Paso 7: Una nota sobre el filtro de Savitsky Golay
Muchos proyectos de Segway parecen utilizar lo que se conoce como un filtro de Savitsky Golay para probar y promedio de las lecturas del girocompás y eliminar lecturas erróneas. Este filtro especial es lo que se conoce como un filtro de impulso finito (FIR) y lamentablemente su cambio de fase no es demasiado buena. Cualquier desplazamiento de fase negativa tiene un efecto desestabilizador en un lazo de control. así que cuando haces filtro ordinario de decir música o discurso, fase tal vez no es tan importante, pero cuando se trabaja dentro de un lazo del control que necesita ser cuidado y no ser derrochador en retraso de fase. Aunque estoy de acuerdo que necesitamos un filtro, no estoy de acuerdo que este filtro es adecuado. Lo probé y causa menos estabilidad que sin él. Le podría operar fuera yendo a un ancho de banda incluso menor que supongo, pero me decidí a usar en su lugar un simple filtro paso bajo. (1/(1+sTau) si usted entiende estas cosas. Asegúrese de que la corte estaba suficientemente lejos ausente (14Hz) de la frecuencia de cruce de ganancia unitaria del bucle (que aprovecho para ser alrededor de 1 Hz). Una regla de uso frecuente en ingeniería de control es a muestra al menos 10 veces mayor que la frecuencia más alta de interés. La tasa de muestreo de Nyquist generalmente en procesamiento de señales se toma para ser solamente dos veces tan alto pero en el control debe ser mucho mayor porque el control digital tiene un retardo de tiempo inherente de un solo paso desde la entrada hasta la salida debido a la computadora! Cualquier retraso en un lazo de control causa fase va negativo que a su vez, desestabiliza el bucle. La Savitsky Golay filtro frecuencia y fase de respuesta (gráfico superior) se grafica en MATLAB y aunque tiene una respuesta agradable magnitud es fase activa dura negativa con una pendiente. En cambio el filtro de primer orden simple uso (gráfico inferior) tiene un desplazamiento de fase menor sólo a bajas frecuencias. El objetivo principal de mi filtro es atenuar resonancias estructurales en frecuencias más altas. Sin ella todo el mecanismo se mueve! Otro problema con algunos filtros FIR es que a menudo pueden ser fase no mínima - y esta es precisamente eso. Es decir da mucho mayor desplazamiento de fase que un filtro equivalente es mínimo fase.
