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[導讀] 1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)A、方法:根據(jù)經(jīng)驗判斷,確定兩次采樣允許的最大偏差值(設(shè)為A)每次檢測到新值時判斷:如果本次值與上次值之差A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值B、優(yōu)

1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)

A、方法:

根據(jù)經(jīng)驗判斷,確定兩次采樣允許的最大偏差值(設(shè)為A)
每次檢測到新值時判斷:
如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效
如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值


B、優(yōu)點:
能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾

C、缺點
無法抑制那種周期性的干擾
平滑度差

2、中位值濾波法

A、方法:
連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù))
把N次采樣值按大小排列
取中間值為本次有效值

B、優(yōu)點:
能有效克服因偶然因素引起的波動干擾
對溫度、液位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果

C、缺點:
對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜


3、算術(shù)平均濾波法

A、方法:
連續(xù)取N個采樣值進行算術(shù)平均運算
N值較大時:信號平滑度較高,但靈敏度較低
N值較小時:信號平滑度較低,但靈敏度較高
N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4

B、優(yōu)點:
適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波
這樣信號的特點是有一個平均值,信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動

C、缺點:
對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用
比較浪費RAM

4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)

A、方法:
把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列
隊列的長度固定為N
每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù).(先進先出原則)
把隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算,就可獲得新的濾波結(jié)果
N值的選取:流量,N=12;壓力:N=4;液面,N=4~12;溫度,N=1~4


B、優(yōu)點:
對周期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高
適用于高頻振蕩的系統(tǒng)

C、缺點:
靈敏度低
對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差
不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合
比較浪費RAM

5、中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)

A、方法:
相當于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”
連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù),去掉一個最大值和一個最小值
然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值
N值的選取:3~14

B、優(yōu)點:
融合了兩種濾波法的優(yōu)點
對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾,可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

C、缺點:
測量速度較慢,和算術(shù)平均濾波法一樣
比較浪費RAM

6、限幅平均濾波法

A、方法:
相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進行限幅處理,
再送入隊列進行遞推平均濾波處理

B、優(yōu)點:
融合了兩種濾波法的優(yōu)點
對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾,可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

C、缺點:
比較浪費RAM


7、一階滯后濾波法

A、方法:
取a=0~1
本次濾波結(jié)果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果

B、優(yōu)點:
對周期性干擾具有良好的抑制作用
適用于波動頻率較高的場合

C、缺點:
相位滯后,靈敏度低
滯后程度取決于a值大小
不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號

8、加權(quán)遞推平均濾波法

A、方法:
是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)
通常是,越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù),權(quán)取得越大。
給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大,則靈敏度越高,但信號平滑度越低

B、優(yōu)點:
適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象
和采樣周期較短的系統(tǒng)

C、缺點:
對于純滯后時間常數(shù)較小,采樣周期較長,變化緩慢的信號
不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差


9、消抖濾波法

A、方法:
設(shè)置一個濾波計數(shù)器
將每次采樣值與當前有效值比較:
如果采樣值=當前有效值,則計數(shù)器清零
如果采樣值<>當前有效值,則計數(shù)器+1,并判斷計數(shù)器是否>=上限N(溢出)
如果計數(shù)器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數(shù)器

B、優(yōu)點:
對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果,
可避免在臨界值附近控制器的反復開/關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動

C、缺點:
對于快速變化的參數(shù)不宜
如果在計數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導
入系統(tǒng)


10、限幅消抖濾波法

A、方法:
相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”
先限幅,后消抖

B、優(yōu)點:
繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點
改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統(tǒng)

C、缺點:
對于快速變化的參數(shù)不宜


以下是我編的示例程序,如有不足之處還望各位同行指教。

假定從8位AD中讀取數(shù)據(jù)(如果是更高位的AD可定義數(shù)據(jù)類型為int),子程序為get_ad();


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