Особенности применения цифровых фильтров в системе стабилизации учебно-лабораторного стенда «Перевернутый маятник на подвижном основании»

Кузнецов М.А., Масленников А.Л.

Ключевые слова: цифровая фильтрация, фильтр скользящего среднего, медианный фильтр, фильтр Савицкого-Голея, система стабилизации, перевёрнутый маятник.

Аннотация. В работе рассматриваются особенности применения цифровых фильтров в системе стабилизации учебно-лабораторного стенда «Перевернутый маятник на подвижном основании», разработанного с использованием программного обеспечения SimInTech. Описана конструкция стенда и его измерительная система. Проведен сравнительный анализ трех фильтров: скользящего среднего, фильтра и Савицкого-Голея. Исследованы области применимости в зависимости от отношения частоты дискретизации к частоте сигнала и размера окна фильтра. Выполнено сравнительное исследование фильтров по их эффективности, точности и устойчивости к аномальным измерениям.

Practical implementation of digital filters in the stabilization system in the laboratory stand "Inverted pendulum on a movable base"

Kuznetsov M.A., Maslennikov A.L.

Keywords: digital filtering, moving average, median filter, Savitsky-Golay filter, stabilization system, inverted pendulum.

Abstract. The paper discusses the practical aspects of the digital filters implementation in the stabilization system in the laboratory stand “Inverted pendulum on a moving base”, developed using SimInTech software. The design of the stand and its measuring system are described. A comparative analysis was carried out for moving average, moving median and Savitsky-Golay filters. The areas of applicability are studied depending on the ratio of the sampling frequency to the signal frequency and the size of the filter window. A comparative study of filters was carried out on their efficiency, accuracy and resistance to anomalous measurements.