Matlab Butterworth滤波器返回NaN答案

【问题标题】：Matlab Butterworth filter returing NaNMatlab Butterworth滤波器返回NaN
【发布时间】：2014-04-09 23:29:41
【问题描述】：

我正在尝试在 Matlab 中应用巴特沃斯滤波器。我已按如下方式设置过滤器：

[z,p,k] = butter(5,[30/2000,1000/2000]);

即在 30 Hz 以下和 1000 Hz 以上截断（以 2000 Hz 采样）

输入数据是更大矩阵 A 中的一列。

然后我按如下方式应用过滤器：

M=filter(z,p,A(:,2));

并且也尝试过：

M=filtfilt(z,p,A(:,2));

A 有 1577563 行。过滤器返回实际值，最高可达约 1700 行，但之后条目为 NaN。我尝试从A(:,2) 中提取一些值，这些值在 M 中生成 NaN，但是这些返回数字本身，所以我假设它与 A 的长度有关，而不是与特定值有关。这似乎是过滤函数的不稳定性，因为 NaN 的开始在不同的测试中有所不同。

我尝试过降低阶数，但使用二阶甚至一阶过滤器得到了类似的结果。

如果有办法我很乐意将数据上传到A(:,2)，但是我不确定如何在 StackExchange 中执行此操作。

【问题讨论】：

我猜NaN 发生在某处的0/0 操作中。我以前从未见过这种情况，请问您的信号是否静止？或者信号有多大（大约）？
我将其应用于几个不同的数据集，并为每个数据集遇到相同的问题。平均信号强度为 0.1 - 1。我注意到通过将滤波器的阶数增加到 n，NaN 开始的点增加到 ~9900。
好的，但是信号不仅仅取值在 0-1 之间，对吧？也就是说，它的平均值是否接近于 0？
我尝试将其应用于的 4 个信号的平均值是 0.0778、0.0251、0.0419 和 0.2532。每种情况下的最大值为 0.9202、1.2755、2.2430 和 2.4905。最小值都是 10^-4 或 10^-5 的顺序。
嗯，可能和你想的一样，但显然某处还有更多代码，所以对我来说很难说。

标签： matlab filter

【解决方案1】：

我完全不知道你想做什么。但是，代码和概念上存在 HUGE 问题：

黄油频率必须是采样频率的一半。这样你正在以 2000Hz 实现 15Hz 和 500Hz 采样，我确定这不是您需要的，
您正在为filter 命令提供ZPK -zero,pole, filter- 结构，并且“过滤器”命令接收B和ATF 多项式。这可能会导致不可预测错误的结果，
当f1 是f0 和f1 奈奎斯特，半采样率，fs/2。如果是这样，只需使用f0 并设置滤波器为高通！。如果您仍然需要带通，请选择 f1=900 或类似的东西，而不是非常 nyquist cut。

这是一个修正版本，采样滤波器在 30Hz 和 950Hz 之间，采样频率为 2000Hz：

   x  = randn(500,1);     % Input to the filter
   [b,a] = butter(5,[30/2000,950/2000]*2); 
   y=filter(b,a,x);
   fvtool(b,a);
   plot([x y]);

您好！...

【讨论】：