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10种软件滤波方法

菜鸟
2016-06-06 23:42:58     打赏
  1. 限幅滤波法(又称程序判断滤波法)

  1. 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

  2. 优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。

  3. 缺点:无法抑制那种周期性的干扰,平滑度差。

  1. 中位值滤波法

  1. 方法:连续采样N(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。

  2. 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。

  3. 缺点:对流量、速度等快速变化的参数不宜。

  1. 算术平均滤波法

  1. 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

  2. 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。

  3. 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

  1. 递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)

  1. 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

  2. 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。

  3. 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

  1. 中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)

  1. 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

  2. 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。

  3. 缺点:测量速度较慢,和算术平均滤波法一样,比较浪费RAM

  1. 限幅平均滤波法

  1. 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

  2. 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。

  3. 缺点:比较浪费RAM

  1. 一阶滞后滤波法

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  1. 加权递推平均滤波法

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  1. 消抖滤波法

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  1. 限幅消抖滤波法

  1. 方法:相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法” 先限幅,后消抖

  2. 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。

  3. 缺点:对于快速变化的参数不宜。

本文系网络转载,版权归原作者所有。



高工
2016-06-07 01:19:59     打赏
2楼

院士
2016-06-07 08:59:25     打赏
3楼
为什么没有软件实现啊?

助工
2016-06-07 14:25:56     打赏
4楼
略深奥

专家
2016-06-09 00:20:29     打赏
5楼
软件滤波速度怎么样?

专家
2016-06-09 10:55:56     打赏
6楼
不错的软件滤波方法。收藏了。

院士
2016-06-09 23:04:30     打赏
7楼
简明扼要,谢谢 楼主。

专家
2016-06-11 08:32:43     打赏
8楼
某论坛帖子都是带代码实现的,楼主可否贴上

高工
2016-06-11 14:37:14     打赏
9楼
这个好像有个PDF文档,很详细

专家
2016-06-12 17:47:12     打赏
10楼
不错不错

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