Engenharia

FILTRAGEM DIGITAL

Os sistemas práticos estão sujeitos a ruídos e perturbações aleatórias que podem dificultar os procedimentos da análise e da identificação. Para contornar estes problemas tem-se recorrido a utilização de filtros, a fim de se capturar somente os sinais com as dinâmicas de interesse presentes no sistema. Filtrar um sinal é deixar passar pelo sistema a informação de interesse e bloquear a informação indesejada. Filtros podem ser aplicados não somente para diminuir a influência do ruído do processo, mas também para “suavizar” o resultado de não homogeneidade de misturas, turbulências ou fluxos não uniformes.

Atualmente, a opção entre o processamento analógico e o processamento digital de um filtro tende quase sempre ao segundo. Somente em dois casos o filtro analógico é a melhor escolha: nos casos onde o filtro analógico é vantajoso economicamente ou quando os tempos de processamento devem ser tão pequenos (elevada freqüência) que inviabilizam a utilização de processamento digital. Os filtros digitais garantem aspectos interessantes: repetibilidade, pois, diferentemente dos filtros analógicos, independem de tolerâncias e são invariantes no tempo (não há degradação de componentes eletrônicos como capacitores e indutores); alterabilidade e modularidade.

Os filtros digitais comumente encontrados em sistemas de controle são do tipo:

• Filtro de Primeira Ordem: É o filtro mais comum. Para freqüências maiores que a freqüência de corte, cada vez que a freqüência é dobrada o filtro atenua a amplitude do sinal pela metade, cerca de - 6 dB.

• Filtro de Segunda Ordem: Usualmente, um filtro de segunda ordem consta de dois filtros de primeira ordem em cascata. O filtro de segunda ordem tem uma taxa de atenuação maior que a taxa do filtro de primeira ordem, -12 dB cada vez que a freqüência é dobrada.

• Filtro Noise-Spike: Um ruído tipo noise-spike acontece quando a medida do ruído muda abruptamente e depois volta ao valor original ou