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10种软件滤波方法

-86
zzx2967410j
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发表于:2009/8/10 16:33:34
#0楼
1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
A、方法:
根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)
每次检测到新值时判断:
如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效
 如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值
 B、优点:
 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰
 C、缺点
 无法抑制那种周期性的干扰
 平滑度差
  
2、中位值滤波法
 A、方法:
 连续采样N次(N取奇数)
 把N次采样值按大小排列
 取中间值为本次有效值
 B、优点:
 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰
 对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果
 C、缺点:
 对流量、速度等快速变化的参数不宜
  
3、算术平均滤波法
 A、方法:
 连续取N个采样值进行算术平均运算
 N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低
 N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高
 N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4
 B、优点:
 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波
 这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动
 C、缺点:
 对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用
 比较浪费RAM
  
4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
  A、方法:
  把连续取N个采样值看成一个队列
  队列的长度固定为N
  每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则)
  把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果
  N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4
  B、优点:
  对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高
  适用于高频振荡的系统
  C、缺点:
  灵敏度低
  对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差
  不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
  不适用于脉冲干扰比较严重的场合
  比较浪费RAM
  
5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
  A、方法:
  相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”
  连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值
  然后计算N-2个数据的算术平均值
  N值的选取:3~14
  B、优点:
  融合了两种滤波法的优点
  对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
  C、缺点:
  测量速度较慢,和算术平均滤波法一样
  比较浪费RAM
  
6、限幅平均滤波法
  A、方法:
  相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”
  每次采样到的新数据先进行限幅处理,
  再送入队列进行递推平均滤波处理
  B、优点:
  融合了两种滤波法的优点
  对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
  C、缺点:
  比较浪费RAM
  
7、一阶滞后滤波法
  A、方法:
  取a=0~1
  本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果
  B、优点:
  对周期性干扰具有良好的抑制作用
  适用于波动频率较高的场合
  C、缺点:
  相位滞后,灵敏度低
  滞后程度取决于a值大小
  不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号
  
8、加权递推平均滤波法
  A、方法:
  是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权
  通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。
  给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低
  B、优点:
  适用于有较大纯滞后时间常数的对象
  和采样周期较短的系统
  C、缺点:
  对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号
  不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差
  
9、消抖滤波法
  A、方法:
  设置一个滤波计数器
  将每次采样值与当前有效值比较:
  如果采样值=当前有效值,则计数器清零
  如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出)
  如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器
  B、优点:
  对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,
  可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动
  C、缺点:
  对于快速变化的参数不宜
  如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统
  
10、限幅消抖滤波法
  A、方法:
  相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”
  先限幅,后消抖
  B、优点:
  继承了“限幅”和“消抖”的优点
  改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统
  C、缺点:
  对于快速变化的参数不宜
9721
lwcccf
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09工控人生征文
发表于:2009/8/10 18:56:35
#1楼
学习一下,以前在哪发过这个贴子。
希望通过论坛与各位成为朋友!
学无止境,学有所用
3462
chengjun77
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发表于:2009/8/10 20:53:39
#2楼
学习

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