Método alternativo para estimar las expansiones de Fourier y su tasa de cambio
Autores: Rodríguez-Maldonado, Johnny; Posadas-Castillo, Cornelio; Zambrano-Serrano, Ernesto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método alternativo para estimar las expansiones de Fourier y su tasa de cambio
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Coeficientes de Fourier
Coeficientes de derivada de Fourier
Serie de Taylor
Filtro de Kalman
Reducción de ruido
Amplitud interarmónica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una metodología para obtener los coeficientes de Fourier (FC) y los coeficientes de Fourier derivados (DFC) a partir de una señal de entrada. Basado en la serie de Taylor que aproxima la señal de entrada a un modelo de señal trigonométrica a través del filtro de Kalman, consecuentemente, se obtienen los coeficientes de las derivadas sucesivas de la señal con la predicción de estado y la inversa de la matriz de estado. En comparación con la transformada discreta de Fourier (DFT), la nueva clase de filtros proporciona ventajas de reducción de ruido y supresión de lóbulos laterales. Además, el algoritmo propuesto Taylor-Kalman-Fourier (TKFA) logra una respuesta en frecuencia nula-plana alrededor de la frecuencia de operación. Además, con el método propuesto TKFA, la disminución en la amplitud de las interarmónicas es más significativa que la obtenida con el algoritmo Kalman-Fourier (KFA), y el vecindario de la frecuencia nula-plana se expande. Finalmente, la aproximación de la señal de entrada y su derivada se puede realizar con una suma de funciones relacionadas con los coeficientes estimados y sus armónicos respectivos.
Descripción
Este documento presenta una metodología para obtener los coeficientes de Fourier (FC) y los coeficientes de Fourier derivados (DFC) a partir de una señal de entrada. Basado en la serie de Taylor que aproxima la señal de entrada a un modelo de señal trigonométrica a través del filtro de Kalman, consecuentemente, se obtienen los coeficientes de las derivadas sucesivas de la señal con la predicción de estado y la inversa de la matriz de estado. En comparación con la transformada discreta de Fourier (DFT), la nueva clase de filtros proporciona ventajas de reducción de ruido y supresión de lóbulos laterales. Además, el algoritmo propuesto Taylor-Kalman-Fourier (TKFA) logra una respuesta en frecuencia nula-plana alrededor de la frecuencia de operación. Además, con el método propuesto TKFA, la disminución en la amplitud de las interarmónicas es más significativa que la obtenida con el algoritmo Kalman-Fourier (KFA), y el vecindario de la frecuencia nula-plana se expande. Finalmente, la aproximación de la señal de entrada y su derivada se puede realizar con una suma de funciones relacionadas con los coeficientes estimados y sus armónicos respectivos.