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| 對比分析10種AD采樣的軟件濾波方法 |
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| 文章來(lái)源： 更新時(shí)間：2016/11/10 11:42:00 |
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1、限幅濾波法（又稱(chēng)程序判斷濾波法）
A、方法：
根據經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設為A）
每次檢測到新值時(shí)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(wú)效,放棄本次值,用上次值代替本次值
B、優(yōu)點(diǎn)：
能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾
C、缺點(diǎn)
無(wú)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：
連續采樣N次（N取奇數）
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(diǎn)：
能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾
對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
C、缺點(diǎn)：
對流量、速度等快速變化的參數不宜
3、算術(shù)平均濾波法
A、方法：
連續取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運算
N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低
N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高
N值的選�。阂话懔髁�，N=12；壓力：N=4
B、優(yōu)點(diǎn)：
適用于對一般具有隨機干擾的信號進(jìn)行濾波
這樣信號的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動(dòng)
C、缺點(diǎn)：
對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用
比較浪費RAM
4、遞推平均濾波法（又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法）
A、方法：
把連續取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊列
隊列的長(cháng)度固定為N
每次采樣到一個(gè)新數據放入隊尾,并扔掉原來(lái)隊首的一次數據.(先進(jìn)先出原則)
把隊列中的N個(gè)數據進(jìn)行算術(shù)平均運算,就可獲得新的濾波結果
N值的選�。毫髁�，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4
B、優(yōu)點(diǎn)：
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
C、缺點(diǎn)：
靈敏度低
對偶然出現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(chǎng)合
比較浪費RAM
5、中位值平均濾波法（又稱(chēng)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”
連續采樣N個(gè)數據，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值
然后計算N-2個(gè)數據的算術(shù)平均值
N值的選�。�3~14
B、優(yōu)點(diǎn)：
融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)
對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
C、缺點(diǎn)：
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”
每次采樣到的新數據先進(jìn)行限幅處理，
再送入隊列進(jìn)行遞推平均濾波處理
B、優(yōu)點(diǎn)：
融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)
對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
C、缺點(diǎn)：
比較浪費RAM
7、一階滯后濾波法
A、方法：
取a=0~1
本次濾波結果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果
B、優(yōu)點(diǎn)：
對周期性干擾具有良好的抑制作用
適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合
C、缺點(diǎn)：
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、加權遞推平均濾波法
A、方法：
是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數據加以不同的權
通常是，越接近現時(shí)刻的數據，權取得越大。
給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低
B、優(yōu)點(diǎn)：
適用于有較大純滯后時(shí)間常數的對象
和采樣周期較短的系統
C、缺點(diǎn)：
對于純滯后時(shí)間常數較小，采樣周期較長(cháng)，變化緩慢的信號
不能迅速反應系統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：
設置一個(gè)濾波計數器
將每次采樣值與當前有效值比較：
如果采樣值＝當前有效值，則計數器清零
如果采樣值<>當前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N(溢出)
如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數器
B、優(yōu)點(diǎn)：
對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果,
可避免在臨界值附近控制器的反復開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數值抖動(dòng)
C、缺點(diǎn)：
對于快速變化的參數不宜
如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會(huì )將干擾值當作有效值導入系統
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(diǎn)：
繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)
改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統
C、缺點(diǎn)：
對于快速變化的參數不宜 |
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