計算量の低減を図り,高い設計精度を実現している.更に,設計されたフィルタの安定性が常に保証される.